化工行業(yè)有機廢氣的治理技術(shù)

王淵(山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)發(fā)生了很大的變化，生產(chǎn)需求也在增加。同時，大量有機廢氣的排放對環(huán)境造成污染，對健康造成一定程度的危害。鑒于這種情況，中國加大了對化學(xué)工業(yè)有機廢氣的控制力度，不斷開發(fā)凈化和降解新技術(shù)，確保了社會的穩(wěn)定發(fā)展。

1 廢氣危害與治理

在生產(chǎn)過程中，化學(xué)企業(yè)排放的有機廢氣的處理存在一些困難，中國一直在研究和探索其有效治理方法。有機廢氣具有一定的毒性，易于在空氣中擴散，如果人體吸入并逐漸滲透到血液中，例如苯有機化合物，將會損害神經(jīng)系統(tǒng)；如果濃度過高，則會導(dǎo)致呼吸困難。有毒氣體會使人感到不適，并直接隨著濃度的增加而導(dǎo)致死亡，可以看出，化工廢棄所帶來的危害是巨大的，必須予以嚴格控制，化學(xué)工業(yè)中的有機廢氣不僅對人體造成傷害，而且破壞了臭氧層，給整個環(huán)境帶來了問題，中國應(yīng)在治理上做好確保可持續(xù)發(fā)展的工作。

目前，化學(xué)工業(yè)中有機廢氣的處理比較繁瑣，技術(shù)手段也很落后，不符合規(guī)定標準，效果不理想，活性炭簡單，成本低。點吸附法不能完全凈化高濃度氣體并使排放超過標準，在當前激烈的市場競爭中，化工企業(yè)為了獲得利益，增加了生產(chǎn)設(shè)備的安裝，卻忽略了有機廢氣處理的有關(guān)事項。因此，無論是從人力，物力還是在有機廢氣的計量上，都無法盡快對設(shè)備進行更新，技術(shù)人員缺乏維護，無法準確地進行計量，無法滿足現(xiàn)行的治理要求。

2 常見治理方法與缺點

2.1 常見的處理方法

目前，中國化學(xué)工業(yè)中常用的處理有機廢氣的方法有：熱燃燒法，利用可燃氣體或液體對其進行加熱以產(chǎn)生化學(xué)變化，以確保有機廢氣可以完全轉(zhuǎn)化為有機物，廢氣釋放出無害物質(zhì)，該方法投資少，但技術(shù)人員操作能力強；吸收法，是使用液體吸收劑去除有機廢氣，然后通過加熱將其合并和分離，最后，可以減少以確保治療效果；生物方法，是將有機廢氣的成分分解為二氧化碳和水，然后將其排放。對于某些有毒，有害和不可回收的廢氣的處理，氧化技術(shù)是最有效的處理方法。該技術(shù)的基本原理是使VOC與氧氣接觸以產(chǎn)生氧化，并產(chǎn)生水和二氧化碳。氧化反應(yīng)就像燃燒過程一樣，最終得到無害的水和二氧化碳，有機廢氣中的有害物質(zhì)，例如活性炭和氧化鋁，可以通過吸附法分離。在實際操作中，特別是當有機廢氣的濃度不高時，尤其是當有機廢氣的濃度不高時其效果會更好。

吸附主要是指氣體或液體在固體表面的濃度。傳統(tǒng)的活性炭材料可以起到這樣的作用。根據(jù)吸附材料的選擇和吸附原理，吸附方法可分為物理吸附和化學(xué)吸附。化學(xué)吸附的應(yīng)用主要依靠水鍵被用來去除有機污染物。例如，酚醛樹脂吸附劑主要用于去除鄰苯二甲酸二甲酯，而化學(xué)吸附劑主要用于去除水相中的污染物。去除有機廢氣并不常見。原因是不能保證吸附劑與氣體之間的接觸，反應(yīng)不能及時進行，并且容易影響吸附效果。因此，沸石等物理吸附材料在實際生產(chǎn)，活性炭的選擇和具有孔結(jié)構(gòu)的吸附劑中已得到更廣泛的應(yīng)用。比表面積大，物理吸附能力強，與實驗結(jié)果吻合良好。結(jié)果表明，顆粒狀和蜂窩狀物理吸附材料與實驗結(jié)果吻合良好。與吸附材料相比，纖維吸附的傳質(zhì)速率更快。因此，通常會選擇相關(guān)公司的纖維吸附材料來進一步提高去污效率。

