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化工废气的处理方法

时间:2024-01-08 11:29:17

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化工废气的处理方法

第1篇

关键词:医药化工废气;废气处理;研究分析

1 医药化工废气形成的原因

1.1医药化工溶剂形成的废气

医药化工在研制中容易形成溶剂废气,其中部分溶剂以废气方式进行派发,从而形成大量的医药化工溶剂废气,污染空气其溶剂废气主要是以甲醇、甲苯、丙酮、以及二氯甲烷等物质形成的溶剂废气。从而导致严重的空气污染 ,医药化工废气的处理应进行严格的控制,避免医药化工废气对市民形成严重的安全性问题, 对医药化工溶剂废气,应采取标准的处理方法,从而制约医药化工废气的处理。

1.2医药化工废气排放特征

医药化工产生的溶剂废气主要为 化工生产中形成的物质相关,其排放废气主要是排放量较大、多点性排放,从而形成无规则性溶剂废气排放,严重影响广大市民的安全。对于多点性溶剂废气排放,对溶剂的需求量较大,产生的废气较多,导致医药化工产品效率降低形成,双方面影响的趋势。

医药化工废气排放规律

对于医药化工废气的排放,其间接性废气排放现象明显,溶剂废气形成间接性排放,排放废气不规律,溶剂废气污染性质以及浓度较高,医药化工溶剂废气的排放严重影响空气,对空气造成异味,容易发生扩散[P17],从而对于医药化工溶剂废气的控制、以及治理工作较难实施。

2 医药化工废气处理中存在的问题

2.1医药化工溶剂废气治理中存在的问题

在经过相关部门对医药化工废气的控制以及治理后明显有所改善,但是并未得到良好的完善,医药化工行业中还是存在较明显的溶剂废气处理问题。 一些医药化工废气严重污染空气的企业, 在治理无效后均进行关闭从而良好的改善,医药化工生产企业周边空气环境的改善空气中的污染

指数明显有所下降,医药化工溶剂废气处理应结合根本性废气排放进行处理。 从而达到良好的废气排放效果,降低周边环境的污染,经过对医药化工溶剂长期的控制治理,已较好的降低了废气排放指数。

2.2医药化工废气控制效果

对于多数医药化工企业来说,应建立安全性较高的溶剂废气处理机制,进行清洁性医药化工生产, 改善溶剂废气排放量,对溶剂废气采取再利用方案,从而既降低溶剂废气的污染,又可以提高溶剂在利用价值,从中降低医药化工废气排放对周边环境形成的污染 。对于医药化工溶剂废气排出处理应从根源进行改善,有效的控制溶剂废气的集中处理排放,减少多点排放形成的多面性环境污染,采取根本性改善溶剂废气排放中存在的问题,有效的控制医药化工形成的废气,进行清洁处理,有效的降低对周围环境的污染,进行集中处理排放。

2.3溶剂废气处理结果

对医药化工生产中产生的溶剂废气,其废气处理方面存在较多的问题,对溶剂废气的清洁处理技术尚未得到良好的完善,笔者认为医药化工行业产生的溶剂废气,其污染效果较为严重。目前,对于溶剂废气一般都是进行冷却,清洁等处理方法,但是,溶剂废气处理,效果不是很理想 对此一

直是困扰医药化工行业发展以及废气排放的重要问题,[P38]对于医药化工行业生产中存在的废气排放问题,应加大解决力度,从而良好的改善废气排放以及周边环境的质量。

3 医药化工废气处理完善的对策

3.1溶剂废气处理

对于当今医药化工行业中出现的溶剂废气处理问题,应综合医药化工生产企业的废气排放特征进行完善,进一步的完善医药化工废气排放降低溶剂废气对环境的污染,加强医药化工废气的

清洁性处理,制定有效控制医药化工溶剂废气排放的标准,提高废气污染的预防以及控制处理。 针对医药化工行业生产中形成的废气,应进行综合性处理,从而降低医药化工溶剂废气导致的环境污染。 由于

我国目前并未制定准确的医药化工废气排放标准。所以,对于医药化工废气只是进行排放点的控制,以及间接性排放,但是却为能对医药化工废气排放进行根本性改善。 因此,针对医药化工行业的废气排放应制定准确的排放标准,从而有效的提升医药化工废气排放以及处理方面的良好效果,建立有效的清洁处理医药化工废气的方案,使医药化工废气排放有效的降低其污染程度,有效的保护废气排放周围环境质量。采用低温等离子

是固态,液态,气态之后的物质制约废气排,低温等离子降解医药化工废气,是利用高能电子,自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在短时间内进行分解,从而达到良好的医药

3.2研究分析

针对医药化工废气排放制定良好的污染控制,综合医药化工产生的废气污染性,对其进行清洁处理,提高溶剂废气处理技术的要求,根据医药化废气处理方面总结的特点,从中制定出有效的控制医药化工废气排放以及污染性质。探讨医药化工生产中形成的废气,综合其污染性,废气排气性质等。全面性对其进行研究,从而制定良好的抑制医药化工生产中形成的废气,有效的制定医药化工废气污染控制以及处理全面性的解决医药化工产业中存在的问题。根据综上所述,医药化工废气污,染一直是医疗事业发展中难以突破的问题。因为,医药化工生产中,产生的溶剂废气等其他废气严重影响周围环境。所以对于医药化工行业生产中形成的废气,应制定准确的废气处理方案。 随着医药事业的发展,医药化工废气排放已成为环境污染的重要问题。对于废气的排放相关部门应给予正确的废气排放标准,从而将低医药化工废气排放对环境的污染,从而良好的提高医药化工行业的发展。

第2篇

关键词:化工业 有机废气 处理技术 展望

1 、引言

我国经济的发展正在不断走向深入,化工行业的增速也有目共睹,然而化工业由于行业特性的原因,如何对其产生的有机废气进行有效的治理,从而避免对周边环境造成损害,是一个亟待解决的问题。随着我国科研与实践的发展,业界已经出现了不少投资少、见效快的有机废气处理技术。本文首先概述了目前发展比较成熟的有机废气的一些主要的治理方案与技术,包括活性炭治理方法、吸收法以及催化剂法等,在此基础上对有机废气治理技术的发展进行了展望,并阐述了膜分离法、等离子体法以及光催化法等新的治理方法。本文的成果为化工行业对有机废气处理提供技术借鉴,具有比好的意义。

2、 有机废气处理技术概述

随着行业实践的发展和研究的进展,当前无论是国内还是国外,对下列几种有机废气处理技术应用较为广泛:

2.1活性炭法

活性炭材料具有比较好的吸附功能,能够通过自身的吸附作用去除对象中的有害成分。结合活性炭的这个功能,可以将其应用于有机废气处理之中。结合吸附品的具体吸附原理,可将其进一步细分为基于物理原理的吸附与基于化学原理的吸附。其中以后者原理是以吸附品的疏水键来清除有机污染,主要适用于水体污染,因此对于有机废气,通常使用的是物理吸附。通常较为常用的材料包括活性炭、沸石等,此类材料的结构通常为孔状,因此其吸附表面积非常大。不少实践已经证明,在吸附体的内部结构上,纤维状的吸附效果最佳,因此在对有机废气进行处理时应以纤维状材料为首选。

2.2 吸收法

这种方法是以液体的吸收剂与有机废气充分接触,实现废气中有害成分的有效吸收。吸收剂的作用是可逆的,在去除其中的有害组分之后,还能够继续使用。通常这种方法是以水喷淋的方式实现吸收剂和有害废气的充分接触,其原理是化学中的相似相溶。例如,通过水的作用来吸收丙酮、甲醇、醚等有害物质,通过活性基团来吸收水溶性尚差的“三苯”物质等。

2.3 催化氧化法

有机废气中,有一些挥发性有机化合物是有毒有害的,回收成本较高,因此一般对其进行氧化处理。氧化处理的方法是:将氧气和挥发性有机化合物进行化学反应,反应完毕后的生成物是二氧化碳与水,这个过程类似于燃烧的过程,因为有机废气中的挥发性有机化合物浓度往往并不高,因此在氧化反应的过程中不会有火焰产生。氧化的具体过程分为两种情况,一是以持续加热的方式使含挥发性有机化合物的有机废气逐步升温,并渐渐到达能够发生氧化反应的条件;另外一种方法是在有机废气之中假如催化剂,一般来说以铂、镍等金属充当催化剂。在催化剂的作用之下,有机废气里所含有的挥发性有机化合物逐渐与氧气发生反应。

2.4生物法

这种处理方法首先以一定的介质培养微生物,并使之处于适合微生物生长的温湿度环境,有机废气中的碳氮等元素能够在微生物的作用之下逐步发生分解,并最终转化为无害的二氧化碳、水、无机盐等。随着环保的呼声日益迫切,这种方法正在得到大力的推广。

3、有机废气处理技术展望

随着科学技术的持续发展,不少国家对废气废水的处理技术均进行了深入的研究,并不断开发出更加有效的新技术,下面进行阐述。

3.1 膜分离技术

这种技术是使有机废气途经一个膜结构,通过该膜的半渗透性特征进行气体的过滤处理。在有机废气中包含了各种各样的成分,这些成分的性质有所区分,因此在半透膜之前的通过程度有所不同,通过膜的控制,能够有效地将有机废气中的污染有害成分分离出来,从而达到空气净化的效果。

3.2等离子体技术

这种技术的目标是构建一个等离子体,构建方法一般是以高压放电的模式瞬间生成活性离子。这些活性离子能够使有机废气中的碳氢键和碳碳键发生断裂,从而有效地改善有机废气的污染性,并产生无害的二氧化碳和水,因为此法成本低、技术要求不高,因此正在得到大规模的推广使用。

4、 结束语

只有深入研究有机废气的处理技术,才能在化工行业高速发展壮大的同时,实现对环境的保护。当前可选择的有机废气的净化方法非常多,并且具有各自的优缺点和使用范围,而在对其选择时,最重要的依据便是能否达到环境保护的实效性。传统的有机废气处理方法应用依据比较广泛,而为了继续节约成本、提升效果,还应不断地开发新的工艺。我国正处于发展的快车道,一方面必须进行经济建设,另一方面则应重视环境保护。只有不断开发更新更好的技术,才能实现化工行业的可持续发展,才能增强其综合竞争力。

参考文献:

[1]张旭东.工业有机废气污染治理技术及其进展探讨[J].环境研究与监测,2005,18(1):24-26.

