[科普中國]-有機(jī)廢氣治理

簡(jiǎn)介

防治石油、化工等行業(yè)排出的廢氣中的烴、醇、酮、醚、酯、胺、羧酸、芳香烴、酚類等各種有機(jī)化合物(碳?xì)浠?加以回收利用或進(jìn)行無害化處理的工作。主要有兩方面：

(1) 采用無污染工藝，少用有毒原料，控制有毒廢氣排放量；

(2) 對(duì)各種工業(yè)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。有機(jī)廢氣的凈化處理方法主要有吸附法、冷凝法、催化燃燒法、直接燃燒法、濃縮燃燒法和吸收法等。因有機(jī)廢氣具有易燃易爆特性，在凈化處理過程中應(yīng)控制廢氣濃度不超過爆炸下限的25%，系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)有阻火器、爆破板等應(yīng)急裝置1。

燃燒法燃燒法根據(jù)廢氣中可燃有機(jī)物濃度高低可分別采用直接燃燒法或熱力燃燒法。

(1) 直接燃燒法當(dāng)尾氣或廢氣中有機(jī)物濃度足夠高，可以靠廢氣中有機(jī)物燃燒所放出的熱量維持燃燒不斷進(jìn)行時(shí)，可采用直接燃燒法處理廢氣。直接燃燒法中．廢氣中有機(jī)物作為燃料被處理掉，燃燒的最終產(chǎn)物是CO2、H2O和N2。

直接燃燒法所用的燃燒設(shè)備可以是工業(yè)用和民用燃燒爐，如鍋爐或家庭爐灶；也可以是專用的火炬燃燒器。當(dāng)將尾氣作為民用爐灶燃料時(shí)，必須配置尾氣氣柜，以保持尾氣產(chǎn)生量與處理量之間的平衡。當(dāng)采用火炬燃燒器處理有機(jī)廢氣時(shí)，火炬燃燒器應(yīng)專門設(shè)計(jì)，以保證在有機(jī)廢氣氣量或有機(jī)物發(fā)生波動(dòng)時(shí)，火炬燃燒器都能將廢氣中有機(jī)物基本燃燒完全。

(2) 熱力燃燒法當(dāng)廢氣中呵燃有機(jī)物的含量較低，廢氣本身不能燃燒，或廢氣中可燃組分燃燒時(shí)放出的熱量不能維持燃燒不斷進(jìn)行，需另加燃料維持燃燒時(shí)，稱為熱力燃燒，熱力燃燒時(shí)廢氣中的有機(jī)物起輔助燃料的作用，同時(shí)也是被處理的對(duì)象。

在熱力燃燒法中．首先是另加的燃料燃燒以提供熱量，然后是含有機(jī)物的廢氣與高溫燃?xì)庀嗷旌线_(dá)到有機(jī)物的燃燒溫度引發(fā)廢氣中有機(jī)物的燃燒，在這一溫度下保持廢氣有足夠的停留時(shí)間，使廢氣中的有機(jī)物充分燃燒分解，生成無害的CO2和H2O。熱力燃燒可在普通的鍋爐或燃燒爐中進(jìn)行，也可在專用的熱力燃燒爐中進(jìn)行。

在使用普通鍋爐或燃燒爐進(jìn)行熱力燃燒時(shí)應(yīng)注意以下條件：

① 廢氣中不應(yīng)含無機(jī)煙塵等不可燃組分，這些不可燃組分有可能在傳熱面上沉積從而降低效率并增加動(dòng)力消耗。

② 廢氣中的含氧量應(yīng)與鍋爐燃燒的需氧量相適應(yīng)，以保證充分燃燒，否則燃燒不完全形成的焦油等大分子量有機(jī)物會(huì)黏附到傳熱面上降低熱效率。

專用的熱力燃燒爐應(yīng)保證獲得760℃以上的溫度和0.5s左右的接觸時(shí)間，以保證將有機(jī)污染物完全燃燒，熱力燃燒爐由燃燒器和燃燒室組成，可根據(jù)燃燒器的種類分為配焰燃燒爐和離焰燃燒爐。

催化燃燒法催化燃燒法是在催化劑的作用下將廢氣中的有機(jī)污染物完全氧化成CO2和H2O。催化燃燒法的起燃溫度低，安全性能好，對(duì)需凈化有機(jī)物的濃度限制小，這使催化燃燒法較多應(yīng)用于低濃度有機(jī)污染物的處理，但廢氣中的塵粒和霧滴有可能使催化劑壽命降低，因而催化燃燒法不宜于處理含塵粒和霧滴的有機(jī)廢氣。

