化工厂有异味废气处理工艺的应用

吕钟楠(江西巍华化学有限公司，江西 上饶 334400)

0 引言

化工生产过程会用到大量化学物质，以农药生产为例，其中会涉及大量有毒、有害和挥发性物质，在实际生产过程中会挥发造成空气污染。如不能有效处理，就会对现场工作人员和周围居民造成不良影响，同时存在安全隐患。因此，为提高化工厂生产过程的安全性和可靠性、减少挥发性污染物及其异味，采用合适的工艺方案对恶臭废气进行处理十分必要。

1 化工厂生产废气异味危害

化工业生产存在高风险及环境污染隐患，在生产和冷凝过程中会产生大量的污染物，如：粉尘、有害物质和有毒物质的排放，会造成严重的空气污染。化工厂产生的废气如果并未经过科学方法加以妥善治理，工作人员一旦将废气吸入到身体内部，其身心健康将无法得到保障，长此以往会对工作人员身体健康产生危害。化工厂排放的异味主要与挥发性有机化合物(VOCs) 有关，采用相应的异味处理工艺可以改善化工厂的空气质量，减少异味的排放，能够从根本上提高生产效率，提高了化工厂的生产及运行水平[1]。

2 常规化工厂废气异味的处理方法

在对化工生产厂恶臭废气进行处理时，可采用活性炭吸附、溶液吸附和焚烧等传统方式。采用活性炭吸附处理技术方案，由于化工厂废气量大，活性炭更换频率高，处理难度加大，严重阻碍了废气处理工作的有效开展；采用溶液吸附处理，则需要定期更换溶液，这将增加成本；而焚烧方式中，废气中的有害物质不能得到充分处理，焚烧过程中产生的新污染物和废气中的异味也不能得到完全清除。

为了更好地消除废气异味，化工厂的废气处理方法也在不断改进和提高。如在恶臭废气的生物处理中，由于微生物的生命周期存在一定的时间间隔，化工厂产生的污染气体不能得到充分处理。通过对农药厂恶臭废水传统处理系统的比较，提出了采用活性废气处理系统。在以往布袋曝气除尘的基础上，提出了一种活性废水处理系统。离子除臭系统在传统袋式曝气除尘的基础上，能深度、准确地降解化工厂废气中的异味，为生产人员提供安全舒适的工作环境。

化工厂废气采集分析前应进行局部采样，废气应在前期进行综合处理，以获取化工厂的实际数据[2]。而针对农药企业，其生产存在季节性，因此，工作人员应结合非生产季节和生产高峰期的废气数据，形成更可靠的废气处理报告。在收集数据和信息时，应记录液体生产车间所用具体时间，保证数据采集的准确性和可靠性。

3 化工厂生产废气异味处理工艺

3.1 冷凝回收法

冷凝法应用较为广泛，且操作价格相对便宜。该工艺利用化学物质的饱和特性，不同有机物在不同温度下的饱和程度有一定差别。在系统压力影响下，应根据废气中所含物质对有机物进行浓缩和分离，从废气中分离出的有害物质需严格遵循标准及规定。值得注意的是，有机物可以进行回收利用处理，且可回收比例较高，但也只是在高浓度、小面积挥发性有机物的处理。而冷凝法是废气经低温处理后转化为液体，从废气中分离出有害物质。通过低温蒸汽冷凝提取挥发性有机化合物，净化废气，回收残余挥发性有机化合物。该方法操作简单，但难以保证操作质量。特别是目前在高新技术的推动下，工业企业发展迅速，产生大量废气。在室温恒定情况下，需要用冷却水冷却。一些废物中挥发性有机化合物的含量非常低，冷冻分离技术需要大量资金。因此，冷凝回收挥发性有机化合物废气的处理成本也随之提高[3]。

3.2 热破坏法

热破坏法也可称为“热分解”，通常是指燃烧气体中带有挥发性的有机化合物分解。此外，可根据燃烧需要适当选择催化剂含量，使废气中的具有挥发性的有机化合物产生化学反应，降低所含有机化合物的浓度。因此，热解法主要分为直接燃烧法及催化燃烧法两种形式。其中，直接燃烧是一种对废物中具有挥发性有机化合物进行热处理、销毁废物的方法，采用此种方法效处理VOCs 废气异味，其有效性能够达到99%以上。但也有一些情况下，采用高温燃烧技术降解挥发性有机化合物时，虽然能够消除一些已有的挥发性有机化合物气体，但在燃烧过程中也有可能产生新的有毒有害气体。为解决这个弊端，科研人员开发了催化燃烧法，在燃烧过程中添加催化剂，既不需要过高温度，又有效控制了成本，提高了热解效率，也防止了其他有害气体的生成[4]。常用的催化剂包括金属盐与金属两种。然而，由于催化剂价格昂贵，催化燃烧的成本很高，所以，非贵金属催化剂近年来得到了较快发展。值得注意的是，在使用催化剂时，应该添加适量的载体来稳定与提高催化剂的催化活性。现阶段，国内大部分企业使用陶瓷作为催化剂载体，从根本上提高了处理效率。

3.3 生物处理法

废气中VOCs 的生物处理利用微生物的生理特性消化和代谢有机废气中的污染物，将其分解为二氧化碳、水和细胞组分，达到废气处理的目的。其过程为：首先，有机污染物与水接触后，溶于水中；其次，当有机物溶解在溶液中时，有机物会逐渐扩散到生物膜中并被微生物吸收，从而降低挥发性有机废气中有害物质的浓度；最后，这些有机气体被微生物代谢和吸收，并分解成无害的化合物。该方法可合理用于废气处理，且具有速度快、操作简单、成本低等优点，被广泛应用于工业企业中[5]。

