朱 文，王雪雪

（1.陜西思益建設(shè)工程有限責(zé)任公司，陜西西安 710000；2.陜西思盟節(jié)能工程科技有限責(zé)任公司，陜西西安 710018）

現(xiàn)階段，我國(guó)的化工行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，但在化工生產(chǎn)過(guò)程中，有機(jī)廢氣的大量排放對(duì)自然環(huán)境與人身安全造成了極大的影響，面對(duì)這一問(wèn)題，在減少有機(jī)廢氣排放量的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用合適技術(shù)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化，成為當(dāng)前化工行業(yè)VOCs廢氣處理關(guān)鍵性問(wèn)題。

1 化工有機(jī)廢氣的主要來(lái)源

近年來(lái)，我國(guó)的化工行業(yè)得到了有效的發(fā)展，盡管給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，但由于化工生產(chǎn)往往會(huì)涉及大量的較為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這就使得諸多具備毒、不易溶解、易燃易爆等特點(diǎn)的化學(xué)廢氣產(chǎn)生。

1.1 石油裂解

現(xiàn)階段，化工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用的諸如醇、烴、醛、酸等物質(zhì)，所用的原料大多是通過(guò)石油裂解所得到的，在石油裂解過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，比方說(shuō)，原油在裂解爐、催化重整爐等設(shè)備內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，熱解、裂化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的有機(jī)廢氣，同時(shí)，在原料及產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中，由于有機(jī)物閃點(diǎn)低，可揮發(fā)性強(qiáng)，如果未采取相應(yīng)的處理措施，必然會(huì)導(dǎo)致空氣污染問(wèn)題的出現(xiàn)。

1.2 化工生產(chǎn)

在進(jìn)行化工生產(chǎn)的過(guò)程中，除石油裂解外，化工生產(chǎn)同樣會(huì)產(chǎn)生諸多的化工廢氣。比方說(shuō)，在生產(chǎn)過(guò)程中，各類(lèi)反應(yīng)器、分離器、凈化設(shè)備、儲(chǔ)槽等設(shè)備的運(yùn)行中都會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，同時(shí)，在進(jìn)行化工生產(chǎn)過(guò)程中，若原材料為烴、醇、醛、醚、酯類(lèi)有機(jī)物質(zhì)，那么在一些特殊設(shè)備中，這些原料同樣會(huì)產(chǎn)生諸如烴、醇、醛、醚、酯等有機(jī)廢氣[1]。

2 化工有機(jī)廢氣的處理方法

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，其中往往包含著有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物、大分子顆粒物等物質(zhì)，其中不可溶的有機(jī)化合物廢氣處理難度最大。有機(jī)廢氣的主要成分包括苯乙烯、乙酸乙酯、甲醛、油霧、樹(shù)脂、苯、甲苯、二甲苯等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)在多方面威脅人們的身體健康，比方說(shuō)，苯類(lèi)有機(jī)物就會(huì)對(duì)人們的中樞神經(jīng)造成危害、苯酸類(lèi)有機(jī)物將會(huì)導(dǎo)致人體細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生凝固變形，進(jìn)而出現(xiàn)全身中毒的癥狀?，F(xiàn)階段，應(yīng)用吸收法、吸附法、熱破壞法等方式，對(duì)化工有機(jī)廢氣進(jìn)行有效處理已經(jīng)成為一項(xiàng)極為重要的工作。

2.1 吸收法

吸收法是當(dāng)前處理化工行業(yè)有機(jī)廢氣過(guò)程中最為常用的一種方法，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，吸收法的工作原理是有機(jī)廢氣中的某些物質(zhì)極性與吸收液中某些液體的極性相似，使得有機(jī)廢氣在通過(guò)吸收液時(shí)，極性相似的物質(zhì)將會(huì)被吸收液溶解吸收，這一技術(shù)方法具備操作簡(jiǎn)單、成本偏低等優(yōu)點(diǎn)。需要注意的是，在選擇吸收液的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要明確有機(jī)廢氣中的組成物質(zhì)屬于極性氣體還是非極性氣體，以便為有機(jī)廢氣選擇合適的吸收液，若所需要吸收的有機(jī)廢氣極性極強(qiáng)，為節(jié)約廢氣吸收成本，可以選擇水或者其他具有極性的液體作為回收液，同時(shí)，由于當(dāng)前大部分化工廢氣為混合物，現(xiàn)階段，為提高有毒有害物質(zhì)的吸收率，可以在考慮到廢氣組成成分的基礎(chǔ)上，選擇一些不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)組成混合液，吸收廢氣中的不同物質(zhì)，從而達(dá)到提高廢氣吸收效率的目的。比方說(shuō)，當(dāng)前大部分化工企業(yè)在采用吸收法吸收化工廢氣的過(guò)程中，其吸收液主要是由水、表面活性劑，或者采用幾種高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑等組成的混合液，這種混合液在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，能夠有效吸廢氣中的有機(jī)物質(zhì)[2]。

