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        化工生產(chǎn)過程中的尾氣處理工藝技術(shù)探析

        2021-11-30 15:55:37彤,王倩,解
        科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊 2021年24期
        關(guān)鍵詞:硫化物處理工藝尾氣

        吳 彤,王 倩,解 歡

        (山東省生態(tài)環(huán)境規(guī)劃研究院,山東 濟(jì)南 250000)

        由于我國社會環(huán)境保護(hù)意識的提升,為了使我國社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可以協(xié)調(diào)發(fā)展,除了要出臺更多的環(huán)境保護(hù)政策外,還要提升化工生產(chǎn)中尾氣的處理質(zhì)量。對于化工生產(chǎn)尾氣而言,其不僅污染危害性大,而且由于尾氣中含有大量的硫化物、氮化物等有害氣體,如果直接排放到室外環(huán)境中,將會給周邊環(huán)境帶來極大的安全威脅。所以,化工企業(yè)要做好尾氣處理工作,利用現(xiàn)代化的尾氣處理工藝使尾氣達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn),對促進(jìn)我國化工行業(yè)發(fā)展以及改善環(huán)境質(zhì)量均可起到積極的作用。

        1.尾氣處理工藝技術(shù)的基本概述

        在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中,由于存在大量的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致尾氣中硫化物、氮化物的含量比較大,所以為了使尾氣具備排放條件,需要采用尾氣回收裝置對尾氣進(jìn)行處理,將其中的有害氣體去除干凈,待檢測達(dá)標(biāo)后便可排放到大氣環(huán)境當(dāng)中。尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用,可以有效改善化工企業(yè)周邊的大氣環(huán)境質(zhì)量,而且也符合環(huán)境保護(hù)政策的要求,對促進(jìn)化工企業(yè)發(fā)展有著極其重要的意義。

        2.化工生產(chǎn)過程中常見的尾氣處理方案

        常見的尾氣處理方法:在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,化工企業(yè)會在反應(yīng)流程中添加許多化學(xué)原料,導(dǎo)致產(chǎn)生的尾氣中含有大量有毒、有害的成分,如果僅使用一種處理方法,則會大大提升處理難度,而且處理效果也十分有限。因此,需要對化工生產(chǎn)過程中的尾氣處理進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì),將多種處理手段以組合的方式進(jìn)行運(yùn)用,從而實(shí)現(xiàn)提升尾氣處理質(zhì)量的目的。下面將對常見的尾氣處理方法進(jìn)行闡述。

        冷凝法:大量的硫化物會在化工生產(chǎn)階段生成,尾氣中的硫化物不僅會危害環(huán)境,而且對人體健康造成極大的負(fù)面影響,需要采取有效的措施將硫化物從尾氣中去除干凈?,F(xiàn)階段,冷凝法在處理硫化物時取得了不錯的效果,在處理高濃度硫化物尾氣過程中可以廣泛使用冷凝法。在冷凝作用下,作為一種高沸點(diǎn)的有機(jī)物質(zhì),硫化物會在低溫環(huán)境下出現(xiàn)相變,使得尾氣中的硫化物可以容易脫除、回收。在應(yīng)用冷凝法過程中,冷凝溫度要根據(jù)硫化物在尾氣中的沸點(diǎn)高低來進(jìn)行確定,有助于提升硫化物的處理效果。如果硫化物在尾氣中的占比比較低,則冷凝法的作用將會大打折扣。

        連續(xù)熱燃燒法:作為一種廣泛應(yīng)用的處理措施,連續(xù)熱燃燒法在應(yīng)用過程中需要將尾氣與蓄熱間進(jìn)行連接,并將加熱裝置設(shè)計(jì)在連接區(qū)域,通過加熱尾氣使尾氣中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),起到初步剝離的作用。當(dāng)尾氣進(jìn)入到蓄熱間后,蓄熱間的溫度會持續(xù)上升,尾氣會在連續(xù)燃燒效應(yīng)的作用下,加快其中內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的燃燒速度,進(jìn)一步加劇氧化反應(yīng)的表現(xiàn)程度,從而達(dá)到尾氣處理的目的。與其他處理方法相比,連續(xù)熱燃燒法由于需要配置一定數(shù)量的蓄熱間,所以應(yīng)用成本比較高。在應(yīng)用連續(xù)熱燃燒法時,加熱溫度不得小于760℃,尾氣在經(jīng)過處理后會形成二氧化碳與水,所以不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。