第3篇

关键词:气体吸附分离技术 大气污染防治

1 前言

随着人类工业化程度的不断提高,人类向自己赖以生成的环境中排放的有害物质在不断地增多,“保卫地球、保护我们生成的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号,而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。人类需要发展但更需要保护环境,如何保护好我们的环境是我们广大科技工作者共同关心的问题。目前,工业生产给环境带来的主要污染物为工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”),其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废气对人类的健康威胁极大,尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。

对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且绝对排放量较大的废气主要包括:

(1)含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体;

(2)其它气体,开展关于减少这类有害废气的研究是非常有必要的,本文结合著者在这一领域已经开展的研究,讨论了用现代吸附分离技术净化这类气体的意义及工业开发的可行性。

2 吸附分离技术治理废气技术基础及过程

(1)气体吸附分离技术基础

气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术, 按照再生方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类:(1)变压吸附(英文名称Pressure Swing Adsorption,简称为PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的,由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组份在低分压下脱附,吸附剂得以再生;吸附剂的使用寿命一般为十年以上,所以PSA过程基本是无原料消耗过程;(2)变温吸附法(英文名称 Temperature Swing Adsorption,简称为TSA)或变温变压吸附法(简称为PTSA)是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离,由于采用温度涨落的循环操作,低温下的被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附,吸附剂得以再生,冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。确定是否采用吸附法分离的主要依据为待分离组分之间的吸附等温线,图1为待分离组分A(污染物)、B(非污染物)的在温度为t1或t2的吸附等温线所示:

对于污染排放物A如果与非污染组份B吸附容量差别较大,则可考虑PSA技术(当然,有时动态吸附容量也是确定分离的一个依据,但在污染治理中很少涉及);对于常温(t1)下强吸附组份A不能良好解吸的分离,可考虑采用TSA或PTSA技术。

吸附分离技术采用的吸附剂通常为活性炭、硅胶、氧化铝等常规吸附剂或在吸附剂上附载不同贵金属的专用吸附剂,或者是开发不同孔径、不同微孔容积的专用吸附剂。

(2)吸附工艺过程循环的实现

PSA、TSA或PTSA 过程的连续运行通常是通过多个吸附器依靠阀门切换实现的,当某些塔在吸附时,其它的吸附器则处于再生等步骤;吸附饱和后的吸附剂需要再生时,其它已再生好的吸附器开始进入吸附步骤,如此实现循环操作。下图为西南化工研究院实验开发成功的TSA净化并回收硝酸尾气中NOx的流程示意图。

3 工业废气来源及治理研究

随着工业化程度的不断提高,人为产生的空气污染物所占空气总污染物的比例在不断增加、对人类自身健康的危害在不断增大。目前,排放空气污染物最多的工业部门有:石油与化学工业、冶金工业、电力工业、建筑材料工业等等,下面就工业排放的主要有害气体污染物NOx、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性有机物(简称为VOC)等的吸附分离治理前景和可行性简要分析如下:

(1)硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中的NOx

硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气,其中含有NOx。NOx不仅对人类、生物有剧毒,而且导致光化学烟雾的生成,其危害极大。我国现有硝酸生产工厂50多家,硝酸尾气中NOx的浓度一般为500~5000 ppm,每年排入大气的NOx(以NO2计)约为6万吨。如果能回收这些NOx,不仅控制了对环境的污染,同时可以增产硝酸,降低生产成本。

目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法回收治理工业性试验研究工作,实验证明了这种方法有相当的优越性。研究表明,净化气中NOx浓度可控制在低于0.02%,对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%,回收气中NOx浓度变化范围可从0.8%至5%,可以返回系统生产硝酸。

对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术,西南化工研究设计院已开发成功,并申报国家专利。对烟道气中氮氧化物的脱除,根据烟道气组成采用TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。

(2)黄磷尾气净化和从黄磷尾气中提纯一氧化碳

我国每年生产黄磷40万吨,生产过程中每生产一吨黄磷会产生2500Nm3尾气,每年产生的尾气量达10亿Nm3,其主要成份为一氧化碳(约85%~90%),CO是一种易燃易爆有毒的气体,尾气中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中也将严重污染环境;同时CO又是一种重要的碳一化工原料,尾气中含有的P、S、As等易使催化剂中毒,所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。近年来,国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作,其中西南化工研究院开展了尾气处理的动态吸附研究实验,取得了可循环操作的TSA净化流程,并结合自己的CO提纯专有技术,已转让一套采用吸附法从黄磷尾气净化并提纯CO的工业装置。

(3)二氧化硫的控制

硫氧化物主要是二氧化硫,它是大气中数量最大、分布最广、影响最严重的环境污染物之一,目前控制的主要方法有:高烟囱稀释法、采用低硫燃料、排放废气脱硫等,近年在采用干法(吸附剂吸附法)、湿法脱硫技术领域开展了较多研究,工业化应用已很成熟。 吸附法脱除废气中的SO2又分为物理吸附法和化学吸附法,物理吸附时被选择性吸收的SO2可通过升温或降压解吸出来,化学吸附时吸附剂同时起催化作用,被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3,后者在与水生成硫酸。目前,国内关于采用吸附法净化SO2的报道多为实验研究报告。

(4)含三氯乙烯、三氯乙烷等卤代烃的排放废气净化

含卤代烃的废气净化目前较为成熟的技术是溶剂吸收或吸附法处理,如:(1)彩色显象管生产线清洗阴罩时挥发的三氯乙烷气体刺激人体粘膜,长期接触能使运动神经系统受损,无论从环境保护还是降低生产成本来看都必须回收利用。航天总公司四院四十二所成功开发了应用活性炭纤维回收三氯乙烷,避免了环境污染,使用效果良好。(2)在工业上应用很广的三氯乙烯,是对人体和环境都有较大危害的有毒污染物,含三氯乙烯工业废气排放前必须脱除其中超标含量的TCE,应用吸附法可有效控制排放尾气中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯,西南化工研究院在这方面开展了较多实验研究,并取得了良好的实验效果。

(5)含高沸点有机物的尾气净化

目前,采用吸附法净化、回收排放尾气中的有机组份的工业应用是比较成功的,采用的通常流程为TSA或PTSA流程,既可有效脱除有机污染物又可回收有用组份。根据大量实验研究,西南化工研究院在已开发的多套PSA装置的预处理装置中,成功地采用TSA、PTSA技术很好地解决含高沸点有机物的尾气净化,如苯、萘等的脱除。

(6)排放气中一氧化碳的脱除

CO是一种易燃易爆有毒的气体,未经处理排放到大气中将严重污染环境,所以严格控制排放气中CO含量是非常有意义。目前,国内北京大学开发的13X分子筛载体的Cu(I)吸附剂、南京化工大学开发的稀土复合铜(I)吸附剂都是很好的CO吸附剂。实验表明,采用PSA或TSA技术脱除CO是一种有效的手段, 排放气中的CO可控制在1ppm以内。

(7)含氟排放废气的净化

含氟(主要为HF和SiF4)废气数量虽然不如硫氧化物和氮氧化物大,但其毒性较大,对人体的危害比SO2大20倍,因此工业生产排放气必须控制含氟化合物的排放量。目前,HF回收通常生产冰晶石,尽管从理论上可采用吸附法结合其他化学法处理含氟废气,但目前国内应用PTSA回收含氟排放废气的工业装置尚未见报道。

(8)从富含甲烷气源中浓缩、回收甲烷

矿井瓦斯是在采煤过程中产生的,瓦斯气中含有25~45%的甲烷及其它一些组份,其热值仅2500kcal/m3左右,难以利用,通常排入大气,以致污染环境。我国每年约有30亿m3瓦斯放空。因此有效利用矿井瓦斯已成为一个热门课题。西南化工研究设计院开始采用PSA技术从矿井瓦斯中浓缩甲烷的实验研究,可以把甲烷浓度从20%提高到50~95%,浓缩后的富甲烷气热值明显提高,可以作为优质燃料和化工原料。

(9)工业二氧化碳排放的控制

近年来,由于CO2排放量增加(每年以二氧化碳形式放入大气中的碳约为50亿吨),大气中二氧化碳已从工业污染时代的270ppm上升到近500ppm,大量二氧化碳在大气中的积聚引发全球的温室效应已经引起了人类的重视。从含CO2浓度较高的排放废气中回收CO2既解决了环境问题,又回收了有用组份,减少了资源浪费。从富含二氧化碳的工业废气中回收二氧化碳这些工业废气主要有:石灰窑气(含二氧化碳28%~38%)、制氨和制氢装置副产气(含二氧化碳28%~99%)、烟道废气(含二氧化碳10%~18%)及脱碳再生气等。通过提纯,产品二氧化碳的纯度可达99.5~99.99%,指标均可达到或超过二氧化碳食品添加剂国家标准(GB1917-80)。

