石油化工行業(yè)VOCs廢氣處理工藝有哪些

 

石油化工廠在生產(chǎn)進程中會發(fā)生很多的揮發(fā)性有機物（VOCs）,怎么對這一廢氣進行處理現(xiàn)已開展成為重要的研究課題。本文簡略介紹目前我***石油化工行業(yè)VOCs處理技能進行簡略剖析討論。

 

　　一、高濃度廢氣處理工藝

 

　　1.洗滌法

 

　　原理：將氣體通入含噴淋體系的洗滌塔中，氣體通過填料床的均勻散布，與洗滌液充沛觸摸，運用氣體中污染物的溶解性或化學(xué)性質(zhì)，將氣體中的污染物吸收或通過化學(xué)反應(yīng)去除，然后到達(dá)氣體凈化的意圖。除此之外，洗滌塔還有降溫、除塵、除油的作用。一般選用的辦法為逆流式洗滌。常用的洗滌劑包含清水、植物液、硫酸溶液、氫氧化鈉溶液、次氯酸鈉溶液等。其間清水洗滌和植物液洗滌是運用污染物的溶解性，植物液的一些基團也參加化學(xué)反應(yīng)；硫酸溶液洗滌、氫氧化鈉溶液洗滌和次氯酸鈉洗滌則是運用了污染物的化學(xué)性質(zhì)。

 

　　***點：

 

　?。?）反應(yīng)快速，洗滌劑與氣體觸摸的時刻一般不超越12秒；

 

　?。?）適用性強，常和其它處理工藝結(jié)合，是有用的預(yù)處理設(shè)備；

 

　?。?）常用立式結(jié)構(gòu)，節(jié)省占地；

 

　?。?）操作簡略，除了定時替換洗滌劑外根本為無人操作（洗滌劑替換也可通過增加配套PLC主動操控體系完成無人操作）；

 

　?。?）工藝活絡(luò)，若氣體性質(zhì)發(fā)生變化，則通過替換洗滌劑即可持續(xù)運用；

 

　?。?）建造本錢低。

 

　　適用條件

 

　　適用性較強，可起到除塵、除油、降溫、除臭的作用，常作為其它工藝的預(yù)處理設(shè)備。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　洗滌法運用于石化行業(yè)的詳細(xì)表現(xiàn)方法為油洗塔。油洗塔是乙烯設(shè)備熱收回區(qū)的要害中心設(shè)備，其作用是將來自裂解爐的裂解氣中的重油和輕油組分冷凝，并 的完成熱量收回。原理為將來自裂解爐的裂解氣和急冷油/水逆流觸摸冷卻，裂解氣中的重油和輕油組分因而得以冷凝。冷凝的熱媒和冷媒可選用直接或間觸摸摸方法進行熱交換。

 

　　2.催化燃燒法

 

　　原理：通過引風(fēng)機將廢氣送入凈化設(shè)備換熱器換熱，再送入到加熱室，通過加熱設(shè)備，使氣體到達(dá)催化反應(yīng)溫度，再通過催化床內(nèi)催化劑作用，使有機氣體分化成二氧化碳和熱能。

 

　　***點：

 

　?。?）高濃度時耗能僅為風(fēng)機功率，濃度較低時主動間歇補償加熱；

 

　?。?）催化起燃溫度為300~500℃。

 

　　適用條件：

 

　?。?）中、高濃度的有機廢氣，佳濃度2500-3000mg/m3；

 

　　（2）***要針對烴類、苯類、酮類、醚類、酯類、醇類、酚類。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　催化燃燒法適用于處理高濃度的有機廢氣，并且技能自身現(xiàn)已開展的恰當(dāng)老練?？墒窃撧k法一次性投入和維護運轉(zhuǎn)費用都比較貴重，因而運用于***氣量廢氣的處理會給企業(yè)帶來較***的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。別的假如催化劑床層溫度操控欠***，還會有爆破的風(fēng)險。因而在挑選運用該技能的一起要做***防爆安全措施。

 

　　3.直接燃燒法

 