        直接燃燒法:與其他尾氣處理方法相比,直接燃燒法操作簡單,尾氣處理效率高,缺點(diǎn)則是能耗大,需要花費(fèi)較多的處理費(fèi)用。在尾氣收集技術(shù)的幫助下,將尾氣輸送至高溫燃燒室,尾氣在以天然氣或煤油燃燒所形成的高溫環(huán)境下進(jìn)行燃燒,使得尾氣中的有害物質(zhì)得到充分的氧化,從而達(dá)到凈化尾氣的目的。通過對各種處理技術(shù)的處理效率進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn),直接燃燒法的處理效率最高,但是由于需要耗費(fèi)較多能源,所以當(dāng)需要處理濃度比較大的尾氣時,可以使用直接燃燒法。

        水、堿處理法:所謂水、堿處理法,指的是利用水、堿與尾氣中的有害物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),使尾氣中的有害物質(zhì)得到最大限度的處理。當(dāng)尾氣與水、堿充分接觸后,水、堿會與尾氣中的有機(jī)物質(zhì)相互融合,并生成酸鹽類固態(tài)物質(zhì),通過收集固態(tài)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)對尾氣的凈化處理。

        尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì):在處理尾氣過程中,除了要使用上述處理技術(shù)外,還需要針對尾氣的化學(xué)特性,對尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì),方可使尾氣處理技術(shù)的效用最大限度地發(fā)揮出來。尾氣處理設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以分為三個子系統(tǒng),即:尾氣分類系統(tǒng)、尾氣搜集系統(tǒng)與尾氣循環(huán)利用系統(tǒng),下面將對此詳細(xì)敘述。

        尾氣分類系統(tǒng):在尾氣中含有比較復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì),并且不同尾氣處理方法在適用范圍上存在不同,不可直接使用。因此,在對尾氣進(jìn)行處理前,需要將尾氣進(jìn)行分類,隨后再輸送到不同的處理系統(tǒng)當(dāng)中,有助于提升尾氣處理效果。所以,尾氣分類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是提升整個尾氣處理效果的關(guān)鍵一環(huán)。一般來說,在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中,由于各生產(chǎn)系統(tǒng)所用的化學(xué)物質(zhì)存在差異,所以為了提升分類效果,需要在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中放置尾氣分類裝置,從而提升尾氣分類的效果。尾氣分類系統(tǒng)與處理系統(tǒng)之間要用專用管道進(jìn)行連接,確保分離出的尾氣可以快速地進(jìn)入到尾氣處理系統(tǒng)當(dāng)中。

        尾氣搜集:所謂尾氣搜集,指的是為了提升尾氣的處理效率,需要將尾氣搜集裝置設(shè)計(jì)在尾氣處理系統(tǒng)中,作為其中一個系統(tǒng)模塊來增強(qiáng)尾氣處理系統(tǒng)的處理效果。在設(shè)計(jì)尾氣搜集系統(tǒng)時,需要對尾氣排放通道的走向進(jìn)行確定,隨后使用排氣設(shè)施將尾氣排放到要點(diǎn)的區(qū)域,從而確保尾氣可以得到有效的搜集。

        尾氣循環(huán)利用系統(tǒng):盡管尾氣處理工藝獲得了高速發(fā)展,但是仍然無法將尾氣中的有害物質(zhì)全部清除干凈。如果直接將尾氣排出,將會嚴(yán)重影響空氣環(huán)境質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì)尾氣處理系統(tǒng)時,為了降低尾氣排放量,則需要對尾氣循環(huán)利用系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),而且也有助于起到節(jié)能降耗的作用。在設(shè)計(jì)過程中,可以將處理后的尾氣進(jìn)行集中,作為燃燒氣體得到再次利用。

        3.提升化工生產(chǎn)過程中的尾氣處理技術(shù)應(yīng)用水平的措施

        為了提升化工生產(chǎn)過程中尾氣處理的質(zhì)量,確保處理后的尾氣符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求,需要化工企業(yè)采取科學(xué)合理的措施來提升尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用水平。

        規(guī)范尾氣處理技術(shù)的工藝流程:在尾氣處理過程中,需要使用有針對性的催化劑對尾氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理,使其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),從而使尾氣具備排放條件。因此,在處理尾氣過程中,為了提升尾氣處理質(zhì)量,最為關(guān)鍵的工作在于對處理流程進(jìn)行嚴(yán)格把控,規(guī)范尾氣處理技術(shù)的工藝流程,采取合適的處理方法或者處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對尾氣的高效處理。另外,由于尾氣處理流程比較復(fù)雜,需要對每個處理流程進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的把控,確保尾氣分類、搜集以及加熱等處理工藝可以得到嚴(yán)格控制,為提升尾氣處理效果奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