(10)PSA富氧处理城市垃圾废气

随着城市化建设规模的不断扩大,城市每天产生的垃圾量激剧增加,目前主要采用空气燃烧的方式人类的生活垃圾,每天通过燃烧垃圾产生的大量含VOC有毒废气给环境造成极大的污染;如采用PSA技术从空气富集氧气(氧纯度可达到93%)替代空气处理城市垃圾,则大大降低了有毒废气的排放量。

结束语

随着对吸附分离研究机理的不断深入,结合其他化工处理技术,吸附分离技术必将在环境保护领域发挥越来越重要作用。

参考文献

(1)童志权,陈焕钦编著 工业废气污染控制与利用. 北京:化学工业出版社,1989.612-614

(2)陈健,魏玺群. 废气中三氯乙烯的脱除及回收新工艺. 天然气化工 1999,Vol.24(4),25-28

(3)刘锦,王正方. 1,1,1-三氯乙烷回收装置 化工环保 P22-24 2000,Vol 20(1)

(4)覃世金 "黄磷生产中‘三废’综合利用的思路" 湖北化工 1997(2)51-53

(5)周波 "黄磷电炉尾气的应用实践" 云南化工 1996(4)44-45

(6)何寿林,汪鸿. "回收利用黄磷尾气的建议" 化工矿山技术 1997, vol.26(2) 53

(7)藏云鹏 "氟化氢废气的处理" 玻璃与搪瓷 Vol.17(5)

(8)吴克义 "氧化铝吸附氟化氢的特性" 环境污染与防治 1996 Vol.12(1),34-36

(9)Shakirov, B.S. Kompleksn. Ispol'z. Miner. Syr'ya,(10),85-8(Russian) 1992

(10)hakirov, B.S..Khim. Prom-st. (Moscow),(3-4),148-9(Russian) 1993.

(11)Kataoka,Masaki;Hara,Kozo. JP 10279301 A2 1998

(12)居沈贵,刘晓勤,等 天然气化工1998,Vol 23(1),29-32

(13)居沈贵,刘晓勤,等 天然气化工2000,Vol 25(3),22-25

第4篇

关键词:发挥性有机废气 治理技术 废气治理

一、发挥性有机废气及危害

挥发性有机废气通常是指特定环境条件下容易蒸发或挥发的有机化合物,这类物质通常在50摄氏度至260摄氏度的低沸点和超过71Pa的高蒸汽压时容易挥发。挥发性有机废气种类繁多,来源广泛,传播范围广,涉及行业众多,其中化工行业和交通部门排放的有害物质占挥发性有机废气的绝大部分。挥发性有机废气不仅有毒、有恶臭、破坏臭氧层、易燃易爆,对企业生产造成不安全性,而且挥发性较大,在阳光照射下,能与光发生化学反应,生成光化学烟雾,严重污染环境和影响人类健康。此外,随着挥发性有机废气的扩散和迁移,它还带来了许多全球性环境问题,许多国家已颁布法令限制挥发性有机废气的排放界限值,治理挥发性有机废气已成为治理大气污染的重要部分。

二、挥发性有机废气的处理技术

1.吸附法。在净化治理挥发性有机废气过程中,吸附法有着广泛的应用。吸附法主要利用活性炭、活性炭纤维、大孔树脂等固体吸附剂对成分单一、气流稳定的挥发性有机废气进行吸附净化。这种方法不仅具有设备简单、适用范围广、能耗低的优点,而且还具有工艺成熟、净化效率高、吸附物质可回收的特点,有着较好的环境和经济效益。目前,活性炭和大孔树脂是使用范围最为广泛的吸附剂。活性炭易受水分含量影响,如果将单纯的粉状活性炭改进为片状或纤维状就能提升其吸附容能力,延长其使用寿命,目前许多国家已开始大量生产活性炭纤维并投入运行。如日本某公司将聚酯树脂与活性炭纤维结合在一起,研发出一种活性炭纤维薄膜,这种活性炭纤维薄膜利用活性炭纤维微孔的高强吸附能力对挥发性有机废气中的污染物进行吸附和解吸,尤其是对胶粘制品、包装印刷、化工等行业排放的挥发性有机废气有着明显的吸收作用,其吸附能力相当于普通碳薄膜的一万倍。解吸时,吸附废气的活性炭纤维通入饱和水蒸汽,置换出吸附于微孔内的有机物,利用溶剂与水比重的不同,将有机物从纤维中脱附出来,经过冷凝对有机溶剂进行分离,达到回收利用的目的。吸附、解吸过程中不发生化学反应,有机物从气态变为液态,其性质没有发生改变,有效地避免了二次污染问题的出现。

2.蓄热式热力氧化技术。在净化治理挥发性有机废气工艺中,蓄热式热力氧化技术是很有发展前景的一种废气治理方法。与传统的燃烧处理技术相比,蓄热式热力氧化技术不仅能有效节约运行费用、提高挥发性有机废气破坏去除效率,而且还具有热回收率高、效果显著的特点,具有可观的经济效益和显著的社会效益。由于蓄热式热力氧化技术在净化挥发性有机废气过程中只需补充少量辅助燃料就能实现自供热操作,因而在西方发达国家,它已在挥发性有机废气净化治理中占据主导地位。蓄热式热力氧化技术适用于浓度为2-8g/m3的、难以分解组分的、有机物含量低、夹带少量灰尘和固体颗粒的挥发性有机废气的净化处理,其净化率能达到95%以上,效果显著。基本的蓄热式热力氧化技术系统装置主要由公共燃烧室、蓄热室、换向装置和控制系统组成。典型的蓄热式热力氧化技术系统装置可以分为两室装置和三室装置。两室装置主要由两台耐高温性能良好的蓄热室和一个设有辅助燃烧器的燃烧室组成,操作时挥发性有机废气被主风机送入填满陶瓷填料的蓄热室预热,随后进入装置顶部的燃烧室,氧化净化后进入另一个蓄热室,冷却,再经过气流逆转循环:预热-燃烧-冷却后排出,实现废气的净化和热量的充分利用。经过两室蓄热式热力氧化技术净化后的挥发性有机废气净化率可达99%以上,热量回收率超过95%。如果对废气净化率要求很高时可以采用在两室装置(一个蓄热室进气、一个蓄热室排气)的基础上增加一个吹扫蓄热室的三室装置来实现,这既解决了两室装置废气换向时直接排放问题,也有效地提高了废气的平均破坏去除率。

3.吸收法。吸收法是利用挥发性有机废气中不同气体在吸收剂中的不同溶解度来达到去除气体有害成分的目的,由于该方法操作简单、原料廉价易得、适用性强、技术成熟,因而被广泛地应用于大气污染净化处理中。利用吸收法净化废气,最主要的是考虑吸收剂选择问题。一般来说,在选择吸收剂时应考虑黏度低、挥发性小、价格便宜、对气体溶解度大的物质,但在实际应用,任何一种物质都不可能同时满足上述要求,因而,应根据实际情况选择合适的吸收剂。水获取简单、挥发性小、且无毒无害不易燃,因而是最理想的吸收剂,但在常温状态下,有机化合物在水中的溶解度非常小,为增大挥发性有机废气在水中的溶解度,可在水中添加某些活性组成的溶液,如表面活性剂等,提高水对废气的吸收净化效率。此外,吸收剂饱和后,还可以通过解吸的方法实现吸收剂再生的目的,减少对环境的二次污染。

三、结语

挥发性有机废气种类繁多、性质各异,因而,在实际净化处理过程中,应充分理解不同治理技术的特点和适用范围,注重治理技术实效性选择,加强多种治理技术的联合应用,以实现最佳的治理效果。同时,随着全国大气污染防治工作的不断深入和新技术研发的不断加快,创新性有机废气净化技术也会被逐步应用到化工企业生产中,大气污染状况也会得到极大的缓解和改善。

参考文献:

[1]王薇. 可挥发性有机废气治理技术进展[J]. 炼油与化工,2011,04:10-12+76-77.

第5篇

关键词:农药;废气污染;治理

Abstract: pesticide production process produces a large number of waste and poison gas on the surrounding environment has great pollution. This article unifies some pesticides example analysis of pesticide factory exhaust pollution monitoring and control measures to good effect.

Keywords: pesticide; Exhaust pollution; management

中图分类号: U491 文献标识码: A 文章编号:

由于目前环境污染的日益严重,人们越来越多地将关注的目光投向我们赖以生存的生存环境。消除污染、保护环境逐渐成为人们的共识。但是,仍有一些单位和个人,为了自身的经济利益而置自然界的承受能力于不顾,将未处理或者虽然经过处理但仍未达标的废水废气排入自然界,严重污染环境。因此,对各排污单位排出的废气及废水中污染物的监测及处理就显得越来越重要。本文结合某农药实例分析农药厂废气污染的监测和防治措施,达到了良好的效果。

1案例概况

某农药厂精细化工生产线共有5个主要生产车间,其产生的主要废气来源和排放特点见表1。

表1:主要废气来源和排放特点

归纳起来,农药废气排放特点主要是大气污染源数量多、污染物成分复杂多变、排放浓度较高、挥发性有机物(VOCs)基本上超标排放,多呈间断性、无组织排放。

从该农药厂精细化工生产线异地改建项目中废气排放情况来看,排放的废气主要是有机废气(如甲醇、甲硫醇、甲苯、氯仿、二氯乙烷等),也有少量的无机废气(如氯化氢、氨气等)。