2.2 行業(yè)內(nèi)治理方法的缺陷

盡管以上幾種常用的治療方法可以達到一定的效果，但仍有許多不足之處需要改進和優(yōu)化。吸收法可用于處理高濃度有機廢氣，但設(shè)備大，投資大，不愿意選擇。吸附技術(shù)通常是在室溫下處理低濃度有機廢氣的最佳工藝，這是企業(yè)中最常用的方法之一，但它增加了操作運輸成本，生物法僅適用于少量廢氣。燃燒法對污染物濃度也有要求，不能達到完全的處理效果。在這些處理方法下，只有部分有機廢氣被轉(zhuǎn)移和分解，這就需要更多的投資。因此，也存在一些不足之處，企業(yè)需要找到更好的方法來解決這些問題，從而保證環(huán)保展覽的可持續(xù)發(fā)展。

最重要的吸收技術(shù)是液體吸收法。其基本原理是使廢氣與吸收劑充分接觸，最大限度地吸收有害物質(zhì)，然后將廢氣從吸收劑中排出。

最后抽出吸收劑，使吸收劑可回收利用。在現(xiàn)有的廢氣處理設(shè)備中，噴淋裝置是利用吸收原理制造的，吸收劑主要是基于相似和相容物質(zhì)的特性，例如，最常用的吸收水可用于去除溶解在水中的甲醇，丙酮，乙醚和其他廢氣，但是當水不溶于水時，它將無法工作。這需要化學(xué)吸附技術(shù)及其主要工作原理。有機廢氣與吸附劑上的基團反應(yīng)。因此，所用吸附劑的類型將根據(jù)廢氣的類型而有所不同。

3 有機廢氣治理新技術(shù)

3.1 光催氧化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對光催化氧化的研究始于1970年代，現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展和壯大，形成了最有潛力的有機處理方法。光催化氧化過程使用紫外線來處理污染物中的污染物，多氯化聯(lián)苯用于光催化脫氯，一些半導(dǎo)體材料用于去除有害氣體，例如甲醛和苯，這在世界上是相對先進的，但它在中國起步較晚，還有一些問題和某些差距。一般來說，主要采用加熱(氧化)和催化氧化。氧化法的原理是使廢氣達到氧化反應(yīng)所需的最低溫度進行分解。催化氧化是指加入鉑、鈀、鎳等金屬催化劑。在不改變反應(yīng)溫度和壓力的反應(yīng)過程中，有機污染物與氧化劑發(fā)生反應(yīng)，催化劑的應(yīng)用可使催化燃燒所需的溫度降到最低。

目前，我國的光催化氧化方法尚處于研究階段，但可以根據(jù)公司自身情況投入使用，成本較低，逐漸受到青睞。使用該技術(shù)時，該公司會發(fā)現(xiàn)有機廢氣的停留時間短，但可以完全分解，并且排放不會造成二次污染。影響較大的行業(yè)應(yīng)合理安排化工生產(chǎn)過程中的廢氣，以使其技術(shù)成熟并在確保人與環(huán)境的共同進步中發(fā)揮更大作用。

3.2 變壓吸附凈化技術(shù)

在處理有機廢氣中，有一種新技術(shù)，即變壓吸附分離與凈化技術(shù)。盡管物理方法仍在使用，但它具有循環(huán)性和可重復(fù)性的特點，具有良好的發(fā)展前景。該技術(shù)是將有機廢氣吸附在固體材料上，然后通過凈化設(shè)備進行壓力處理。通常，該技術(shù)需要在室溫下進行，并且一定量的有機廢氣可以被完全分離和凈化，并且排放是安全的，吸附材料達到飽和狀態(tài)后，有機廢氣在真空中分解，然后進入下一步處理。經(jīng)本次操作后，吸附材料將恢復(fù)其活力并可回收利用，從而節(jié)約資源，降低技術(shù)消耗，減少投資，減少過度運輸和裝卸。目前，等離子體分解技術(shù)已在一定程度上應(yīng)用于HCFCs和其他廢氣的處理。分解過程可以在短時間內(nèi)完成，而對設(shè)備的總體規(guī)模沒有嚴格要求。

