石油化工企業(yè)廢氣污染治理與控制技術(shù)措施研究

劉悅婷

（江蘇中瑞咨詢有限公司，南京 210036）

石油化工企業(yè)在化工生產(chǎn)中排出的廢氣成分較為復(fù)雜，其主要包含粒子類物質(zhì)、含硫化合物、含氮化合物、一氧化碳和有機(jī)化合物等，這些物質(zhì)具有強(qiáng)烈的腐蝕性、毒害性，其是危害大氣環(huán)境的主要污染源。當(dāng)前造成大氣污染的廢氣中各類物質(zhì)、化合物的產(chǎn)生來源存在較大的差異，所以必須對(duì)其進(jìn)行有效的識(shí)別，才能明確廢氣的由來。

1 石油化工企業(yè)廢氣種類

1.1 粒子類物質(zhì)

通常，粒子類物質(zhì)主要來源于電力、建材、輕工業(yè)、石油化工和冶金等工業(yè)生產(chǎn)中排放的煙氣、煙塵、粉灰等。根據(jù)粒子類物質(zhì)直徑的大小，其可以劃分為粗粒粉塵、細(xì)粒粉塵、煙和霧等。

1.2 含硫化合物

含硫化合物主要有兩種，即二氧化硫、硫化氫。如果這兩種物質(zhì)處理不當(dāng)排放到空氣中，一旦濃度超標(biāo)便會(huì)對(duì)人體生命健康造成威脅，而且二氧化硫、硫化氫也是酸雨的主要成分，對(duì)于環(huán)境帶來嚴(yán)重的腐蝕。石油化工廢氣中的二氧化硫主要是通過礦物燃料的燃燒產(chǎn)生的；硫化氫主要是在石油冶煉、硫化染料等生產(chǎn)過程中形成的。在石油化工生產(chǎn)過程中，無論是煉油還是人造絲等石化生產(chǎn)，其間都會(huì)產(chǎn)生大量的硫化氫，并對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

1.3 有機(jī)化合物

有機(jī)化合物中含量最多的成分就是碳?xì)浠衔铮缤闊N、烯烴、芳香烴等。另外，部分有機(jī)化合物中還含有少量的硫或氮。這些有機(jī)化合物主要是通過石油化工生產(chǎn)或煉油生產(chǎn)形成，而且有機(jī)化合物常常帶有強(qiáng)烈的刺鼻性氣味，具有較強(qiáng)的毒害性，可對(duì)人體器官造成不利影響，其中含有較多的致癌物。

1.4 含氮化合物和含碳化合物

含氮化合物中包含的成分主要有兩種，即NO、NO2，其通常是由煤炭或石油原料的燃燒生成的。另外，硝酸、炸藥、氮肥制備期間也會(huì)產(chǎn)生含氮化合物。含碳物質(zhì)燃燒不徹底時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO，汽車尾氣、石油化工生產(chǎn)中催化裂化反應(yīng)排放的煙氣含有大量CO[1]。

1.5 鹵素及其化合物

鹵素和它的化合物也屬于石油化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣，其會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。氯堿廠將氯、氯化氫作為生產(chǎn)原料，其排出的廢氣均含有鹵素，而氯化氫主要來源于磷肥生產(chǎn)和電解鋁生產(chǎn)過程。

2 石油化工企業(yè)廢氣污染治理常用技術(shù)分析

2.1 廢氣的催化燃燒技術(shù)

催化燃燒技術(shù)又被稱為催化氧化技術(shù)或接觸氧化技術(shù)，其主要是在低溫條件下，將催化劑投入反應(yīng)器中進(jìn)行催化，促使廢氣中的可燃性物質(zhì)得到徹底氧化分解。催化燃燒采用的催化劑可按照各自的活性組分進(jìn)行分類，通常分為兩種：鉑2等貴金屬、鈷3等非貴金屬。按照廢氣所含成分、性質(zhì)的差異，人們應(yīng)選擇合適的催化劑，確保廢氣在催化燃燒中充分氧化分解。

2.2 刺激性氣體的吸附技術(shù)

石油化工生產(chǎn)中形成的廢氣帶有強(qiáng)烈的刺激性氣味，甚至發(fā)出惡臭，這些氣體的處理最好采用燃燒、吸附、生物脫臭等方法。吸附技術(shù)主要是利用活性炭表面積的吸附能力對(duì)廢氣中的有害組分進(jìn)行吸附。該技術(shù)可以吸附多種不同濃度的惡臭及刺激性氣體，因活性炭具備較強(qiáng)的再生能力，因而得到廣泛應(yīng)用。其中，部分活性炭不僅能夠發(fā)揮良好的吸附功能，還能起到有效的催化作用，從而通過氧化處理減輕臭味[1]。

2.3 有害煙霧的去除技術(shù)