2生产工艺流程中不同类型废气的治理

2.1车间主要废气预处理

2.1.1酰脱溶真空泵和反应釜产生的氯仿废气预处理

乙酰甲胺磷车间乙酰脱溶真空泵和反应釜产生的氯仿废气经过废气收集系统收集后,经二级深冷回收后进入活性炭吸附处理系统进行预处理,吸附后的尾气经集中处理系统后进入锅炉焚烧系统,废气量为1500m3/h。

活性炭吸附处理系统采用活性炭吸附/脱附回收工艺。吸附采用溶剂回收专用的颗粒活性炭,在低温常压下进行;脱附采用间接加热结合真空的脱附工艺,即高温低压脱附工艺。该系统设置2个吸附床,吸附、脱附交替使用。主要过程:吸附。吸附后的尾气经集中处理系统处理后进入锅炉焚烧系统。脱附。吸附床吸附饱和后,通过阀门切换进行脱附。蒸汽(392 280~588420Pa)进入吸附床盘管内,对吸附床内的活性炭进行间接加热升温,同时真空泵对吸附床进行减压抽真空,使吸附床脱附时处于减压和升温的双重脱附状态。吸附床出来的气体经冷凝器1冷凝降温后,由真空泵输送进入冷凝器2用冷冻盐水冷凝,经气液分离后,液体氯仿进入溶剂储槽,少量的氯仿气体回流至吸附床,作为循环气或进一步吸附。脱附完成后,破真空。冷却。脱附完成后,吸附床处于高温状态。通过阀门切换,由风机推动吸附床内气体循环流动,气体经冷却后回流至吸附床,对吸附床进行冷却。冷却完成后,吸附床进入下一个吸附工序。

2.1.2乙酰真空泵产生的其他废气预处理

乙酰真空泵产生的其他废气主要指真空泵产生的异丙醇、甲醇、甲硫醇及某些中间体或产品挥发产生的恶臭有机废气,废气量为1500m3/h。该废气经二级深冷回收预处理后送集中处理系统处理,最后进入锅炉焚烧系统。

2.1.3包装车间和污水站废气预处理

由于包装车间和污水站废气中含有各类不同性质的有机气体与恶臭物质,因此很难进行分类处理,吸收法与吸附法都难以使废气达标排放。由于污水站废气风量大、有机物浓度低,一般情况下废气中各种有机物浓度远低于爆炸极限,因此采用焚烧法较为可行。焚烧前为了防止锅炉腐蚀,先采用吸收法做预处理,去除氯化氢、硫化氢等腐蚀性气体。包装车间与污水站废气各自经碱洗吸收预处理后汇合集中送锅炉焚烧,包装车间、污水站废气量分别为4000、16000m3/h。

2.2废气集中处理系统

预处理后的废气在锅炉焚烧前为节省焚烧费用和保护锅炉设备,由引风机引入集中处理系统处理。集中处理系统采用氧化、碱液二级吸收工艺,废气量为24500m3/h。

酸性气体会对锅炉造成腐蚀,因此焚烧前必须先进行吸收、吸附。从表3可以看出,腐蚀性最强的氯化氢和硫化氢去除率都达到了80%以上,醋酸、甲硫醇去除率均在61%以上。集中废气处理系统能有效地保护后续焚烧中的锅炉设备。

2.3废气集中焚烧

该农药厂现有3台130t/h的流化床燃煤锅炉,每台锅炉二次引风量为80000m3/h,完全能满足现有农药厂废气的焚烧要求。由于焚烧法对设备腐蚀和安全要求较高,应注意:第一,有机物在适当的高温且氧气充足的环境下可迅速燃烧并彻底分解为无害气体,而在较低温度或氧气不足的条件下,则可能无法分解或分解为另种物质。因此,利用锅炉燃烧废气,温度及氧气补充是控制的关键。因此,应安装温度控制系统、补风调节系统。第二,为了保证安全,锅炉前安装阻火器,防止炉膛回火引起爆炸事故。

为了避免焚烧时产生二噁英,锅炉焚烧时应采取以下措施:第一,炉内温度>1000℃,烟气停留时间在2s以上,保持烟气中含氧气6%(体积分数)以上,将所有的有机废气燃尽。第二,在烟气净化阶段采取急冷办法,避开二噁英再合成温度(250~450℃)。

在锅炉焚烧出口断面分别进行了2次测试,结果见表2。从表2可以看出,经焚烧处理后,各类废气排放浓度或排放速率均远低于相应标准限值,可实现达标排放。

表2:锅炉焚烧出口断面测试结果和标准限值

3结束语

废气集中处理系统采用氧化、碱液二级吸收工艺。经过废气集中处理,腐蚀性最强的氯化氢和硫化氢去除率都达到了80%以上,醋酸、甲硫醇去除率均在61%以上。集中废气处理系统能有效地保护后续焚烧中的锅炉设备。该农药厂现有3台130t/h的流化床燃煤锅炉,每台锅炉二次引风量为80000m3/h。经焚烧处理后,各类废气排放浓度或排放速率均远低于相应标准限值,可实现达标排放。

参考文献:

[1]王令,丁忠浩. 恶臭污染分析及防治技术[J]. 工业安全与环保, 2005,(03) .

[2]侯纪蓉,张雨风. 我国农药工业三废治理方法[J]. 化工环保, 1998,(01) .

[3]肖军,赵景波. 农药污染对生态环境的影响及防治对策[J]. 安徽农业科学, 2005,(12) .

第6篇

关键词:工业废气废水;治理方法;研究

随着工业生产的迅猛发展,工业“三废”污染也愈加凸显,这也成为了我国社会经济可持续性发展的主要阻碍之一,政府和各业界需高度重视该问题的紧迫性和严重性。尤其是在废水和废气的治理上需待加强,这两者关系着我们的生活和健康。在废气污染中,对空气污染最为严重的就是含硫气体的排放,而废水排放以淀粉业、酒精业和造纸业为污染大的三大行业。在工业生产中废气和废水的治理还是需要从工艺上找出解决办法,以下是本人提出的相关措施,希望能具有一定参考意义。

1工业废气处理措施

可持续发展观的不断深入让人们对治理工业污染更为重视,在工业废气处理上也有了一定的突破。当前工业上主要用于分期处理技术的有微生物分解、活性炭吸附、催化燃烧、光解净化等4种处理技术。

1.1微生物分解技术

微生物分解也称为微生物降解,具体是筛选出可以对工业废气具有降解功能的微生物,并将所选微生物固定于相应的降解介质上,工业排放的废气在通过这些介质时会慢慢被微生物所分解,以此达到科学治理工业废气的目的,此方法前景广泛,也在加大力度推广中。

1.2活性炭吸附技术

活性炭内部独有的发达孔隙结构能有效对废气中微小分子进行吸附。可运用此技术进行废气处理第一道流程,因活性炭是十分容易饱和的,只能在短时间里具有效力,这需要不停的更换和清理活性炭,维护运行成本高,在实际操作中也仅对干燥的醇类、脂肪类废气效果明显,而废气湿度大的其处理效果并不是很理想,也容易给环境带来二次污染,需谨慎操作。

1.3催化燃烧技术

当前工业废气污染治理中运用最多的处理方式就是催化燃烧法,具体是通过对有害物质进行燃烧使其转化成无污染物质。该项技术的本质是运用催化剂将工业废气在达到着火点时所进行的分解和燃烧,通过比较复杂的化学反应而最终生成出对空气没有污染的CO2和H2O,再将其排放于空气中。不过进行此技术对设备的要求很高,特别是燃烧设备,不仅要抗氧化、耐高温,还要有很强的抗干扰能力,所以在具体投入使用中成本比较高。

1.4光解净化技术

在工业废气处理上光解净化技术也是十分常用的方法,原理上要比其他的复杂些,以改变高分子污染物的具体内部结构为主,达到解决高浓度废气混合污染物的目的。此技术所取得的成效比较稳定,也不易造成二次环境污染,且使用周期比较长,操作中维护简单方便,成本也不高,所以在对工业废气处理中做出了重要贡献。

1.5废气处理中的注意事项

工业所排放的废气中部分是含有惰性气体的,虽然其本身危险性很低,但如果大量聚集则会降低空气中的氧气含量,容易引起窒息。排放量小的可将其慢慢通过排气导管散放到室外。面对可燃气体排放较大的,排放地就需选在人少的地方,并且在排放区严禁烟火,如果运用燃烧法对废气进行处理,必须在出口位置设置减压阀以便控制气体的排放速度,从而让气体能充分燃烧。对于助燃气体也需要谨慎处理,在临近或同一区域中严禁同时处理助燃气体和可燃气体,在对助燃气体进行处理前需清理阀门,确保助燃气体周边没有明火或易燃易爆物品。此外,在对有毒气体进行处理时,操作人员必须穿戴专门的防毒保护服饰、面罩、手套,非操作人员需提前离开,以保证毒性吸收剂和吸附剂能达到效果。

2工业废水的治理

2.1工业废水的分类及特征

污染水体的物质属性不同所导致的污染也会不同。主要将水体污染分为两类,生物性污染和化学性污染。生物性污染的主要途径是由病原微生物传播的,而导致化学性污染出现却有多种因素,包括了重金属、放射性物质和无机物等。

2.2对污水进行物理式处理

物流式污水处理方式其原理是在不改变污染物化学性质的基础上,运用物理原理对污水中的悬浮污染物进行分离去除。具体操作处理有过滤、沉淀、吸附、萃取、离心分离、膜分离等。

2.3废水的化学处理措施

2.3.1沉淀被污染废水中以离子形式存在的无极污染物,在一定情况下可以同能溶于水的沉淀剂发生化学反应,从而生成不溶于水的化合物,化合物的不断生成会随之沉淀进行分离,从而达到净化水的目的。目前以氢氧化物、钡盐、硫化物等沉淀方法为主,在对污水分解中的重金属离子处理上效果还是十分明显的。2.3.2催化氧化法人们在对废水进行化学处理中,通常会运用一定剂量的催化剂、氧化剂来达到对有机物进行氧化的目的。氧化剂有着反应快、效率高、条件简单的特点,能比较快速的解决降解水问题,氧化剂所具有的催化作用能很好的对废水进行催化从而生成自由基,以此来净化废水。

3结语

发达国家对工业“三废”处理十分重视,环境保护意识很强,并在废气、废水治理和控制技术上取得了良好的效果,不仅方式多样,且技术先进,在具体操作中还可根据自身情况对多样化的技术进行选择,或进行多种融合的控制技术。我国工业产业需根据实际情况,开发出适合我国的废气、废水治理技术,从生产源头上做起,并将其广泛应用,才能真正做好工业废气废水的污染治理工作。

参考文献

[1]孙莹,李素琴.吸附法处理含铬废水的研究[J].工业安全与环保,2009(03).

