有机废气治理
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化工废气治理方案
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精细化工有机废气处理方案

详细介绍:

精细化工有机废气处理方案概述

   精细化工废气治理的成分多而复杂,一般采用多种有机废气治理工艺组合来解决,在走访了一些中小型精细化工企业,该类企业普遍存在的问题是气味比较大,大部分也上了治理设施,但实际厂区的气味还是差强人意。一般成分有有乙酸、环己酮、环己醇、甲苯、二乙二醇单乙醚、氯戊烯、丙酮、丙酮聚合物、四氢呋喃、噻吩、石油醚、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷、乙腈、羟基丙酮、丙酮基磷酸甲酯、氯乙酸甲酯、亚磷酸二甲酯、甲醇、三氟化硼乙醚、乙醚、乙醛、HCl、三聚乙醛二氯亚砜等有机组分污染物,还有HCl、氨、SO2、氯气等无机组分污染物,治理难度大。


精细化工有机废气处理方案工艺技术对比与选择

目前,异味废气处理的传统方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法等。

1)燃烧法

燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化,在处理低浓度的废气时,由于要维持300~400℃的催化燃烧温度,需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值,但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题,使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。

直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧,直接焚烧工艺成熟,控制一定的温度条件下污染物去除效率高,焚烧彻底,但在使用过程中一般会有一下问题:

①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质,尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生,为避免二恶英类物质产生,须提高燃烧温度在1200℃以上,若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高,而且对焚烧炉的要求也大大提高。

②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题,尤其是在高温状态下,氯化氢的腐蚀性能大大增强,不仅对管道存在腐蚀,更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀。

③焚烧时存在爆炸的潜在危险,尤其是易挥发性可燃气体,若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。

另外,若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下,采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。


2)氧化法

该方法主要采用投加氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂来破坏污染物分子,具有反应快,处理装置简单等优点。其缺点是净化效率不高,氧化剂投加量难以控制。


3)吸收法

利用污染物质的物理和化学性质,使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高,运转管理方便,但对设备及运行管理要求极高,而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。


4)吸附法

该方法是当污染物质通过装有吸附剂(如活性炭、疏水分子筛等)的吸附塔时,利用该吸附剂对污染物的强吸附力,从而达到净化废气的目的。该方法设备简单,去除效果好,多用于净化工艺的末级处理。该方法缺点是对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点,而且吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中,是一种不彻底的解决途径。


5)生物法

生物法是近年来研究较多的一种处理工艺,该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显,具有能耗低的优点,但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响,而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。


6)光催化技术

光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点,但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率,而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效,目前光催化技术很难用于大规模工业化应用,多局限于实验研究及小风量应用阶段。


表3-1 几种废气处理工艺的适用范围及优缺点

工艺名称 原理 适用范围 优点 缺点

掩蔽法 采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收 适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合,恶臭强度2.5左右,无组织排放源 可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低 恶臭成分并没有被去除,麻痹了对原有污染物的感知

热力燃烧法 在高温下恶臭物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧 适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体 净化效率高,恶臭物质被彻底氧化分解 设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染,催化剂中毒

催化燃烧法

水吸收法 利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的 水溶性、有组织排放源的恶臭气体 工艺简单,管理方便,设备运转费用低 产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对水溶性差的物质等处理效果差药液吸收法 利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些臭气成分 适用于处理大气量、高中浓度的臭气 能够有针对性处理某些臭气成分,工艺较成熟 净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染吸附法 利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相 适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭气体 净化效率很高,可以处理多组分恶臭气体 吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量

精细化工有机废气处理设备

   生物滤池 恶臭气体经过除尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床,恶臭气体由气相转移至水—微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉 目前研究最多,工艺最成熟,在实际中也最常用的生物脱臭方法,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。 净化效率高,处理费用低 占地面积大,易堵塞,填料需定期更换,脱臭过程很难控制,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。

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   生物滴滤池 原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。 只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况 池内微生物数量大,能承受比生物滤池大的污染负荷,惰性滤料可以不用更换,造成压力损失小,而且操作条件极易控制 占地面积大,需不断投加营养物质,而且操作复杂,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。

   洗涤式活性污泥脱臭法 将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触,使之在吸收器中从臭气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质 有较大的适用范围 可以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积小 设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质曝气式活性污泥脱臭法 将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围广,目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理 活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的恶臭成分,去除率可达99.5%以上。 受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限催化氧化工艺 反应塔内装填特制的固态复合填料,填料内部复合催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴化剂在固相填料表面充分接触,并在催化剂的催化作用下,恶臭气体中的污染因子被充分分解。 适用范围广,尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。

  占地小,投资低;管理方便,即开即用;耐冲击负荷,不易被污染物浓度及温度变化影响。 需消耗一定量的药剂,运行成本高,催化剂操作不当会中毒,存在二次污染

低温等离子体技术 等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为CO2和H2O等物质,从而达到净化废气的目的。 适用范围广,净化效率高,尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体,如化工、医药等行业。 占地面积小;电子能量高,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用;运行费用低;反应快、停止十分迅速,随用随开。 一次性投资稍高。

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