在小型設(shè)備中，可以處理大量有害氣體，例如氯氟烴。該系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)組成，在短期內(nèi)，其中一個子系統(tǒng)的溫度為10000℃，這是一種超高溫加水分解系統(tǒng)，主要利用等離子體的化學(xué)反應(yīng)和與水蒸氣接觸后的分解原理進行分解操作。另一個子系統(tǒng)是快速冷卻排氣系統(tǒng)，它可以避免二惡英類氣體的再合成，而二惡英類氣體則可以將高溫分解廢氣快速冷卻到80℃以下，系統(tǒng)組成以反應(yīng)爐為基礎(chǔ)，程序復(fù)雜，但效果顯著。最重要的問題是企業(yè)沒有污染。在提高有機廢氣處理純度的同時，最重要的問題是企業(yè)沒有污染，必須提高自動化的效率。

3.3 膜分離

隨著環(huán)境污染的日益嚴重和膜分離技術(shù)的迅速發(fā)展，這種方法具有獨特的化學(xué)和有機廢氣處理特點，受到企業(yè)的青睞和應(yīng)用。膜分離法是利用多種膜材料作為阻隔層，然后分離出滿足不同處理要求的混合物。分離出的有機廢氣是由于膜的滲透率不同，而膜兩側(cè)在壓力的影響下滲透率不同，處理效果最好，特別是在濃度較高的情況下，生物膜技術(shù)用于處理有機廢水已有100多年的歷史，但在工業(yè)廢氣處理中的應(yīng)用尚處于起步階段。在國內(nèi)外廢氣處理過程中，生物膜技術(shù)的應(yīng)用大多處于理論實驗階段，但生物膜技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用還沒有得到廣泛的應(yīng)用，但該技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用前景十分廣闊，氣體處理的范圍很廣。

在有機廢氣處理的研究過程中，生物膜技術(shù)是一個前沿的研究課題。采用生物膜處理技術(shù)處理有機廢氣時，主要原理是在多孔介質(zhì)表面培養(yǎng)微生物，填料床對污染廢氣進行生物處理可以去除大部分有機污染產(chǎn)生的微生物，并在孔隙中產(chǎn)生降解反應(yīng)。微生物可以達到去除有機污染物和產(chǎn)生降解的目的。它們可以轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和中性鹽。隨著化工企業(yè)生產(chǎn)能力的提高，可以通過膜分離法處理高濃度有機廢氣，以確保經(jīng)濟效益。目前，膜分離中的超濾和反滲透技術(shù)已在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，前者精度高，而后者能耗低，操作簡單。

4 治理技術(shù)的實施策略

首先，要加強對企業(yè)的監(jiān)管。企業(yè)所在地城市的監(jiān)管部門不定期對有機廢氣的處理情況進行抽查，對不合格或嚴重受影響的企業(yè)進行暴露和嚴厲處罰，或者限制其生產(chǎn)，以形成正確的認識和認識。規(guī)范自己的行為。其次，化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身情況采取新的技術(shù)控制措施，產(chǎn)生不同形式的有機廢氣處理有機廢氣，避免二次污染，在有機廢氣處理方面，企業(yè)應(yīng)著眼于長遠，并投入資金引進新設(shè)備和更換舊儀器，以確保有效的污染控制。第三，隨著化工生產(chǎn)規(guī)模的擴大，企業(yè)應(yīng)定期培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)成功的治療案例，提高綜合能力，并根據(jù)實際需要設(shè)計最合適的工作計劃。公司必須安排專人負責(zé)有機廢氣的處理，并根據(jù)不同情況選擇合適的處理方法。

5 結(jié)語

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展也帶來了環(huán)境污染，特別是有機廢氣的排放，對人們的健康影響很大。化工公司應(yīng)結(jié)合自身的生產(chǎn)條件，改進傳統(tǒng)的處理方法，選擇新技術(shù)，并增加人力和物力。投資以確保對有機廢氣的科學(xué)處理，促進人與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，維護自己的經(jīng)濟利益。