在石油化工企業(yè)廢氣中，有害煙霧比其他類型的物質(zhì)顆粒直徑小，其在空氣中呈霧狀，可隨著空氣流動(dòng)而不斷擴(kuò)散。有害煙氣排出時(shí)具有一定溫度，一旦遇到冷空氣，溫度便會(huì)下降，最終凝結(jié)成煙霧。在石油化工中，有害煙霧分為兩種，即油霧、鹽酸霧。由于有害煙霧的顆粒直徑比較小，人們可通過玻璃纖維過濾法將有害煙霧徹底濾除。

3 石油化工企業(yè)廢氣處理技術(shù)及效果分析

3.1 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)主要是通過微生物對(duì)石油化工廢氣中的有機(jī)污染物進(jìn)行生物降解。此種控制技術(shù)主要是培育相應(yīng)的菌種，并對(duì)菌種的生存條件進(jìn)行優(yōu)化，從而不斷強(qiáng)化菌種的生物降解率。生物處理技術(shù)的工作原理主要是將污染物氣體轉(zhuǎn)化為液態(tài)污染物，并通過微生物吸收液體中的污染物，最后微生物對(duì)體內(nèi)的有機(jī)物進(jìn)行代謝，從而將污染物分解成無污染、無毒害的無機(jī)物，如圖1所示。石油化工企業(yè)廢氣控制技術(shù)的工藝流程為：通過高壓鼓風(fēng)機(jī)將氣浮混凝反應(yīng)池、油污泥濃縮池等設(shè)施加蓋后的廢氣吹入洗滌塔中，然后將洗滌后的廢氣通過管道輸送到生物處理裝置底部，經(jīng)過生物濾池填料吸附、生物氧化處理等環(huán)節(jié)，最后通過排氣筒將凈化后氣體排入大氣中[2]。生物處理技術(shù)基于生物機(jī)能的前提下對(duì)廢氣有機(jī)物成分進(jìn)行控制，通過對(duì)生物規(guī)律的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)污染控制效果。通過上述分析可知，生物處理技術(shù)極為復(fù)雜，難以保障廢氣處理工藝的高效性，而且需要投入大量成本。

圖1 生物處理技術(shù)

3.2 催化脫硫技術(shù)

催化脫硫技術(shù)是當(dāng)前較為常用的一種硫化物處理方式，其能夠?qū)U氣中的硫成分脫除，并對(duì)其進(jìn)行有效的回收再利用，回收的硫可制備成硫酸等原料再次投入化工生產(chǎn)中。在石油化工生產(chǎn)排放的廢氣中，硫化物帶來的污染最為嚴(yán)重，也是當(dāng)前污染治理的重點(diǎn)控制對(duì)象。催化脫硫技術(shù)可將廢氣中的硫進(jìn)行有效脫除，且不會(huì)產(chǎn)生新的廢氣或廢水，由于脫硫工藝的效率較高，且成本投入較少，此項(xiàng)控制技術(shù)得到了有效的應(yīng)用。

圖2 催化脫硫技術(shù)

3.3 放電等離子處理法

放電等離子處理法在化工廢氣處理中應(yīng)用得較為普遍，如圖3所示。其主要是通過高電壓放電方法來獲取大量的高能電子，并通過其激發(fā)產(chǎn)生氧、氮基等活性離子，對(duì)碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵進(jìn)行破壞，促使廢氣中有機(jī)化合物發(fā)生置換反應(yīng)，最后生成無污染、無毒害的二氧化碳或水[2]。當(dāng)前，在我國石油化工企業(yè)廢氣污染控制中，放電等離子處理法的應(yīng)用前景十分廣闊，等離子反應(yīng)器功能的研究也有了較大的突破。而雙極性脈沖高壓技術(shù)的應(yīng)用可以促使氯苯、甲苯分解效率得到顯著提升。

圖3 放電等離子處理工藝

3.4 TiO2光催化法

當(dāng)前，相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ赥iO2光催化法的應(yīng)用也給予了高度的重視，TiO2具備化學(xué)穩(wěn)定性、無毒害性、成本投入少、操作簡便快捷等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)U氣中的含氯有機(jī)物進(jìn)行光催化降解。相關(guān)領(lǐng)域通過對(duì)TiO2光催化的改性、負(fù)載修飾的方法，促使其應(yīng)用范圍越來越廣闊。TiO2光催化法在化工廢氣處理中呈現(xiàn)出較高的反應(yīng)效率，且不會(huì)受到溶劑分子的影響，然而TiO2光催化法在應(yīng)用過程中存在較大的技術(shù)弊端，還需要在以后的應(yīng)用中進(jìn)行不斷的實(shí)踐分析。

4 結(jié)語

石油化工企業(yè)是各種化工原料及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)地，雖然其對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是隨之而來的大氣污染也成為環(huán)保亟待解決的一大問題。石油化工生產(chǎn)期間排放的廢氣對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，為了緩解大氣污染，避免對(duì)人體健康造成危害，人們要針對(duì)石油化工廢氣的具體情況，采取更有針對(duì)性的治理方案與控制技術(shù)，從而對(duì)廢氣污染進(jìn)行有效防治。