第7篇

关键词:顺酐;生产工艺;优化;尾气处理

顺酐全名顺丁烯二酸酐,是全球酸酐排名第三大酸酐。顺酐的用途非常广泛,其主要应用于不饱和聚醋树脂类,同时还广泛用于涂料、农药、油、添加剂等等。苯氧化法、正丁烷氧化法是从原料路线上来说是目前生产顺酐的两大主要方法。

1顺酐的生产工艺

1.1苯氧化法

苯法生产顺酐是在固定床反应器中,使原料苯经过催化剂V–MO–P碳化硅的催化,与空气接触完成氧化反应,生成顺酐气体。然后顺酐气体经水的吸收,以及恒沸脱水,减压连续精馏后,得到顺酐。苯法顺酐的生产工艺中,通过对催化剂的装填、反应器压力、反应器进口气温度、空速和熔盐温度的优化来完善整个工艺[1]。目前,在我国顺酐的生产厂家大部分均采用的是苯法工艺,其装置小部分从国外引进,大部分采用仍国内技术。例如常州亚邦化工集团采用的就是苯工艺法。基本原理是采用苯原料依托固定床氧化,使用二甲苯恒沸脱水、加入冷凝器加水吸收的回收工艺、反应热的回收利用等先进工艺。在苯法生产工艺中,首先原料来源可以得到保障与支持;其次苯法采用的连续精馏可使顺酐质量更加稳定且提高收率降低能耗;另外,近年来采用背压式汽轮机新装置利用余热产生蒸汽使得热平衡得到更大的完善,不仅充分利用热能,可降低生产成本,增加经济效益。由于原材料等原因,我国基本上采取苯氧化法,但是弊端是对苯的利用率低,污染了环境,其主要污染物为废气、废水、废渣。

1.2正丁烷氧化法

以正丁烷为原料的氧化工艺通常分为固定床工艺、流化床工艺及移动床工艺。其生产技术的核心是原料与空气在反应器中发生的高温放热、气固氧化反应,在后处理工艺上主要采用水吸收法和溶剂吸收法这,通过这两种方法对比,水吸收法在处理工艺上较溶剂吸收法简单,但是工艺上来说溶剂吸收法较为先进。但是由于目前国内企业大多数采用水吸收工艺,技术上也比较成熟,因此,水吸收法仍将成为目前我国企业正丁烷法制备顺酐的最适宜后处理工艺。

1.3苯法及正丁烷法

生产工艺比较在顺酐生产工艺方面苯法及正丁烷法大致相同,其共性主要体现在选择使用固定床与空气进行氧化、部分冷凝过程中用水进行吸收、利用二甲苯间歇沸脱水精制的工艺路线上。这两种生产工艺除了原料不同,生产工艺路线基本上是一致的,除此之外它们之间最大的区别:正丁烷生产工艺中需要增加包括正丁烷分离、反应器的压力提高废气焚烧系统在内的三套气分装置;正丁烷氧化法在原料上更省、生产成本更低、产出量更高,催化剂使用更好、环境污染更轻、技术上更新的特点使得正丁烷法成为了目前国内企业生产顺酐的发展新趋势。

2顺酐的尾气(废气)处理

顺酐生产过程中的主要污染源及污染物是废气、废水、废渣等,在如何处理废气等方面作了以下研究和分析:由于顺酐生产过程中产生的废气如果直接排放会对人身体健康造成非常大的伤害,因此必须积极有效地进行处理。水吸收塔或有机溶剂吸收塔排放出的尾气是生产顺酐装置的尾气主要来源,在以苯为原料的生产路线上,废气处理系统的设计就是为了清除从吸收塔排出气体中的有机物,如苯、二甲苯、CO等。清除的方法是使有机物在催化剂的作用下与氧发生反应,使之变成水和二氧化碳。应根据尾气中污染物的浓度、性质、生产条件和经济性进行实施。以正丁烷制顺酐尾气处理为例,废气处理程序较为复杂,但却有效节约能源。其工艺流程为:自吸收塔顶排出的废气中会有大量CO、未反应的正丁烷和其他有机物及氧等,进入膜分离装置,含正丁烷的气体返回至反应器,另一部分废气,即渗余气则送入蓄热式氧化器。燃气加热到790℃,使有机物在高温下发生氧化反应,运行后不再需外界燃料供应,废气自行氧化且生成的热量产生2.5MPa蒸汽3.6t/h。氧化后的废气中的碳氢化合物以CO2和水蒸气的形式排放到大气中。

3结束语

正丁烷催化氧化法制顺酐工艺是我国未来发展的趋势,我国对苯法的固定床列管式反应器和催化剂的研发和应用已积累了相当丰富的经验,这为向正丁烷法生产的转化及发展奠定了良好的基础。从资源来源和原料的保障方面看,正丁烷氧化法制顺酐资源能够得到更为充分利用,另外从生成顺酐技术发展来看,苯法向正丁烷法转变也是十分紧迫和必要的。只有将高性能催化剂及大型反应器有效结合,才能使我国的顺酐生产技术更快地走上良性发展的道路。

参考文献

[1]陈永军.浅谈顺酐生产工艺路线[J].天津化工,2016(7):10–12.

第8篇

关键词:有机废气,处理技术,研究分析

中图分类号:U491文献标识码: A

引言

近年来,我国社会经济在不断地快速发展中,然而以“先污染、后治理”的发展道路和发展模式所付出的代价也是异常沉重的,由于长期以来粗放型的经济增长方式,生态环境受到了严重的破坏,大气污染的环境问题尤为突出。其中,在浙江东部,较为典型的大气污染就是合成革有机废气,特别是温州、丽水的许多居民区都能经常闻到工业企业排出的各类“臭气”,人民群众的生活环境受到了严重的影响。大气污染治理的难点之一就是有机废气,它具有危害大、治理难等特点。有机废气随着人类的呼吸系统进入体内,使体内的细胞发生变异甚至癌变,严重危害了人们的身体健康。因此,我们必须重视对有机废气处理技术的研究,加大对环境保护的投资,以保障人们的身体健康。

一、合成革的理化特性

合成革主要是模拟天然革的组成和结构并可作为其代用材料的塑料制品,通常以经浸渍的无纺布为网状层,微孔聚氨脂层作为粒面层制得。具有近似天然皮革的特性,外观光泽柔和,手感柔软,真皮感强,强度好,其已日益得到市场的肯定,广泛应用于鞋、箱包、家具等行业。

二、聚氨酯(PU)合成革废气污染因子及危害

(一)聚氨酯(PU)合成革废气主要污染因子

PU合成革的主要原材料是聚氨酯树脂,其主要废气有PU革湿法生产线废气、PU干法生产线废气、二甲基甲酰胺(DMF)精馏回收系统废气、锅炉燃煤废气等。在不同的工艺/流程中会产生不同的污染因子:例如湿法工艺中主要会产生DMF;干法工艺主要会产生DMF、丁酮、甲苯等;(DMF)精馏回收系统会产生二甲胺等恶臭废气;锅炉废气中主要是烟尘和SO2等等。如果有后处理工序,还可能产生成分复杂的有机废气污染。

(二)聚氨酯(PU)合成革废气的危害

聚氨酯合成革在生产过程中需要经过湿法工艺:预含浸、预凝固、涂布、凝固、水洗、烫平、烘干、收卷和干法工艺:面涂、烘干、底涂、烘干、冷却、三涂、烘干、贴合、烘干、剥离等多种复杂的物理化学过程,使用了大量的化工材料,除一小部分被吸收外,大部分进入到废水、废气中造成污染,对人体、土壤、大气、动植物生长均容易产生危害,其中危害性最大的物质是DMF。DMF化学性质稳定,化学式为HCON(CH3)2,DMF可以经过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内,具有一定的毒性。

三、聚氨酯(PU)合成革废气处理工艺

低浓度有机废气的净化处理在国内外都是环境保护的难题之一,一般的处理方法有焚烧法、吸收法、吸附法、催化燃烧法、冷凝法、静电法。而随着合成革工艺的改变,目前,一般采用水喷淋塔吸收并回收废气中DMF,或者活性炭吸附废气中有机溶剂,再经直接燃烧处理:

(一)水喷淋吸收。一般采用填料塔或喷淋塔作为吸收设备。水作为吸收溶剂来吸收废水中的有机物质。该种方法虽然能较好地除去废气中的DMF,但对甲苯和丁酮的去除率很低,甲苯和丁酮依然随着废气排入大气中。因此,目前较为普遍的就是采用串联多级吸收塔,循环吸收,直到允许排放浓度才放空。