        注意控制裝置升溫與氧含量的濃度:在使用尾氣處理裝置前期階段,裝置中的氧氣含量要控制在合適范圍;如果處理裝置經(jīng)過檢修后再次開始升溫,則為了避免氧氣與催化系統(tǒng)殘留的硫化鐵發(fā)生自燃,則需要將氧含量控制在小于1%的范圍。另外,為了使燃燒氣體可以得到完全燃燒,需要在分析燃料氣體量的基礎(chǔ)上,將低壓水蒸氣與燃燒氣體進(jìn)行混合,有助于提升燃燒氣體的燃燒效率。在裝置升溫階段,需要在燃燒出口位置進(jìn)行采樣化驗(yàn),根據(jù)采樣結(jié)果來適當(dāng)控制風(fēng)量,防止碳析現(xiàn)象發(fā)生。

        空氣及酸性氣體的配比控制:處理裝置中的空氣含量與酸性氣體進(jìn)料量要嚴(yán)格控制,確保兩者可以達(dá)到平衡狀態(tài),有助于提升酸性氣體的轉(zhuǎn)化效率。在尾氣處理過程中,首先要對酸性氣體的含量進(jìn)行測量分析,隨后根據(jù)測量結(jié)果,確定空氣的吹入量,使兩者可以充分地發(fā)生反應(yīng),提升尾氣處理效果。與此同時,在化工尾氣分液罐上,需要將硫化氫與二氧化硫的在線比值清楚地標(biāo)注出來,隨后檢測二氧化硫與其他硫化物的濃度,根據(jù)濃度分析結(jié)果,調(diào)整風(fēng)量控制系統(tǒng)的運(yùn)行功率,確保硫化氫與二氧化硫的在線比值可以控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的界限之內(nèi)。酸性氣體在引入前,要對氣體的構(gòu)成情況充分分析,從而合理調(diào)配氣與風(fēng)的比值。在處理尾氣時,注意根據(jù)燃燒情況可以對配風(fēng)微調(diào)閥進(jìn)行靈活調(diào)整,使“氣/風(fēng)比”處于最佳范圍,增強(qiáng)尾氣的燃燒效率,確保尾氣處理效果符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

        高溫?fù)胶祥y的使用注意事項(xiàng):高溫?fù)胶祥y的作用是進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),一般來說,高溫?fù)胶祥y最大的開度是10%,如果開啟過大,將會使汽包的操作壓力快速上升,影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此,在控制高溫?fù)胶祥y時,只允許在3%-10%的范圍內(nèi)進(jìn)行開啟,以免影響尾氣的處理效率。

        尾氣處理裝置的維護(hù)保養(yǎng):在化工生產(chǎn)階段,尾氣的處理無疑是整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為重要的一個環(huán)節(jié),所以為了提高尾氣處理效果,除了要使用合理的尾氣處理工藝外,還要加強(qiáng)對尾氣處理裝置的維護(hù)與保養(yǎng)力度,確保尾氣處理裝置可以長期保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。如果對尾氣處理裝置維護(hù)、保養(yǎng)不當(dāng),則會導(dǎo)致尾氣處理效果下降,影響化工企業(yè)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。因此,在維護(hù)與保養(yǎng)過程中,有關(guān)人員應(yīng)密切留意尾氣處理裝置的工作狀態(tài),實(shí)施定期養(yǎng)護(hù)作業(yè),做好故障隱患排查工作,確保尾氣處理系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)具備良好的工作條件。

        尾氣處理工藝的技術(shù)優(yōu)化方法:尾氣處理工藝技術(shù)的應(yīng)用,可以有助于降低有害氣體的排放量,對保護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的作用,社會效益十分顯著。對于化工生產(chǎn)行業(yè)而言,為了滿足社會對化工產(chǎn)品的需求,提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,需要大力對尾氣處理技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究,使其可以滿足不同化工生產(chǎn)工藝的尾氣處理要求,提升有害物質(zhì)的去除效率。所以,化工企業(yè)要在科學(xué)研究方面投入大量資金,對當(dāng)前運(yùn)行的尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行升級,并不斷借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的尾氣處理經(jīng)驗(yàn),對化工生產(chǎn)中的尾氣處理工藝技術(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化,在保證尾氣處理效果的同時,實(shí)現(xiàn)降低能耗以及提升化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

        4.結(jié)語

        隨著我國化工產(chǎn)品需求的不斷上漲,我國近年來在化工生產(chǎn)領(lǐng)域投入了大量的建設(shè)資金。對于化工企業(yè)而言,除了要生產(chǎn)高質(zhì)量的化工產(chǎn)品外,還肩負(fù)著保護(hù)生態(tài)環(huán)境的使命。因此,為了解決好化工生產(chǎn)階段的尾氣排放問題,要求化工企業(yè)從技術(shù)角度出發(fā),加快尾氣處理工藝技術(shù)的應(yīng)用研究速度,合理控制尾氣處理工藝流程,不斷地在原有尾氣處理工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級,從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量完成尾氣處理工作的目標(biāo),對保護(hù)我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有十分深遠(yuǎn)的意義。

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