王永亮 安珊 徐濤

摘 要：化工生產(chǎn)過程中排放的有機(jī)廢氣對(duì)空氣質(zhì)量的影響巨大，有毒有害的化工廢氣，甚至危害人們的健康，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了減少空氣污染，提升人們的生活質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)研制高效處理化工廢氣的工藝方法，結(jié)合專業(yè)的技術(shù)來高效的處理廢氣，并探索各類化工廢氣的主要應(yīng)用價(jià)值，有效推動(dòng)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工廢氣;處理;工藝;技術(shù);利用

絕大多數(shù)的化工廢氣會(huì)散發(fā)刺鼻的氣味，甚至惡臭，具有一定毒性和可燃性，化工廢氣所產(chǎn)生參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)化合物種類眾多，諸如含有氯氟烴等廢氣的排放，會(huì)對(duì)大氣臭氧層造成破壞。其中包括非甲烷烴類（烯烴、炔烴、烷烴、芳香烴等）、含氧有機(jī)物（醇、醛、酮、醚等）、含氮、含氯、含硫有機(jī)物等，都是臭氧（O3）和細(xì)顆粒物（PM2.5）污染的重要前體物。為此，環(huán)保部等六部委提出的“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案，要求到2020年建立健全化工污染防治管理體系，化工生產(chǎn)的有機(jī)廢氣排放總量要求下降10%以上。在大環(huán)境背景下，化工企業(yè)必須要重視化工廢氣的治理，廢氣排放達(dá)標(biāo)程度成為企業(yè)發(fā)展成敗的關(guān)鍵。

1 化工廢氣處理技術(shù)的選擇

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)化工廠生產(chǎn)過程的末端處理一直是處理有機(jī)廢氣的主要方式，處理方法有吸收、吸附、熱分解、焚燒及催化燃燒等。廢氣中所含化學(xué)和物理性質(zhì)、濃度、排放量、排放標(biāo)準(zhǔn)等都決定選擇有機(jī)廢氣處理方法的不同，以及變廢為寶處理后回用作原料或副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值都各不同。化工廢氣治理技術(shù)體系十分復(fù)雜，涉及十余種技術(shù)及其組合技術(shù)，普遍情況下，一個(gè)治理企業(yè)僅掌握一種或幾種技術(shù);化工業(yè)內(nèi)應(yīng)擴(kuò)大對(duì)技術(shù)適用范圍、使用條件的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)工藝設(shè)計(jì)和凈化裝備的設(shè)計(jì)要求，選擇適合而高效的處理技術(shù)。

2 化工廢氣處理的幾種主要技術(shù)方法

2.1 熱破壞處理法

熱破壞法用來處理濃度較低的有機(jī)廢氣效果較好，主要是采取火焰直接燃燒或催化燃燒的方式，利用燃燒產(chǎn)生的高溫高熱來裂解或氧化有機(jī)廢氣，進(jìn)行凈化。燃燒消除有機(jī)物時(shí)操作溫度要高達(dá)650℃-1000℃，致使燃料成本很高，盡管不斷研發(fā)出一些新的熱回用技術(shù)，成本仍是居高不下。而催化燃燒方法比直接燃燒的用時(shí)要少，其主要流程是廢氣經(jīng)阻火器→催化凈化裝置→板式熱交換器→與高溫尾氣熱量交換→預(yù)熱廢氣→加熱室（內(nèi)設(shè)加熱電管）升溫達(dá)到起燃溫度→催化床，在催化劑作用下，迅速加快有機(jī)廢氣化學(xué)反應(yīng)速度，H2O和CO2在有機(jī)溶劑完全氧化后被分解出來，并釋放大量反應(yīng)熱維持催化燃燒所需起燃溫度，達(dá)到熱平衡后自動(dòng)關(guān)閉電加熱裝置，系統(tǒng)依靠廢氣中有機(jī)溶劑燃燒產(chǎn)生熱能繼續(xù)催化燃燒，直至結(jié)束。該處理技術(shù)屬于高濃度、小流量有機(jī)廢氣凈化首選技術(shù)。另外催化劑選取也非常重要。

2.2 吸附處理法

吸附法是一種物理處理方式，通過多孔固體吸附劑（粒狀活性炭和活性炭纖維），將有害成分有效轉(zhuǎn)移至吸附劑表面，處理和凈化廢氣。該技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于對(duì)廢氣處理效率高、吸附劑損耗較低、凈化徹底。值得注意的是吸附劑極易造成二次污染，需要及時(shí)回收處理，甚至廢氣中有機(jī)成分使吸附劑成為嚴(yán)重污染物，反而增加了治理成本。目前也有采用液體吸收法，使有機(jī)廢氣內(nèi)有機(jī)溶劑被液體吸收劑吸收，再經(jīng)過解吸將有機(jī)溶劑除去或回收，吸收劑可再生重復(fù)使用。采用蜂窩輪式濃縮系統(tǒng)也是吸附處理法的一種手段，是治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的首選方法。

2.3 生物處理法

生物處理方法是利用微生物在特定的環(huán)境中，將有機(jī)廢氣中有害物質(zhì)進(jìn)行分解，使有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為能源，以維持生物自身生命體征的一種方法，該法脫臭效果明顯，生物處理裝置主要有：生物洗滌塔、濾池及滴濾池。該法優(yōu)點(diǎn)突出受到人們重視，生物法耗能較低，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用便宜，應(yīng)用實(shí)例正呈逐漸增多趨勢(shì)。

3 化工尾氣的回收再利用

治理的精髓重在利用，以合成氨尾氣和甲醇施放氣綜合利用為例。某化工公司2014年投產(chǎn)合成氨系統(tǒng)尾氣綜合利用制LNG產(chǎn)量：2200Nm3/h甲烷回收率：≥95%，制冷能耗：≤0.75kW.h/Nm3，取得良好效果。①在合成氨系統(tǒng)尾氣綜合利用技術(shù)中，如果將合成塔的放空氣及氨儲(chǔ)槽弛所排放氣體中所含大量甲烷及氫氣，直接送進(jìn)三廢鍋爐燃燒，則只是利用該組分的熱能，浪費(fèi)并不見效益。由于合成放空氣中各組分沸點(diǎn)存在差異，通過深冷精餾分離原理分離出氣體中高沸點(diǎn)組分CH4，再以LNG形式銷售，分離出H2再回到合成氨系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品附加值;②甲醇施放氣通過膜提氫裝置回收完H2，仍有部分H2及大量CH4，使用深冷精餾分離技術(shù)將施放氣內(nèi)CH4分離并以LNG形式存儲(chǔ)銷售，主要工序：原料氣→原料氣壓縮→脫碳→脫甲醇→脫水→液化分離→儲(chǔ)存及裝車;剩余氣體可再進(jìn)入變壓吸附裝置，進(jìn)一步提取氣體中CO和H2組分。采用氮?dú)馀蛎浿评浼暗蜏鼐s分離工藝，操作簡(jiǎn)單，CH4回收率高。

綜上所述，化工廢氣的有效綜合性治理，處理后衍生品的合理利用，均起到對(duì)環(huán)境重點(diǎn)維護(hù)作用，這是保障社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要措施。未來，化工企業(yè)要更深入的研究與推廣有機(jī)廢氣相關(guān)科學(xué)而實(shí)用的處理方式，促進(jìn)先進(jìn)處理技術(shù)充分的發(fā)展，為社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志強(qiáng)，王明健.生物治理技術(shù)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣 （VOCs）的工程應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理 與科技（中旬刊），2018， No.539（05）：125-126.