2.2 吸附法

吸附法是處理化工廢氣的一種有效物理方法，其主要作用機(jī)理是利用活性炭、氧化鋁、分子篩沸石、大孔樹(shù)脂等具有吸附性的物質(zhì)吸附有機(jī)廢氣中的固體微粒，從而達(dá)到降低空氣中懸浮顆粒物總量的目的，由于這種方式不需要其他物質(zhì)與有機(jī)廢氣中的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，所以不會(huì)產(chǎn)生其他廢氣。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，吸附劑的性能預(yù)期表面積和表面孔徑的大小之間存在著直接的聯(lián)系，一般情況下，吸附劑的表面積越大，其吸附效果越好，但在實(shí)際吸附工作開(kāi)展的過(guò)程中，為節(jié)約吸附成本，在選擇吸附劑表面積的過(guò)程中，需要在明確有機(jī)廢氣主要成分以及各成分含量的基礎(chǔ)上，選擇合適尺寸的吸附劑，同時(shí)，由于不同吸附劑表面孔徑能夠吸附的微粒尺寸有所不同，因此，現(xiàn)階段，在選擇吸附劑孔徑的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要明確有機(jī)廢氣中有機(jī)分子質(zhì)量大小，并為分子量較大的廢氣選擇微粒尺寸相對(duì)較大的吸附劑，以便進(jìn)一步提升吸附工作的效率。

2.3 熱破壞法

熱破壞法是一種通過(guò)在高溫或者加熱條件下，令毒性較大的有機(jī)廢氣，分解成毒性較低或者無(wú)毒物質(zhì)，降低其排放危害的技術(shù)方法，常見(jiàn)的熱破壞法包括直接燃燒法、RTO、RCO、換熱式催化燃燒等方法。在當(dāng)前的應(yīng)用過(guò)程中，由于熱破壞法具備操作相對(duì)簡(jiǎn)單、僅需對(duì)廢氣進(jìn)行加熱處理、處理成本偏低等優(yōu)點(diǎn)，使得這種技術(shù)方法在當(dāng)前化工有機(jī)廢氣處理過(guò)程中也是一種較為常見(jiàn)的處理方法。但需要注意的是，在進(jìn)行有機(jī)廢氣處理的過(guò)程中，若化工廢氣中氮氧化合物的含量較高，那么要盡量避免用熱破壞法對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)，在部分廢氣處理過(guò)程中，為提升廢氣處理的速率，往往需要一些金屬作為反應(yīng)催化劑，為提升催化劑的使用效果，避免催化速率過(guò)慢或過(guò)快導(dǎo)致有毒廢氣逸散到反應(yīng)場(chǎng)所周邊，影響工作人員的身體健康，應(yīng)用這一技術(shù)方法的相關(guān)工作人員需要具備較高的技術(shù)水平?，F(xiàn)階段，為在兼顧廢氣處理質(zhì)量的同時(shí)，保證處理工作的經(jīng)濟(jì)性，RTO蓄熱式氧化爐成為開(kāi)展熱破壞法的主要工作設(shè)備。

2.4 生物處理法

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物處理法作為一種利用菌群對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，降低化工廢氣對(duì)環(huán)境不利影響的有機(jī)廢氣處理技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，化工企業(yè)可以選擇脫硫菌、脫氮菌等特定的菌群對(duì)廢氣中某些有機(jī)物進(jìn)行分解，由于處理化工廢氣的菌群主要使用有機(jī)廢棄物為養(yǎng)料進(jìn)行繁殖，所以在應(yīng)用過(guò)程中，這種廢氣處理方法不僅有效節(jié)約了廢氣處理工作的成本，還具備較為突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。但需要注意的是，在應(yīng)用生物處理法凈化化工廢氣中有機(jī)物的過(guò)程中，由于其主要操作設(shè)備包括生物濾池、生物滴濾塔等，使得這一技術(shù)的應(yīng)用前期投入較大，但由于這一技術(shù)在后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中，具備綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，因此在后續(xù)我國(guó)微生物研究得到進(jìn)一步提升后，這一技術(shù)將會(huì)能夠更好地發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。