(二)活性炭吸附。使用活性炭吸附的原理是先将废气冷却,再以活性炭吸附。而后用低压蒸气将溶剂析出,再冷却成液体,重力分离或蒸馏精制。现多采用吸附饱和后直接送去燃烧的方式,因此,运行费用高,一般企业难以承受。

四、PU合成革DMF精馏回收系统恶臭污染因子分析

聚氨酯(PU)合成革就是将基布用PU溶液处理成合成革基布再经贴膜和压花而得的制品。PU合成革生产过程中使用了丁酮、二甲基甲酰胺(DMF)、甲缩醛等各种有机溶剂,对环境造成严重影响。随着环保要求的提高,各PU合成革厂家开始对有机溶剂进行了回收,最为普遍的方法就是采取多塔精馏与蒸汽吹脱联用回收DMF等有机溶剂,经济效益明显,但塔顶水仍然产生恶臭气味,并成为了制约该行业发展或生存的关键因素,然而对于塔顶水的成分分析,以及应该如何采取更加有效的治理方法彻底消除这些气味,目前的研究并不是很多。行业内普遍认为这些恶臭成分可能是DMF的分解产物二甲胺,而且也采取了相应的治理措施,但合成革企业附近的恶臭气味仍未被消除。本研究利用气质联用(GC-MS)方法对塔顶水浓缩液进行了分析,推测了其主要有机成分,分析恶臭污染源可能是二甲胺与三甲胺等,并进一步摸索了两种有机胺的气相色谱分析条件,为塔顶水的监测、治理提供提供基本的根据。

(一)实验方法

1、样品采集与处理方法

塔顶水浓缩液采自已经安装了三塔精馏装置的某PU合成革工厂现场储罐。采样量500 mL,采样期间,精馏正在运行,采样后立即用密封带回实验室,刚采集的样品温度大约40-50℃,一部分样品冷却到室温后用氯仿萃取,用于安捷伦色谱仪进行气质联用(GC-MS)分析;另一部分样品冷却后通过顶空进样或者直接进样进行GC分析,与标准溶液分析结果进行比较。

2、分析仪器型号与分析条件

塔顶水浓缩液样品GC-MS与GC分析条件:仪器型号为安捷伦6890/5793气质联用仪器;柱子类型:HP5MS,柱子规格:0.25mm×0.25μm×30m;检测器:FID;进样器温度:250℃;检测器温度:260℃;柱温:60℃-20℃/min-250℃;GC-MS分析分流比:30:1,GC分析分流比为80:1;在GC-MS的仪器上为了避免大量水样进人损坏质谱检测器,采取氯仿萃取方式进样。

(二)实验结果

为了总体了解塔顶水浓缩液的有机成分,找出造成恶臭环境的关键组分,我们用氯仿对水样进行萃取,然后用相同的条件在同一台仪器进样进行GC-MS与GC分析,分析的结果谱图如图l与图2所示。

图1塔顶水浓缩液质谱总图

图2塔顶水浓缩液气相色谱图

表1塔顶水组分GC-MS分析结果

注:MSR.T.*:质谱保留时间;GCR.T*.:色谱保留时间

有机物除了三甲胺以外,其它为均未被列为恶臭化合物。我们用同一个样品,在同等条件下做了GC分析(图2),除了总体保留时间相差0.3分钟、对应有机物出峰强度有差异以外,两个谱图结果非常相似,除了序号1(图1中的水在GC中不会出峰,两图虽然序号1出峰次序都排在第一位,但GC中的序号1成份不能断定),其它组份的出峰时间间隔几乎可以一一对应,归一法分析的结果也列在表1中。

从表1中发现萃取液的三甲胺含量达到了7.12%,这个结果与以往报道认为塔顶废水的恶臭物质主要是二甲胺结论不相符。我们进一步仔细观察图1,发现序号2与序号3之间峰位置略微凸起,推测可能三甲胺峰纯度不好,于是用软件提取三甲胺特征离子碎片(58,42)与二甲胺特征例子碎片(44,28),并做了局部分析图(图3)。从图3可以看出,在GC-MS的分析条件下,二甲胺与三甲胺的峰不能有效分离,同时也反应出在萃取液中,二甲胺的浓度比三甲胺低很多,这可能是因为二甲胺的极性更强,氯仿难于萃取出来的原因。从这些分析结果可以看出,废水中的有机污染物有20余种,恶臭主要是由二甲胺与三甲胺引起,如果要定量分析出废水中二甲胺与三甲胺的真实含量,必须对重新摸索色谱分析条件。

图3三甲胺质谱峰纯度分析图(三甲胺:58,42;二甲胺:44,28)

结束语

聚氨酯(PU)合成革在生产过程中会向环境中排放出大量的含有DMF废气,DMF毒性强。上述的研究工作表明,PU合成革DMF精馏回收系统塔顶废水成份较为复杂,其中含量最高的主要成分为三甲胺或二甲胺,根据文献报道,三甲胺嗅阈值比二甲胺低三个数量级,也就是说,三甲胺比二甲胺臭千倍以上,而且含量高,恶臭应该主要来源于三甲胺,因此,恶臭治理应该重点治理三甲胺,兼顾治理二甲胺。除治理恶臭外,还需综合考虑其它有机污染成份治理,才能使传统的PU工艺达到清洁生产目标。本文的工作为更好治理合成革废气提供了部分基础数据,课题组下一步将更加全面、深入的研究PU合成革DMF精馏回收系统塔顶废水各种样品,为彻底解决PU合成革恶臭问题提供理论依据与实践指导。

参考文献

[1]林华宝. 对PU合成革企业废气污染源管理与验收监测的几点认识与体会[J]. 化学工程与装备,2011,08:220-223.

[2]. 聚氨酯(PU)合成革助剂产业的现状及发展[J]. 国外塑料,2009,12:36-40.

[3]吴育立. 浅谈干法聚氨脂合成革废气的回收和治理[J]. 能源与环境,2007,05:113+115.

[4]杨建军,张建安,吴庆云,吴明元. 合成革用水性聚氨酯树脂的改性研究进展[J]. 精细化工,2013,03:241-247.

第9篇

关键词:氟;干法净化工艺;碱吸收法;水吸收法

中图分类号:TV2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(b)-0105-01

气态氟化物污染物主要来源化学、无机盐及冶金工业,氟化物具有很高的化学活性和生物活性,通常以化合物形态存在,烧结烟气中氟的主要存在形态为氟化氢(HF)和四氟化硅(SiF4)以及少量的含氟粉尘,氟化物属于作用于各种酶的原生质毒,对人类、动植物的毒害作用很强,大量的研究证明,微量氟及其化合物也会对人类和动物的机体造成极严重的后果。但同时氟作为重要的化工原料,广泛应用于生产生活当中,因此,加强对含氟烟气的净化、回收利用,具有深远意义。

1 气态氟化物(HF,SiF4)的有关性质

气态HF为无色、具有强烈的腐蚀性和毒性,有刺激性气味,常以双分子存在(H2F2)。相对密度1.27(34 ℃,空气)。沸点19.5 ℃。极易溶于水。水溶液氢氟酸是一种弱酸,但具有较强的腐蚀性。与水蒸气相遇形成酸雾而“冒白烟”。干燥的HF性质比较稳定,与大多数的元素及其氧化物均不发生反应,但在水的作用下,可以和碱性物质发生反应:四氟化硅是无色气体,极易溶于水,生成氟硅酸和硅胶;与氟化氢反应生成氟硅酸;与氨水等碱性物质反应,生成氟硅酸盐,析出硅胶。

2 含氟烟气的处理技术

通过分析性质发现,含HF和SiF4的废气很容易被水和碱性物质(石灰乳、烧碱、纯碱、氨水等)采用湿法净化工艺脱除。根据吸收剂不同又将湿法净化工艺分为水吸收法和碱吸收法。氟化物用水吸收,比较经济,吸收液易得,缺点是对设备有强烈的腐蚀作用;用碱性物质吸收,产物为盐类,可减轻对设备的腐蚀作用,还可获得副产物,回收氟资源。

净化含氟废气的另一个主要方法为干法吸附。废气中的氟化氢或四氟化硅被吸附下来,生成氟的化合物或仅仅吸附在吸附剂表面,吸附剂再生后循环使用。

2.1 含氟烟气的干法净化工艺

干法吸附工艺净化烟气就是利用固体吸附剂吸附某种气体物质而完成净化烟气的目的。通常采用碱性氧化物作吸附剂,利用其固体表面的物理或化学吸附作用,将烟气中的HF、SiF4、SO2等污染物吸附在固体表面,而后利用除尘技术使之从烟气中除去。

含氟烟气通过装填有固体吸附剂的吸附装置,使氟化氢与吸附剂发生反应,达到除氟的目的。

(1)烟气的性质对吸附的影响。

(2)Al2O3法净化电解铝生产过程中产生的含HF废气。

20世纪60年代,世界上开始大量使用Al2O3为电解铝生产过程中产生的含HF废气的吸附剂。国外采用的干法净化流程有:美国的A-398法;加拿大的阿尔肯法等。可以说,在铝工业中干法净化技术已经到了普及的程度。钢铁企业用干法净化处理含氟烟气,在我国也得到了一定应用,实践证明用Al2O3作吸附剂吸氟效率可达95%以上。

干法吸附工艺净化含氟烟气产生的氟化物可以回收利用,吸附剂价廉易得、工艺简单、操作方便、无需再生,净化效率高,一般在98%以上;干法净化不存在含氟废水,避免了设备出现结垢、腐蚀和二次污染问题;和其他方法相比,干法净化基建费用和运行费用都比较低,可适用于各种气候条件,特别是北方冬季,不存在保温防冻问题。