　　原理：運用輔佐燃料燃燒所發(fā)生熱量，把可燃的有害氣體的溫度提高到反應(yīng)溫度，然后發(fā)生氧化分化。

 

　　***點：

 

　　運用熱力法燃燒辦法氧化分化廢氣中的污染物，在恰當(dāng)?shù)臏囟认?，供給足夠的燃燒氧氣和必定駐留時刻，高效除臭，高凈化率。一起該設(shè)備主機作業(yè)安穩(wěn)，不存在阻塞現(xiàn)象。

 

　　適用條件：

 

　　中高濃度有機廢氣。例如溶劑廢氣：苯類、酮類等。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　直接燃燒法對廢氣的要求較高，因而仍是要依據(jù)詳細(xì)問題詳細(xì)剖析。

 

　　4.蓄熱式催化凈化（RCO）

 

　　原理：將低溫催化氧化與蓄熱技能相結(jié)合的一種有機廢氣凈化技能。

 

　　***點：

 

　?。?）選用預(yù)熱和蓄熱替換切換技能，使之具有較高的換熱功率，功率高達(dá)90%以上，節(jié)能功能顯著；

 

　?。?）具有催化燃燒法相同的***點。

 

　　適用條件：

 

　　適用與涂裝線及烘房有機廢氣處理，化學(xué)工業(yè)、化學(xué)組成工藝（ABS組成），石油煉化工藝等各種發(fā)生有機廢氣的場所。在氣體中含有S、鹵素等成分時可使催化劑失活，該狀況下不適用。

 

　　5.蓄熱式熱力氧化（RTO）

 

　　原理：將高溫氧化與蓄熱技能相結(jié)合的一種有機廢氣處理技能。爐體在進行廢氣處理之前，先將燃燒室、蓄熱床進行預(yù)熱；預(yù)熱結(jié)束后，將廢氣源接入設(shè)備。有機廢氣在配套風(fēng)機作用下，***要經(jīng)預(yù)熱的蓄熱陶瓷體1進行熱交換，廢氣通過一次提溫后進入加熱區(qū)，在加熱區(qū)廢氣得到***2次提溫，此刻廢氣溫度到達(dá)800℃左右廢氣直接燃燒，生成二氧化碳與水排出并開釋熱能；處理后的潔凈氣體再通過蓄熱陶瓷體2進行蓄熱由風(fēng)機排出。經(jīng)排風(fēng)機進口測溫棒進行溫度檢測后到達(dá)設(shè)定溫度時，進行閥門切換由蓄熱陶瓷體2進入廢氣、由蓄熱陶瓷體1排出，如此循環(huán)往復(fù)。

 

　　***點：

 

　　（1）選用預(yù)熱和蓄熱替換切換技能，使之具有較高的換熱功率，功率高達(dá)90%以上，節(jié)能功能顯著；

 

　?。?）選用燃燒機供熱，可完成***、小功率運轉(zhuǎn)份額調(diào)理功能，并具有預(yù)打掃、歇火維護、超溫報警及主動堵截燃料供給功能；運轉(zhuǎn)安全、牢靠、高效、經(jīng)用；

 

　?。?）選用微機主動操控、多點溫控，完成多種維護動作、運轉(zhuǎn)信息檢索、監(jiān)控信息反饋，使體系安全、安穩(wěn)、牢靠地運轉(zhuǎn)；

 

　?。?）閥門選用氣動傳動組織，與電動傳動組織比較較閥門切換更活絡(luò)、更敏捷；

 

　　適用條件

 

　?。?）適用于中高濃度的有機廢氣

 

　?。?）適用于涂裝線、印刷、化學(xué)組成工藝（ABS組成）、石油煉化工藝各種發(fā)生有機廢氣的場所。

 

　　二、中低濃度廢氣處理工藝

 

　　1.光解法

 

　　光解法以是否需求電極來激起發(fā)生臭氧分為有極紫外和無極紫外兩種，***要介紹有極紫外光解法。

 

