有機廢氣治理

有機廢氣治理

回收含碳氫的化合物加以利用或進行無害化處理的技術
有機廢氣治理是用吸附、吸收、燃燒等方法,對石油化工、塗料生産、凹版印刷、粘接等行業排出的烴、醇、酮、醛、酯、胺等各種含碳氫的化合物加以回收利用或進行無害化處理的技術。2013年國家發布吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範。規定了工業有機廢氣吸附法治理工程的設計、施工、驗收和運行的技術要求。[1]
  • 中文名:有機廢氣治理
  • 外文名:Controlof organic gas
  • 别名:
  • 應用學科:環境科學
  • 方法:吸附、吸收、燃燒、冷凝
  • 目的:控制有毒廢氣排放量
  • 根本途徑:采用無害化工藝

簡介

防治石油、化工等行業排出的廢氣中的烴、醇、酮、醚、酯、胺、羧酸、芳香烴、酚類等各種有機化合物(碳氫化物)加以回收利用或進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)對各種工業過程中産生的有機廢氣進行淨化處理。有機廢氣的淨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。因有機廢氣具有易燃易爆特性,在淨化處理過程中應控制廢氣濃度不超過爆炸下限的25%,系統中還應設有阻火器、爆破闆等應急裝置。

燃燒法

燃燒法根據廢氣中可燃有機物濃度高低可分别采用直接燃燒法或熱力燃燒法。

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

直接燃燒法所用的燃燒設備可以是工業用和民用燃燒爐,如鍋爐或家庭爐竈;也可以是專用的火炬燃燒器。當将尾氣作為民用爐竈燃料時,必須配置尾氣氣櫃,以保持尾氣産生量與處理量之間的平衡。當采用火炬燃燒器處理有機廢氣時,火炬燃燒器應專門設計,以保證在有機廢氣氣量或有機物發生波動時,火炬燃燒器都能将廢氣中有機物基本燃燒完全。

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

在熱力燃燒法中.首先是另加的燃料燃燒以提供熱量,然後是含有機物的廢氣與高溫燃氣相混合達到有機物的燃燒溫度引發廢氣中有機物的燃燒,在這一溫度下保持廢氣有足夠的停留時間,使廢氣中的有機物充分燃燒分解,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行,也可在專用的熱力燃燒爐中進行。

在使用普通鍋爐或燃燒爐進行熱力燃燒時應注意以下條件:

①廢氣中不應含無機煙塵等不可燃組分,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力消耗。

②廢氣中的含氧量應與鍋爐燃燒的需氧量相适應,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物會黏附到傳熱面上降低熱效率。

專用的熱力燃燒爐應保證獲得760℃以上的溫度和0.5s左右的接觸時間,以保證将有機污染物完全燃燒,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将廢氣中的有機污染物完全氧化成CO2和H2O。催化燃燒法的起燃溫度低,安全性能好,對需淨化有機物的濃度限制小,這使催化燃燒法較多應用于低濃度有機污染物的處理,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,通常将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備

催化燃燒法的流程具有以下特點:

①進入催化燃燒裝置的氣體首先要經過預處理,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進入催化劑床層的氣體溫度必須要達到所用催化劑的起燃溫度,催化反應才能進行。因此對于低于起燃溫度的進氣,必須進行預熱使其達到起燃溫度。特别是開車時,對冷進氣須進行預熱,因而催化燃燒法适用于處理連續排出的有機廢氣。

③催化燃燒有機廢氣會産生一定量的反應熱,在産生熱量大時,應注意回收反應熱。

吸附法

吸附法可相當徹底地淨化有機廢氣.适于淨化低濃度有機廢氣,也可富集并回收廢氣中有價值的有機物。

1吸附劑可作為有機廢氣的吸附劑有活性炭、矽膠、分子篩等,其中應用最廣泛的為活性炭。

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

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

②吸附。當采用固定床吸附器時,通常采用2個以上的吸附器,其中一個處于吸附狀态。廢氣通過該吸附器,使廢氣中有機物被活性炭床層吸附。

③脫附與吸附劑再生。當吸附劑接近飽和時,應将該吸附劑床層切換到脫附狀态,使吸附質脫附而使吸附劑恢複吸附能力,這一過程也稱吸附劑的再生。

3吸附設備用吸附法處理有機廢氣時多用固定床吸附器,也有用流化床吸附器處理瀝青煙氣的吸附設備。

吸收法

對于可以溶于有機溶劑的有機物,可采用适當的有機物作吸收劑處理有機廢氣,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。

汽油等輕質油品從煉油廠或油庫外運時,在裝火車或汽車槽車的過程中,由于油品噴灑、攪動、蒸發等,将引起油品損耗且污染大氣。為回收處理這些油氣,可設置吸收塔,用輕柴油作吸收劑進行吸收。油品裝車被置換出來的混合油氣,經集氣管、凝縮油罐進行分液後,進入吸收塔吸收。吸收富油經緩沖罐、富油泵、富油罐送去回煉。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,将尾氣稀釋後排入大氣。吸收劑進塔溫度不高于37℃,夏季氣溫高時,需将吸收液冷卻降溫。

冷凝法

1應用範圍用冷凝法處理有機廢氣多用于廢氣中有機物濃度和溫度較高且有機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廢氣的一級處理裝置和其他處理方法聯合應用,以減輕二級處理裝置的操作負擔。

2工藝流程舉例

氣态汽油的冷凝回收。油品儲罐或運輸油品罐車所排出的含汽油氣體,收集起來後先進壓縮機壓縮,然後經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。

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