2.2 含氟废气的净化技术-碱吸收法

碱法除氟是采用含碱性物质的吸收液吸收烟气中氟化物并得到副产物冰晶石的方法。一般采用廉价的石灰做中和剂,此时石灰可能与烟气中的SO2反应而产生CaSO4 结垢问题;若烟气中不含SiF4,可用NH4OH、NaOH进行中和而得到相应的NH4F、NaF产品。

含氟烟气经二级吸收、除雾后排放,一级循环吸收液部分排出到中和澄清器,用碱性物质中和生成氟化物沉淀;中和澄清液返回循环使用,而泥浆排至废渣库或脱水后堆存。

最常用的碱性物质是Na2CO3,也可以采用石灰乳作吸收剂。碱法除氟具有除氟效率高、工艺成熟、技术可靠、存在的结垢问题较难解决等特点。

2.3 含氟废气的净化技术-水吸收法

水吸收法就是用水作吸收剂循环吸收烟气中的HF和SiF4,生成氢氟酸和氟硅酸,继而生产氟硅酸钠,回收氟资源。吸收液呈现酸性,待吸收液中含氟达到一定浓度后,将其排出加以回收利用或中和处理。

一般水吸收法除氟工艺采用二级或三级串联吸收工艺,吸收设备可选择文氏管、填料塔、旋流板塔等;二级或三级串联吸收工艺的除氟效率可分别达到95%和98%以上,若第三级采用碱性介质做吸收液,其除氟效率将达到99.9%。

含氟烟气经三级吸收、除雾后排放,一级吸收液部分排出,用于回收氟化盐产品或用石灰中和排放,吸收液逐级向前补充,在三级循环池中补入新水。

该工艺吸收液中含氟浓度高,可用于回收生产Na3AlF6、Na2SiF6、MgF2、AlF3、NaF等多种氟盐,为氟资源的回收利用创造条件。

烧结烟气中含氟量低且粉尘较多时,一般先经旋风除尘、降温后,再进行吸收。图为预除尘脱氟流程。烧结烟气温度高达300℃~400℃,经除尘后降至250 ℃,喷射吸收塔后,脱氟率可达90%以上。

水吸收法除氟工艺具有除氟效率高、操作弹性大、吸收液(水)和中和剂(石灰)价廉易得,不存在设备、管道因结垢堵塞或磨损等问题,吸收液经中和处理或回收氟盐产品后含氟浓度很低,废水对环境的影响较小;但仍存在设备腐蚀、中和渣量大、存在废渣的二次污染等特点。

3 氟资源回收

工业氟污染的控制手段很多,从生产原料开始降氟和氟资源的综合利用是解决和控制氟污染的最根本途径;从生产原料开始降氟,可以减少进入生产过程的氟,是实现清洁生产的基础;实现资源的综合利用,比如:生产市售氟硅酸、生产氟硅酸钠、生产冰晶石,可以避免污染物由气态转化为液态而排入水体,或转化为固态物堆存于环境中,而最终解决了氟污染的问题。

参考文献

第10篇

关键词:港口污染,治理,保护环境

中图分类号:TL372文献标识码: A

引言

南港工业区位于天津市东南部,紧邻渤海湾,距离天津市区45公里,距离天津港20公里。南港工业区是天津“双城、双港”空间发展战略的重要组成部分。南港工业区定位于以世界级重化工业为核心的具有持续竞争力的工业区域,重点发展石油化工、冶金钢铁、重型装备制造、港口物流四大主导功能。南港工业区现已入驻企业有中石油、中石化、壳牌和南港奥德菲尔仓储物流公司等大型企业,大部分为重化工企业。南港是一个货运港口,目前进出港货物主要是砂石料和钢材等建筑材料,规划未来进出港货物主要是大量石油化工原材料和产品。作为一个为重化工工业区服务的港口,南港不可避免的将面对环境污染问题。

一、港口污染类别

港口污染可分为大气污染、水污染和噪声污染三大类。

1.1港口大气污染源众多,可划分为船舶航行运输过程产生的大气污染物排放和港区码头作业产生的大气污染物排放两大类。船舶航行运输过程产生的大气污染物排放主要包括船舶柴油机及其它动力装置燃煤、燃油产生的废气和烟尘排放,锅炉产生大量粉尘颗粒。有毒有害污染物主要包括NOx、HC、COx、SOx和烟尘等。港区码头作业产生的大气污染物排放主要包括散货装卸运输过程产生的粉尘、码头作业机械和港区集运车辆的柴油机燃油产生的废气排放、散装化学品装卸过程、储罐、管道化学品泄漏或挥发产生VOCs(挥发性有机化合物)等排放。

1.2水污染由船舶排放的含油污水、含毒压舱水和洗舱水、生活污水以及船舶溢油漏油等几部分组成。各种含油污水进入海水中将抑制浮游植物的光和作用,破坏海洋食物链,并造成海水缺氧,使海生物死亡。油污中所含毒稠环芳香烃和有毒重金属可通过生物富集和食物链传递危害人体健康。

1.3噪声污染问题有两个方面。第一个方面是当船舶在靠近码头和进入船坞时,由柴油机驱动的辅助发动机产生。在靠近码头时,辅助发动机所产生的噪声可以达到80~120分贝。第二个方面是码头作业机械产生的噪声。包括土方工程阶段使用的推土机、挖掘机、装载机、运输车辆;基础施工阶段使用的打桩机、空压机;结构施工阶段使用的混凝土搅拌机、振动棒等,噪声可达100~135分贝。

二、防治措施

2.1大气污染防治

面对各种大气环境问题,各国主要大型港口陆续开展港口污染现状及治理对策研究,通过测算建立港口大气污染物排放清单,从清单出发制定污染控制对策,不同的污染物采用不同的防治方法。例如为了减少柴油机燃油产生的废气排放要求港口附近航行和停靠的船舶使用的低硫燃油;为了减少港区粉尘,建立各种抑尘和除尘系统。

2.1.1燃油废气防治

船舶使用的燃料油的含硫量是车用柴油的100~3500倍。因此,远洋船单位燃料的二氧化硫和颗粒物排放量远远超过道路车辆。作为控制船舶废气排放的主要措施,将船用燃料油转换成低硫燃油是目前许多港口的选择。美国加州和欧盟都执行了严格的泊岸时换用燃油的规定,强制远洋船停靠码头时使用的燃油含硫量不超过1000ppm(0.1%)。目前,全球共建立了4个排放控制区,规定所有远洋船在排放控制区内都要使用含硫量低于10000ppm(1%)的燃油。而这一限值将于2015年1月降低至1000ppm(0.1%)。在我国,香港是首个执行严格的本地船用低硫油标准(500ppm,或0.05%含硫量)的城市,并将率先强制要求远洋船入港时使用低硫燃料油。而作为首个对新《大气污染防治行动计划》进行响应的省市,深圳市政府2013年9月了《深圳大气环境质量提升计划》。计划显示,深圳市将力争在珠三角水域率先创建硫排放控制区,要求远洋船舶在进入近岸24海里范围内及停泊期间,使用含硫量低于0.1%的低硫燃料,并制定低硫燃油补贴政策。

2.1.2粉尘防治

目前国内外港口采用的主要粉尘防治措施不下数十种,基本可归纳为湿法、干法、干湿结合和其它机械物理方法等4种形式。从具体形式上分析, 主要是设置各类风障, 降低作业区的风速; 洒水增湿, 增加粉尘颗粒间的粘滞性和颗粒重量; 起尘部位密封、半密封或者降低装卸作业落差高度来消除或缓解外界起尘因素。综观各类粉尘防治技术, 可分为抑尘和除尘两大类。国内外对于煤炭粉尘的污染, 基本上都倾向于以防为主, 以除为辅,力求从根本上抑制其尘源的产生和扩散。

1)抑尘方法

抑尘方法主要有喷洒水、建设防风网、使用抑尘剂以及密封运输储存等方法。

喷洒水除尘方法通过增加煤表面含水率来抑制起尘, 是湿法除尘中最为经济的一种防尘手段, 具有除尘效率高, 操作简单, 适用面广等特点, 其它任何方法均很难取代其地位与作用。除了堆场, 喷洒水同样适合港区码头, 堆场道路、翻车机、螺旋卸车机、堆取料机、装船机、皮带机、坑道及抓斗等装卸作业点的除尘。

防风网是一种疏透( 多孔) 的障碍物, 在其背风面形成一个低风速区, 从而阻止煤粉尘的运动, 可以用于减少煤堆向空气中排放尘埃的数量。防风网防尘技术一直在各国港口备受关注, 在一些技术发达国家, 如日本、美国等, 该项技术应用广泛。美国环保总局将该国有关研究部门对防风网的相关工作进行了归纳, 提出了防风网的一系列设计参数。日本在开展煤粉尘的模拟研究时, 有针对性地提出并实施了露天煤堆场洒水抑尘和设置防风障减尘措施。我国防风网防尘技术的研究起步较晚, 但近年来, 我国一些大型煤炭港口,如上海港、秦皇岛港、黄骅港等, 相继进行了防风网防尘工程的研究应用。

图1 防风网防风示意图

图2 防风网捕捉粉尘示意图

图3 码头堆场防风网

抑尘剂是一种外硬壳形成剂, 属于非离子洗涤剂。它可以降低水的表面张力, 减少粉尘粒子聚合所需的水量, 从而改善水对粉尘的湿润作用。喷水时添加一定量的湿润剂, 用于煤、矿石等堆放物表面的固定, 可以增强抑尘效果。使用抑尘剂时, 用淡水稀释至需要浓度, 然后立即喷洒于物料堆表面。在水分蒸发后, 抑尘剂可形成一层防水不溶解的薄膜, 粘合物料堆的灰尘于其外皮。干燥外皮不受雾气影响并可长时间抵御雨淋, 从而起到良好的防尘效果。