　　原理：在波長規(guī)模170nm-184.9nm（704kJ/mol-647kJ/mol）高能紫外線的作用下，一方面空氣中的氧氣被裂解，然后組合發(fā)生臭氧；另一方面將惡臭氣體的化學(xué)鍵開裂，使之構(gòu)成游離態(tài)的原子或基團；一起發(fā)生的臭氧參加到反應(yīng)進程中，使惡臭氣體終被裂解、氧化生成簡略的安穩(wěn)的化合物，如CO2、H2O、SO2、NO2。

 

　　***點：

 

　?。?）裂解反應(yīng)時刻極短（＜0.01s），氧化反應(yīng)的時刻需2-3s；

 

　?。?）能夠損壞惡臭物質(zhì)部分化學(xué)鍵，然后改動其性質(zhì)，到達(dá)除臭的意圖，不需耗費很多能量將有機物悉數(shù)轉(zhuǎn)化為無機物，節(jié)省動力；

 

　?。?）UV光解凈化長時間安穩(wěn)、高效。燈管運用壽命12000-15000小時，箱體一般為不銹鋼原料，美觀***方，運用壽命可達(dá)15年以上；

 

　?。?）條件滿意的狀況下，UV光解的凈化功率 可到達(dá)99.9%以上；

 

　?。?）占地面積小，操作活絡(luò)，可完成主動無人操作。

 

　　適用條件

 

　?。?）反應(yīng)溫度低于70℃，粉塵量低于100mg/m3，相對濕度低于99%；

 

　?。?）適用于中、低濃度有機氣體廢氣處理，尤其在消除臭味方面得到廣泛的***評。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　光解法在處理烴類污染物（“三苯”、非甲烷總烴等）方面具有較高的去除率，***別適用于中低濃度石化行業(yè)廢氣處理，能廣泛運用與石油化工范疇。別的，UV光解凈化技能在處理某些***定的環(huán)境和***別工藝式，能有很***的處理作用，并能凈化******多數(shù)品種的廢氣，是其他技能無法代替的。

 

　　無極紫外

 

　　無極紫外光解法所采納的發(fā)光原理與有極法不同：運用微波發(fā)生器發(fā)生的高頻電磁波激起等內(nèi)填充氣體發(fā)生紫外光。同一般紫外比較，微波無極紫外光源因為沒有電極，不會發(fā)生因為電極氧化、損耗和密封問題引起的發(fā)黑現(xiàn)象，并且具有制作簡略、價格低價、能耗小和反映其簡略等長處。

 

　　可是，無極紫外燈在運用電能轉(zhuǎn)化成微波時， 轉(zhuǎn)化率只要70%，這些微波也不能悉數(shù)作用于燈的激起，一部分用于加熱作用，使得反應(yīng)體系過熱，嚴(yán)峻時使無極燈不安穩(wěn)，乃至呈現(xiàn)暫時平息的現(xiàn)象，冷卻設(shè)備也帶了一部分能量，這些都導(dǎo)致了微波無極燈能量運用率不高。

 

　　2.活性炭法

 

　　原理：活性炭是常用的吸附劑之一，它具有孔隙率高的***點，其孔徑散布為：***孔半徑＞20000nm，過渡孔半徑150~20000nm，微孔半徑＜150nm?？讖较鄬υ叫∏铱讛?shù)越多的活性炭，其比外表積就越***。巨***的比外表積就有強壯的外表吸附能。外表吸附能把小分子（分子直徑數(shù)量級一般在10-10m）污染物捕捉并固定在微孔中，通過的氣體即為潔凈氣體。

 

　　此外，活性炭顆粒散裝放置可構(gòu)成堆疊效應(yīng)，使比外表積擴展，外表活功能增強。有時候，氣體中往往摻雜一些粒徑相對較***的液相或固相物質(zhì)，即霧或煙。這些物質(zhì)直徑比活性炭微孔孔徑***，因而氣體在通過活性炭層時它們會被活性炭阻截，這邊是活性炭的過濾作用。

 

　　***點：

 

　?。?）適用性強，簡直一切污染物質(zhì)都能用活性炭吸附法去除；

 

