化工废气处理工艺的相关研究

王永亮 安珊 徐涛

摘 要：化工生产过程中排放的有机废气对空气质量的影响巨大，有毒有害的化工废气，甚至危害人们的健康，造成严重的环境污染。为了减少空气污染，提升人们的生活质量，应加强研制高效处理化工废气的工艺方法，结合专业的技术来高效的处理废气，并探索各类化工废气的主要应用价值，有效推动生态环境和经济效益的共同发展。

关键词：化工废气;处理;工艺;技术;利用

绝大多数的化工废气会散发刺鼻的气味，甚至恶臭，具有一定毒性和可燃性，化工废气所产生参与大气光化学反应的挥发性有机化合物种类众多，诸如含有氯氟烃等废气的排放，会对大气臭氧层造成破坏。其中包括非甲烷烃类（烯烃、炔烃、烷烃、芳香烃等）、含氧有机物（醇、醛、酮、醚等）、含氮、含氯、含硫有机物等，都是臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物。为此，环保部等六部委提出的“十三五”挥发性有机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体系，化工生产的有机废气排放总量要求下降10%以上。在大环境背景下，化工企业必须要重视化工废气的治理，废气排放达标程度成为企业发展成败的关键。

1 化工废气处理技术的选择

当前，国内对化工厂生产过程的末端处理一直是处理有机废气的主要方式，处理方法有吸收、吸附、热分解、焚烧及催化燃烧等。废气中所含化学和物理性质、浓度、排放量、排放标准等都决定选择有机废气处理方法的不同，以及变废为宝处理后回用作原料或副产品的经济价值都各不同。化工废气治理技术体系十分复杂，涉及十余种技术及其组合技术，普遍情况下，一个治理企业仅掌握一种或几种技术;化工业内应扩大对技术适用范围、使用条件的规律性认识，加强对工艺设计和净化装备的设计要求，选择适合而高效的处理技术。

2 化工废气处理的几种主要技术方法

2.1 热破坏处理法

热破坏法用来处理浓度较低的有机废气效果较好，主要是采取火焰直接燃烧或催化燃烧的方式，利用燃烧产生的高温高热来裂解或氧化有机废气，进行净化。燃烧消除有机物时操作温度要高达650℃-1000℃，致使燃料成本很高，尽管不断研发出一些新的热回用技术，成本仍是居高不下。而催化燃烧方法比直接燃烧的用时要少，其主要流程是废气经阻火器→催化净化装置→板式热交换器→与高温尾气热量交换→预热废气→加热室（内设加热电管）升温达到起燃温度→催化床，在催化剂作用下，迅速加快有机废气化学反应速度，H2O和CO2在有机溶剂完全氧化后被分解出来，并释放大量反应热维持催化燃烧所需起燃温度，达到热平衡后自动关闭电加热装置，系統依靠废气中有机溶剂燃烧产生热能继续催化燃烧，直至结束。该处理技术属于高浓度、小流量有机废气净化首选技术。另外催化剂选取也非常重要。

2.2 吸附处理法

吸附法是一种物理处理方式，通过多孔固体吸附剂（粒状活性炭和活性炭纤维），将有害成分有效转移至吸附剂表面，处理和净化废气。该技术优势在于对废气处理效率高、吸附剂损耗较低、净化彻底。值得注意的是吸附剂极易造成二次污染，需要及时回收处理，甚至废气中有机成分使吸附剂成为严重污染物，反而增加了治理成本。目前也有采用液体吸收法，使有机废气内有机溶剂被液体吸收剂吸收，再经过解吸将有机溶剂除去或回收，吸收剂可再生重复使用。采用蜂窝轮式浓缩系统也是吸附处理法的一种手段，是治理低浓度、大风量有机废气的首选方法。

2.3 生物处理法

生物处理方法是利用微生物在特定的环境中，将有机废气中有害物质进行分解，使有机成分转化为能源，以维持生物自身生命体征的一种方法，该法脱臭效果明显，生物处理装置主要有：生物洗涤塔、滤池及滴滤池。该法优点突出受到人们重视，生物法耗能较低，操作简便，运转费用便宜，应用实例正呈逐渐增多趋势。

3 化工尾气的回收再利用

治理的精髓重在利用，以合成氨尾气和甲醇施放气综合利用为例。某化工公司2014年投产合成氨系统尾气综合利用制LNG产量：2200Nm3/h甲烷回收率：≥95%，制冷能耗：≤0.75kW.h/Nm3，取得良好效果。①在合成氨系统尾气综合利用技术中，如果将合成塔的放空气及氨储槽弛所排放气体中所含大量甲烷及氢气，直接送进三废锅炉燃烧，则只是利用该组分的热能，浪费并不见效益。由于合成放空气中各组分沸点存在差异，通过深冷精馏分离原理分离出气体中高沸点组分CH4，再以LNG形式销售，分离出H2再回到合成氨系统，提高了产品附加值;②甲醇施放气通过膜提氢装置回收完H2，仍有部分H2及大量CH4，使用深冷精馏分离技术将施放气内CH4分离并以LNG形式存储销售，主要工序：原料气→原料气压缩→脱碳→脱甲醇→脱水→液化分离→储存及装车;剩余气体可再进入变压吸附装置，进一步提取气体中CO和H2组分。采用氮气膨胀制冷及低温精馏分离工艺，操作简单，CH4回收率高。

综上所述，化工废气的有效综合性治理，处理后衍生品的合理利用，均起到对环境重点维护作用，这是保障社会、经济可持续发展的一项重要措施。未来，化工企业要更深入的研究与推广有机废气相关科学而实用的处理方式，促进先进处理技术充分的发展，为社会做出更大贡献。

参考文献：

[1]王志强，王明健.生物治理技术对工业有机废气 （VOCs）的工程应用研究[J].中小企业管理 与科技（中旬刊），2018， No.539（05）：125-126.