2.5 膜隔離技術(shù)

膜隔離技術(shù)是一種利用膜將不同粒徑的有機(jī)分子進(jìn)行分離的技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅能夠降低化工廢氣中污染物的濃度，還能通過(guò)將某些有機(jī)分子進(jìn)行收集再利用，近年來(lái)，由于我國(guó)膜滲透技術(shù)的有效發(fā)展，這一技術(shù)已經(jīng)被部分化工企業(yè)應(yīng)用到了化工生產(chǎn)過(guò)程中?，F(xiàn)階段，膜隔離技術(shù)中應(yīng)用的隔膜類(lèi)似于一種半透膜，經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾后的廢氣物質(zhì)具備較高的純凈度，具備較高的再利用價(jià)值；但需要注意的是由于各類(lèi)有機(jī)分子經(jīng)過(guò)隔膜的過(guò)程中，受膜孔徑與廢氣有機(jī)分子粒徑之間存在一定差別的影響，膜堵塞問(wèn)題出現(xiàn)的概率極大，同時(shí)由于這類(lèi)膜的制造成本相對(duì)較高，在膜堵塞率較高的情況下需要及時(shí)更換隔膜，這就極大提升了化工廢氣的處理成本，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要在明確化工廢氣主要成分以及各成分具體粒徑的基礎(chǔ)上，選擇合適的隔膜，為廢氣處理工作質(zhì)量的提升提供助力[3]。

2.6 放電等離子體技術(shù)

放電等離子體技術(shù)的應(yīng)用原理是在高壓放電情況下，化工廢氣中將會(huì)產(chǎn)生高能電子以及N、O、OH等活性離子，同時(shí)，化工廢氣中諸如C—C、C—H等化學(xué)鍵將會(huì)斷裂，斷裂的化學(xué)鍵將會(huì)與有機(jī)廢氣中的H、F、Cl等原子進(jìn)行置換，產(chǎn)生諸如水、二氧化碳等無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)自然環(huán)境的目的。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一技術(shù)具備廢氣處理所需時(shí)間較短、操作難度較低等優(yōu)點(diǎn)，因此，在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，這一技術(shù)的推廣價(jià)值相對(duì)較高。

2.7 光催化氧化法

光催化氧化法的應(yīng)用原理是，在正常光照條件下，氧化鋅、二氧化鈦、硫化鎘等半導(dǎo)體物質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生自由基活性物質(zhì)，具備較強(qiáng)的氧化性。在常溫常壓條件下，這些半導(dǎo)體物質(zhì)與化工廢氣進(jìn)行接觸，可以將類(lèi)似含氯化合物、苯以及同系物等具有較高毒性的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒的無(wú)機(jī)物，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，光催化氧化法具備廢氣處理效率高、處理生成產(chǎn)物回收難度低等優(yōu)點(diǎn)。

2.8 綜合處理法

綜合處理法是一種對(duì)上述處理技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用的化工廢氣處理方法，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具備能夠最大限度處理掉化工廢氣中各類(lèi)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的物質(zhì)，保護(hù)自然環(huán)境與人身安全的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)階段，在實(shí)際應(yīng)用這一技術(shù)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要在考慮到有機(jī)廢氣的主要成分、化工企業(yè)處理廢氣的預(yù)計(jì)成本等方面因素的基礎(chǔ)上，對(duì)任意處理方法進(jìn)行組合，以便提升廢氣處理質(zhì)量，降低廢氣處理成本。舉例來(lái)說(shuō)，江蘇某橡膠制品工廠在處理其化工廢氣的過(guò)程中，在考慮到自身廢氣中物質(zhì)種類(lèi)后，選擇的廢氣處理方法就是綜合應(yīng)用吸收、吸附以及放電等離子技術(shù)，從而達(dá)到保證廢氣在排放到空氣時(shí)，污染物含量不僅能夠滿(mǎn)足GB 27632—2011《橡膠制品工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，還能滿(mǎn)足DB 32/3151—2016《江蘇省化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的生產(chǎn)生活過(guò)程中，化工廢氣的存在不僅會(huì)對(duì)自然環(huán)境與人體健康造成危害，還會(huì)影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，因此，提高對(duì)化工廢氣的關(guān)注度，及時(shí)應(yīng)用合理的方式對(duì)其進(jìn)行處理成了一項(xiàng)極為必要的工作。