　?。?）設(shè)備簡略，吸附進程不運用其它動力，建造費用低價；

 

　?。?）活性炭再生后可重復(fù)運用。

 

　　適用條件

 

　?。?）空氣枯燥?；钚蕴烤哂泻軓姷奈鼭裥?，若空氣濕潤，活性炭很快會失掉作用；

 

　?。?）顆粒物濃度低?；钚蕴繉︻w粒物或油狀物具有阻截作用，當(dāng)阻截物增加到必定量后，整個體系的風(fēng)壓會***別***，對動力設(shè)備的運用壽命有很***影響；

 

　?。?）污染物濃度較低。污染物濃度高的話，活性炭很快吸附飽滿，下降或失掉吸附作用。常常替換活性炭會發(fā)生較***的運轉(zhuǎn)費用，活性炭再生又會耗費很多的動力，也是運轉(zhuǎn)費用的組成部分。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　石化行業(yè)廢氣遍及存在氣量偏***的狀況，在此狀況下，活性炭法并不合適該類廢氣凈化。因為相應(yīng)發(fā)生的換炭本錢較高，從而會給企業(yè)或業(yè)主構(gòu)成經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。別的，某些狀況下石化廢氣的氣溫較高，高于80℃就不太合適運用活性炭吸附法。因而是否要選用此法處理石化行業(yè)廢氣還要依據(jù)詳細(xì)廢氣性質(zhì)來剖析和挑選。

 

　　此外，活性炭對其他直連的烷烴吸附作用較差。關(guān)于低濃度、***氣量的廢氣，一般是將活性炭吸贊同催化燃燒結(jié)合起來運用。先選用活性炭進行吸附提濃，然后在再生進程將含有高濃度有機物的解析器進行催化燃燒，這樣能夠避免發(fā)生很多的活性炭二次污染物。

 

　　3.活性炭吸附—蒸汽脫附—催化燃燒

 

　　原理:依據(jù)吸附（功率高）和催化燃燒（節(jié)能）兩個根本原理規(guī)劃的，即吸附濃縮—催化燃燒法。

 

　　***點:

 

　?。?）選用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，整個體系完成了凈化、脫附進程閉循環(huán)，與收回類有機廢氣凈化設(shè)備比較，無需備壓縮空氣和蒸汽等附加動力，運轉(zhuǎn)進程不發(fā)生二次污染，設(shè)備運轉(zhuǎn)費用較低，可是一次性出資較高；

 

　?。?）規(guī)劃時在活性炭到達(dá)94%飽滿之前即開端脫附?？芍鲃?手動切換閥門?；钚蕴刻鎿Q周期3-5年；

 

　?。?）爐內(nèi)正常溫度400℃，500℃將報警，并通過補涼風(fēng)進行降溫，溫度達(dá)600℃時停機，一起規(guī)劃泄壓閥確保安全。

 

　　適用條件

 

　　適用于常溫、***風(fēng)量、中低濃度，易揮發(fā)的有機廢氣，***要包含一些有機溶劑如苯類、酮類、醛類、醚類、烷烴及其混合類等。濃度小于1000mg/m3。

 

　　4.凈化收回法

 

　　原理：吸附進程：廢氣經(jīng)空氣過濾器除掉細(xì)小懸浮顆粒后進入罐內(nèi)，通過填裝在罐內(nèi)的顆粒狀活性炭（或活性炭纖維）吸附過濾后再由后置風(fēng)機排空（如氣體的濃度較高時可選用多節(jié)吸附設(shè)備，確保氣體合格排放）。

 

　　脫附進程：活性炭運用一段時刻后活性炭處于飽滿狀況，此刻需對活性炭進行再生處理，脫附再生選用加溫解析法，將0.5MPa高溫蒸汽自塔底噴入罐內(nèi)將有機物從活性炭中剝離，剝離后的氣體通過配套的冷凝器降溫后進入別離桶，別離收回有機溶劑，殘液進入曝氣桶經(jīng)曝氣后排出（如需收回高精度溶劑，可在別離桶后置一套精餾設(shè)備）。