生物技术处理废气的方法较为多元化，如：微生物吸附法、生物转化法、生物滴塔法等。目前，生物分子转化技术在废气处理方面取得了令人瞩目的成就，引起了各部门重视。有毒有害气体可以转化为可回收物质，与当前社会发展的理念高度契合。生物技术不仅操作简单，成本低廉，而且可以进行废物利用，要在未来发展中予以重视。

4 VOCs 的处理技术

4.1 变压吸附技术

变压吸附(PSA)技术用于净化垃圾中的VOCs。变压吸附通常采用沸石分子筛用于吸收废气中的有害物质，为让沸石吸附作用充分发挥，应该在一定环境条件下进行操作。沸石分子筛可在特定温度及压力下吸附废气中的有害物质，并将剩余的有害气体输送到指定的容器中进行处理。在操作过程中，相关工作人员应格外注意，如果加工设备大、工艺复杂，将会延长整体处理时间，还会提高成本支出。同时在废气处理排除阶段，如果废气中有害物质含量过大，也将会对工作人员生命健康构成威胁。为保证安全操作，需要采用科学方法，准确使用吸附剂。活性炭具有良好的通孔吸附效果。当有害废气被吸收时，可以在容器中进行转化和再利用，吸附剂再生能力强，可回收利用，降低运行成本[6]。

变压吸附是一项新技术，在我国应用尚处于初步发展阶段，使用变压吸附新技术可以实现分压吸附。压力下会产生不同的吸附环境，减压后，可将有机物从吸附剂中真正分离开来，并与有机物解吸技术相结合。在分离水及乙醇时，工作人员应该要将分离出的废气引入活性炭中，将第一次减压时吸附的水蒸汽分离、收集并冷却，在第二次压力下通过乙醇蒸气还原获得，并从废气中吸收。目前，变压吸附新技术在天然气领域受到了广泛重视，以此为基准，吸附材料正逐步向高吸附无污染材料转变，将变压吸附新技术应用到挥发性有机化合物废气处理工艺中，实现新旧技术的完美融合，提高运行效益[7]。

4.2 等离子技术

许多研究发现，低温等离子体技术可以有效地去除废气中的重金属，由于等离子体具有良好的导电性，纳米二氧化硅和铜离子被用来改善活性炭的性能，低温下活性炭对二氧化硅的净化率可达96% 左右。相反，铜离子和其他金属材料对甲醛的吸附没有影响。在化学过程中，低温等离子体通过放电和吸收电来控制离子的运动，从而达到去除废气的效果。然而，由于成本高，新的等离子体技术目前仍处于起步阶段，尚未得到广泛应用[8]。

5 离子废气处理系统

5.1 预处理设备

在使用离子废气处理系统时，为确保废气处理设备的功效，在配置注液时，注液应该要具有良好的气液比、高密度和强连通性，以确保废气处理的整体质量。喷涂液投入使用前，需要对部分废气样品进行检测，以确保喷涂液的pH 值达到相应标准，从而有效处理可溶性废气，提高离子处理系统的综合效率和质量[9]。离子废气处理系统主要由PLC 模块、断路器和继电器组成，提高了化工厂废气处理的工作效率。一般有手动控制模式和本地远程控制管理模式，在手动操作过程中，主要是手动启动和停止设备，以确保离子控制系统的安全性和稳定性。远程自动监控系统运行可实时判断离子处理状态，通过计算机程序控制，也能够保证离子废气处理系统安全[10]。

5.2 活性离子装置

在离子废气处理技术的应用中，主要采用高压脉冲放电专用设备，在这种情况下，废气中的各种化合物可以迅速转化为无污染的小分子化合物。在离子活性氧的外部催化作用下，空气中的氧分子被有效激活，生成二次活性氧。在二次活性氧和离子活性氧的共同作用下，废气中的相关化学品会发生一系列化学反应，最终实现化工厂废气处理质量达标，从而保障化工厂生产的安全性及可靠性。

在废气离子处理过程中，应对处理后的废气进行密封与收集处理，以确保废气处理的整体质量及效率。在废气关闭后，可利用相应的废气收集管道将处理后的废气输送至前端空气预处理系统，用于化工厂的废气预处理。空气过滤设备可用于有效处理废气中的灰尘颗粒和水蒸气物质。在空气过滤设备的处理过程中，可以去除废气中含尘物质的混合物和水。不仅如此，可将通过空气过滤装置的废气引入活性离子芯反应装置，在核心处理厂，废气通过大量正负离子装置与蛋氨酸、氨、臭氧和三甲胺等离子体结合，最终形成新型化学品。废气经离子处理后可分解为二氧化碳、水分子和无害小分子，提高了废气处理的整体质量和效果。净化后的气体可通过风机输送至排气管，达标后排放，从而保证了化工厂生产管理的整体安全性、可靠性、稳定性、环保性及可持续性。为此，应对化工厂生产废气异味进行妥善处理，以保证化工厂相关工作正常开展[11]。

6 结语

根据我国构建环境友好型社会的指导思想，挥发性有机化合物对环境的污染受到越来越多的关注。通过化工生产废气异味处理技术，可以有效减少挥发性有机化合物的排放。相关专业技术人员开发了各种新型处理技术，如变压吸附技术、等离子技术和生物处理技术等。新技术的应用在解决挥发性有机化合物的环境污染问题上起到了很大作用，从而提高化工企业的挥发性有机化合物废气的治理能力、减少环境污染，推动我国化工产业可持续发展。