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石油化工废气处理技术及发展趋势

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  摘 要:本文对石油化工废气处理技术及发展趋势进行了探讨,文章从阐述石油化工过程中产生废气中污染物的来源入手,进一步介绍了几种常见的石油化工废气的处理方法以及具体废气处理技术,最后对石化废气处理技术的发展动向展开了研究。
  关键词:石油化工废气;污染物来源;处理方法及技术;发展趋势
  石油化工产品的生产,往往会采用一些比较复杂、有难度的化工装置,这些装置在生产操作时会产生大量进一步加剧环境污染程度的废气,因此相关企业需要做好废气处理工作。而如何通过合理使用废气处理技术,优化处理效果,值得思考。
  一、石油化工过程中产生废气中污染物的来源
  (一)石油炼油过程中带来的废气污染物来源
  在石油炼油的整个操作过程中,所产生的废气可以概括成六种类型。其一是化沥青装置生产有毒的尾气,这种尾气系由氮气、氧气、水蒸汽、可凝油份以及不凝性有机气体所组成。这种气体除恶臭难闻使人恶心外,它还含有世界公认的强致癌物-苯并(a)芘;其二是在一系列实验中催生的一氧化硫、二氧化碳等有害气体;其三是在催化再生废气过程中出现的粉尘烟气,其更多地来自于供应能源的锅炉等装置;其四是含酚、硫等元素的恶臭气体,这些气体是在脱硫、污水治理等环节中出现的;其五是含硫的气体,往往在回收硫的工作中被形成出来;其六是非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃),这是在石油炼油的工业环节中出现量最多、最为常见的一种废气,其来源也是极为广泛的,会在整个提炼的多个流程中产生非甲烷总烃,其对环境和群众的危害不可小觑。
  (二)化工生产过程中带来的废气污染物来源
  在日常的化工生产工作中,往往会出现大量的、各种各样的污染气体,其中最常见、最受关注的包括两种,其一是燃烧烟气石油,其主要构成成分是二氧化硫、一氧化碳等基本的污染物要素,与之相应的,是各种粉尘的产生,也给环境带来了巨大的危害,该类污染气体往往来自锅炉、加热炉等加热设备。除此之外,还有工艺废气的出现,这种废气是化工生产环节产出最多的废气类型,所携带的污染物质也是最繁杂的,这包括了大量的烃类物质、卤化物、醇类,以及氰化物等无机物,这些有害物质的存在,给环境造成的破坏极为严重。
  (三)石油化工装置有机废气来源
  VOCs是可挥发性有机物的统称,主要包括非甲烷总烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)、含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)、卤代烃、含氮化合物、含硫化合物等。由于VOCs可挥发,并且性质活泼,能够参加大气光化学反应产生有害物质,对环境和人类造成极大危害。VOCs的来源有两种,分别是天然源和人为源,一半以上的来源还是工业排放。
  二、石油化工废气的处理方法
  对于VOCs的治理,单一的技术很难达到国家现在的排放标准。针对不同的废弃处理,将不同的技术相结合会达到更好的效果。比如在去除VOCs之前要进行预处理,除掉废气中的尘等;在处理大风量、低浓度且没有回收价值的有机废气时,可以选择转轮浓缩吸附+蓄热式催化燃烧联合技术,有回收价值的有机废气可以选择吸附浓缩技术+冷凝回收技术联用;在处理高浓度有机废气时可以选择冷凝+吸附技术、吸附浓缩+冷凝回收/燃烧技术等;在处理恶臭气体时可选择生物处理+光催化或低温等离子技术;合理的联合技术解决了单一处理技术无法处理不同VOCs的难题,也是以后在处理VOCs方面的主流选择。
  三、具体废气处理技术介绍
  (一)吸附法
  采用颗粒活性炭/活性炭纤维作为吸附材料,吸附饱和后的吸附材料利用热源将吸附质气化,解析出的高浓度有机蒸汽被脱附介质带入冷凝单元,经冷凝、分离,回收有机溶剂。依据脱附介质不同,有水蒸汽脱-溶剂回收附技术和热氮气脱附-溶剂回收技术。适用于低浓度的各种污染物,不适高浓度废气,不适含水或含粒状物的废气。
  (二)膜分离法
  有机废气进入压缩机压缩后进入冷凝器中冷凝,其中冷凝下来的有机物可以回收,余下未冷凝的部分通过膜分离单元分成两股,一部分回流至压缩机,另一部分直接从系统中排出。
  (三)液体吸收法
  液体吸收法是利用液体吸收液与有机废气的相似相溶性原理而达到处理有机废气的目的。通常为强化吸收效果用液体石油类物质、表面活性剂和水组成的混合液来作为吸收液。适用于废气流量较大浓度较高温度较低和压力较高情况下气相污染物的处理。
  (五)光催化氧化处理技术
  光催化废气处理设备的技术是利用特种紫外线波段,在催化剂的作用下,将氧气催化生成臭氧和羟基自由基及负氧离子,再将VOCs分子氧化还原的一种处理方式,对高浓度 VOCs 处理效率一般。
  四、石化废气处理技术的发展动向
  (一)处理重心前移
  硫转移催化剂的应用,使FCC再生烟气不经脱硫即可符合二氧化硫排放标准的要求;使用低硫、低烯烃清洁燃料,可以达到良好的处理汽车尾气的效果;炼油-化工一体化联合工艺,进一步改善了原油利用效率。这些案例都体现了处理重心前移的可能性及其较高的实用价值,是值得大范围推广的一种思路和技术手段。
  (二)组合流程增加
  由于废气构成本身具有一定的复杂性,因此在对其进行处理时,必须首先关注废气成分的分离和去除问题。这就说明,在选择某种特定的处理方法时,应该对单元过程的组合加以分析,进而形成一个更具有可行性的组合流程。
  (三)处理与回收并重
  加强废气处理,能够在很大程度上起到降低环境污染的作用,而与之相应的,加强对废气的回收利用,还能进一步优化资源利用效率,这无疑是一举两得的选择,比如熄灭炼厂火炬,可以将废气中的硫化物转化为工业硫酸。
  五、结语
  随著我国新出台相关环保安全法案,环保要求及标准不断严苛的前提下,石油化工行业未来的环保技术升级势在必行。而加强对石油化工废气处理技术及发展趋势的探讨,也越来越具有现实意义。相关工作人员需要明确石油化工过程中产生废气中污染物的来源;同时把握石油化工废气的处理方法;在此基础上,对石化废气处理技术的发展动向展开研究。
  参考文献:
  [1] 马生柏,汪斌.恶臭气体处理技术研究进展[J].污染防治技术,2008,第5期,96-97页.转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-6590974.htm
  [2] 文艳芬,唐建军,周康根.MAP 化学沉淀法处理氨氮废水的工艺研究[J].工业用水与废水,2008,39(6):33-36.转载注明:https://www.xzbu.com/8/view-10908672.htm
  [3] 冯春杨,赵君科.脉冲电晕技术在处理挥发性有机化合物中的应用研究[J].安全与环境学报,2004,4(1):59-61.
  (作者单位:兰州寰球工程有限公司)
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