 

　　***點：

 

　?。?）有機溶劑收回，不需求對脫附氣體進行處理，下降了建造本錢和運轉(zhuǎn)本錢；

 

　?。?）有機溶劑收回，根***資源糟蹋，收回產(chǎn)品價值抵消部分運轉(zhuǎn)費用；

 

　?。?）在線脫附，使活性炭能夠重復(fù)運用，下降了活性炭替換費用。

 

　　適用條件

 

　?。?）適用于中低溫度有機氣體；

 

　?。?）適用需求收回?fù)]發(fā)分有機溶劑的行業(yè)。

 

　　運用于石化行業(yè)

 

　　因為石化行業(yè)廢氣遍及具有***風(fēng)量、含有中高濃度有機廢氣的***點，收回法廣泛適用于石化行業(yè)各范疇?？墒鞘栈胤偃绮慌c活性炭吸附設(shè)備串聯(lián)運用的話，處理功率并不抱負(fù)；而與活性炭串聯(lián)，無形中又增加了一部分運轉(zhuǎn)和換炭的費用。

 

　　5.生物法

 

　　原理：生物過濾工藝選用了液體吸收和生物處理的組合作用。廢氣***要被液體（吸收劑）有挑選地吸收構(gòu)成混合污水，再通過微生物的作用將其間的污染物降解。詳細(xì)進程是：先將人工挑選的***種微生物菌群固定于填料上，當(dāng)污染氣體通過填料外表初期，可從污染氣體中取得養(yǎng)分源的那些微生物菌群，在適合的溫度、濕度、pH值等條件下，將會得到快速成長、繁衍，并在填料外表構(gòu)成生物膜，當(dāng)臭氣通過其間，有機物被生物膜外表的水層吸收后被微生物吸贊同降解，得到凈化再生的水被重復(fù)運用。

 

　　污染物去除的本質(zhì)是以廢氣作為養(yǎng)分物質(zhì)被微生物吸收、代謝及運用。這一進程是微生物的彼此和諧的進程，比較復(fù)雜，它由物理、化學(xué)、物理化學(xué)以及生物化學(xué)反應(yīng)所組成。

 

　　生物凈化法能夠表達(dá)為：

 

　　污染物+O2→細(xì)胞代謝物+CO2+H2O

 

　　詳細(xì)進程分為三步：

 

　?。?）廢氣同水觸摸并溶解到水中；

 

　?。?）水溶液中的污染物成分被微生物吸附、吸收，從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi)；

 

　　（3）進入微生物細(xì)胞的污染物成分作為養(yǎng)分物質(zhì)為微生物所分化、運用，然后使污染物得以去除。

 

　　***點：

 

　?。?）不發(fā)生二次污染物，后的產(chǎn)品是***性的；

 

　?。?）全主動操控，全天候作業(yè)，只需巡視，運轉(zhuǎn)安穩(wěn)牢靠，習(xí)慣不同條件的運轉(zhuǎn)狀況；

 

　?。?）處理功率高、去除作用顯著；

 

　?。?）運轉(zhuǎn)費用低，前期微生物馴化期間需求增加些養(yǎng)分物質(zhì)，微生物掛膜后無需增加任何物質(zhì)。

 

　　適用條件：

 

　　適用于溶解性***，污染物濃度較低，可生化性較***的氣體。在污水處理廠、廢物填埋場、污泥處理場等場合運用較為廣泛，且作用遭到認(rèn)可。

 

　　運用于石化行業(yè)：

 

　　選用通過專門培育、馴化的微生物菌種處理含有“三苯”的石化有機廢氣是可行的。微生物菌種搭檔對“三苯”之外的其他烴類物質(zhì)也有必定的去除作用。別的，生物膜填料塔在中止運轉(zhuǎn)期間，生物膜填料應(yīng)該堅持濕潤狀況，以保持微生物菌種的活性。在循環(huán)液流量過低或無流量的狀況下，應(yīng)中止廢氣進入填料塔，避免生物膜的干化、失效。