(1) 催化燃燒催化劑催化燃燒的催化劑有貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑和稀土金屬催化劑，通常將催化劑的活性組分載到載體上制成粒狀或蜂窩狀使用。

(2) 催化燃燒法的流程與設(shè)備

催化燃燒法的流程具有以下特點(diǎn)：

① 進(jìn)入催化燃燒裝置的氣體首先要經(jīng)過預(yù)處理，除去粉塵、液滴及有害組分，避免催化劑床層的堵塞和催化劑的中毒。

② 進(jìn)入催化劑床層的氣體溫度必須要達(dá)到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進(jìn)行。因此對(duì)于低于起燃溫度的進(jìn)氣，必須進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。特別是開車時(shí)，對(duì)冷進(jìn)氣須進(jìn)行預(yù)熱，因而催化燃燒法適用于處理連續(xù)排出的有機(jī)廢氣。

③ 催化燃燒有機(jī)廢氣會(huì)產(chǎn)生一定量的反應(yīng)熱，在產(chǎn)生熱量大時(shí)，應(yīng)注意回收反應(yīng)熱。

吸附法吸附法可相當(dāng)徹底地凈化有機(jī)廢氣．適于凈化低濃度有機(jī)廢氣，也可富集并回收廢氣中有價(jià)值的有機(jī)物。

1 吸附劑可作為有機(jī)廢氣的吸附劑有活性炭、硅膠、分子篩等，其中應(yīng)用最廣泛的為活性炭。

2 活性炭吸附法處理有機(jī)廢氣流程用活性炭吸附法處理有機(jī)廢氣時(shí)，其流程一般包括以下幾部分：

① 預(yù)處理。為保證活性炭床層具有一定的孔隙率，減少床層阻力，應(yīng)預(yù)先除去廢氣中的固體顆粒物和液滴。

② 吸附。當(dāng)采用固定床吸附器時(shí)，通常采用2個(gè)以上的吸附器，其中一個(gè)處于吸附狀態(tài)。廢氣通過該吸附器，使廢氣中有機(jī)物被活性炭床層吸附。

③ 脫附與吸附劑再生。當(dāng)吸附劑接近飽和時(shí)，應(yīng)將該吸附劑床層切換到脫附狀態(tài)，使吸附質(zhì)脫附而使吸附劑恢復(fù)吸附能力，這一過程也稱吸附劑的再生。

3 吸附設(shè)備用吸附法處理有機(jī)廢氣時(shí)多用固定床吸附器，也有用流化床吸附器處理瀝青煙氣的吸附設(shè)備。

吸收法對(duì)于可以溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)物，可采用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物作吸收劑處理有機(jī)廢氣，例如用二乙二醇醚作吸收劑吸收苯類廢氣，用輕柴油做吸收劑吸收汽油蒸汽等。

汽油等輕質(zhì)油品從煉油廠或油庫外運(yùn)時(shí)，在裝火車或汽車槽車的過程中，由于油品噴灑、攪動(dòng)、蒸發(fā)等，將引起油品損耗且污染大氣。為回收處理這些油氣，可設(shè)置吸收塔，用輕柴油作吸收劑進(jìn)行吸收。油品裝車被置換出來的混合油氣，經(jīng)集氣管、凝縮油罐進(jìn)行分液后，進(jìn)入吸收塔吸收。吸收富油經(jīng)緩沖罐、富油泵、富油罐送去回?zé)?。未被吸收的氣體從塔頂排人放散管，放散管底部供給大量新鮮空氣，將尾氣稀釋后排入大氣。吸收劑進(jìn)塔溫度不高于37℃，夏季氣溫高時(shí)，需將吸收液冷卻降溫2。

冷凝法1 應(yīng)用范圍用冷凝法處理有機(jī)廢氣多用于廢氣中有機(jī)物濃度和溫度較高且有機(jī)物組分較單純的廢氣，也用于處理含有大量水蒸氣的高溫廢氣，還可以作為高濃度有機(jī)廢氣的一級(jí)處理裝置和其他處理方法聯(lián)合應(yīng)用，以減輕二級(jí)處理裝置的操作負(fù)擔(dān)。

2 工藝流程舉例

氣態(tài)汽油的冷凝回收。油品儲(chǔ)罐或運(yùn)輸油品罐車所排出的含汽油氣體,收集起來后先進(jìn)壓縮機(jī)壓縮，然后經(jīng)間接冷卻和直接冷卻，使油氣中部分烴蒸氣冷凝下來加以回收，直接冷卻的冷卻劑為汽油3。