采用密封运输储存方法能够从根本上抑制尘源的产生和扩散。在国外, 多采用封闭式卸煤输送系统。在抓斗、料斗卸料口、皮带输送机转接处及堆场采用喷射雾化的薄膜包围覆盖技术, 防止粉尘飞扬。在日本, 有的煤炭码头采用大型圆筒仓进行储存, 在有些地方甚至将煤稀释成浆状, 利用泵和矿道无尘输送。我国黄骅港三期和四期工程均采用筒仓的储煤方式。

图4煤筒仓

2)除尘方法

除尘方法主要有喷雾除尘和荷电水雾除尘两种方法。喷雾除尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾, 通过增加尘粒的重量, 达到除尘的目的。荷电水雾除尘技术20世纪40年代中期始于美国, 迄今, 日本、法国、英国、加拿大及前苏联等国家对此项技术均作过广泛而深入的试验研究。国外的研究表明, 荷电水雾除尘技术与常规喷雾除尘技术相比, 能使呼吸尘的浓度降低1/ 3~ 1/ 2以上。它的基本原理是: 工业过程中产生的绝大多数粉尘或多或少地带有电荷, 如果使水雾带上与粉尘极性相反的电荷就能够借助静电引力来提高水雾的捕尘效率。用荷电水雾除尘技术控制粉尘污染具有广阔的应用前景, 但在我国荷电水雾除尘技术还属于刚起步阶段。

2.2水污染防治

现阶段,我围大多数港口特别是油港都设有专门的油污水处理设施。港口含油污水处理场的处理程序般先采用重力沉降的方法除去水面大部分的浮油,然后以气浮或粗粒化装置进一步去除分散油和乳化油,最后以生物法或吸附法深度处理含油废水,使水质达到排放标准。对水面溢油的处理般采用机械回收法和化学处理法。具体步骤是首先用围油栏围油,再用浮油回收器抽汲或吸附浮油,在难以使用机械回收时,可以考虑向水中喷洒消油剂,但使用化学剂处理须经有关部门批准。

含油废水处理中的深度处理净化工艺有:活性炭吸附、生化处理、二级深床过滤、细滤、微滤、电渗析、反渗透等。近年来吸附法和膜法在含油废水深度处理方面都有不同程度的发展。吸附法常用吸附剂是活性炭,但价格偏高。高性能吸油树脂和膨润土是目前吸油材料方面的研究热点。膜法进行油水分离具有独特的优势,表现在分离不需要加入絮凝剂,不产生含油污泥;透过流量和水质不随废水中油份浓度而变化,处理效果平稳;膜组件简洁紧凑、易于自动化操作、维修方便,运转费用较低。早期应用的膜材料多为纤维素膜,高分子有机聚合物膜等,随着新材料的开发,出现了新型的陶瓷、多孔玻璃、氧化铝等无机膜材料和有机―无机膜材料。

2.3噪声污染防治

噪声污染主要从以下四个方面进行防治:1)加人声源治理力度选择低噪声施工机械,对声源进行控制是降低港口施工噪声的重要措施。近年来国内外不断推出低噪声新机电设备,所以港口建设施工选用设备时,应选用技术术先进、噪声最低(或较低),价格合理的设备,对于必须使用的高噪声设备,应采取加装消声器,厢声罩等措施,尽量降低其噪声强度。2)限定施工作业时间。港口建设施工中的炸礁,挖掘,混凝土搅拌,振捣作业耍依周围环境特点,科学安排施工进程,合理安排作业时间,避开居民夜间休息时段,从而减轻或避免施工噪声对周围居民生活的干扰。3)设置声屏障降噪。先期水上施工如炸礁,疏浚航道和港池时,可充分利用陆岸原有建筑物作为声屏障,陆岸建筑物拆迁后,应修建隔离墙,或在离居民区较近地段建临时库房,工棚等临时建筑以起到隔离缓冲作用对噪声敏感区域实施有效的屏障。4)车辆限定行驶。由于港口施工时运输量大,使用车辆多,时间长,为使运输噪声影响降至最小必须规划好运输路线。同时还要限定运输时间,运输车辆种类,车速。此外,可在必要地段道路两侧建声屏障。

第11篇

关键词:石油化工;建设项目;环境影响评价;特点;分析

中图分类号:TQ08文献标识码: A 文章编号:

石油化工建设项目工艺复杂多变,产污环节多,除常规污染物外,不同的项目还产生其特征污染物,对大气、水资源和土地等众多环境领域产生极大的负面影响,具有较高的环境风险,因此,在工程建设前,对石油化工建设项目进行环境影响评价研究,协调经济发展也环境保护之间的关系,从而使工程发挥出更好的经济效益和环境效益。

1石油化工建设项目的主要特点

石油化工流程复杂,涉及众多污染因素,环境风险较大,只有根据自身特点,全面并突出行业特点地开展环境影响评价工作,才能快速准确地获得有效数据,提出可行的污染控制和环境风险防范措施,得出科学的环境影响评价结论。

2石油化工环境影响评价的主要方法和重点内容

2.1工程分析

工程分析是建设项目环境影响评价的核心,石油化工的工程分析必须全面、翔实。分析时不仅要对工程涉及的主体、辅助、公用工程和环保设施等的规模、组成、物料来源与去向、过程消耗和损耗等进行逐一概括性描述,并以一图一表对应出来。同时对重点装置和特征污染源还要进行专门分析,以获取准确的污染源强。采用的主要方法是依靠各单元装置及其整个工程项目的物料平衡、燃料平衡、蒸汽平衡、水平衡和硫平衡,确定各单元过程污染物排放状况,并在此基础上采用工程类比、理论计算、实测等手段合理分析、判断、校核污染源强。最终对各单元污染物按不同的性质进行系统划分,完成汇总表。

2.2硫平衡分布及对SO2的控制技术分析

石油化工中的硫主要来源于原油以及煤、天然气等燃料。进料硫总量则是根据原油性质和加工量、燃料组成和消耗总量来计算确定。工程中硫的转化则相对复杂,主要分布在汽油、煤油、柴油、液化石油气、化工产品等产品及石油焦、硫磺、尾油等副产品中;锅炉烟气、加热窑炉烟气、催化裂化烟气、硫磺回收尾气、制氢装置净化污油风罐尾气等以SO2形式排放的废气中;废水、锅炉废渣以及生产无组织排放的含硫恶臭气体中。为保证硫平衡数据的准确,整个工程的硫平衡应建立在各单元装置硫平衡分析计算的基础上完成。

石油化工中SO2,的排放浓度达标和总量的最大程度降低应是目前环境影响评价的重点,为此,控制技术评价应侧重在以下几个方面:

(1)加热燃料烟气控制。石油化工中的加热燃料主要采用工程自产的低分压气体、瓦斯以及催化裂化甩油或油浆、焦化甩油和减压渣油等燃料油,不足部分采用外购天然气;选用流化床(CFB)锅炉或拥有自备电站的石油化工多采用自产的石油焦并加入质量分数20%~30%的煤或完全的煤作燃料。为满足SO2的排放浓度达标和总量控制要求,通常采用两类控制技术,其一是采用低硫加热燃料,如天然气、脱硫后的炼厂燃料气,控制硫质量分数在3×10-5以下;依靠加工工艺的优化生产低硫燃料油,如对催化原料加氢处理,降低催化裂化进料的硫含量,使燃料油硫质量分数控制在0.5%以下。其二是对燃料燃烧后的烟气进行脱硫处理,如以含硫量较高的粉煤为燃料的电站锅炉,需要对燃烧烟气采用湿法或半湿法脱硫;对燃烧含硫焦和粉煤的CFB锅炉,则需要视焦和煤质的构成单独采用石灰石炉内脱硫或石灰石炉内脱硫一燃烧烟气二次湿法或半湿法脱硫。

(2)工艺废气控制。石油化工有组织工艺废气排放源主要是催化裂化烟气、硫磺回收装置制硫尾气和制氢装置净化污油风罐尾气,其中前两者为SO2的重点排放源。催化裂化烟气中SO的量主要取决于催化烧焦中的硫含量。控制技术的评价重点是催化原料中的硫含量能否满足低硫烧焦的要求,是否选用了先进的催化原料加氢技术,以及在催化原料中硫含量较高的情况下,是否在过程中实施了烟气脱硫措施或加入了硫转移催化剂等以满足烟气的达标排放。基于硫磺装置制硫尾气不采用先进的回收技术将无法达标这样的事实,应重点对选用的尾气回收处理技术,如溶剂吸附法、SCOT法、超级克劳斯法、低温吸附技术、尾气溶剂吸收等工艺进行处理效果和稳定性的系统分析论证。

(3)产品及副产的硫最终转移分析。应重点评述石油化工生产的产品或副产,如外供燃料油、液化汽、石油焦等的最终去向,是否存在硫的二次污染和硫污染转移等问题。

2.3“三废”污染物的处理技术分析

“三废”污染物处理技术是保证石油化工污染物达标排放和实施污染物总量控制的关键环节。环境影响评价应针对工程污染源强及其所采用的污染物控制措施,从技术的适用性、稳定处理效果的保证性方面进行可行性分析,并加以补充完善,具体落实工艺流程、选取参数和给出实施后的效果,列出工程配套的污染防治措施一览表和投资额。

(1)废水处理技术分析。对石油化工废水处理技术应重点评述以下几个方面:(a)废水的清污分流和污污分流原则的体现及合理划分,如按照高浓度含盐废水、含油废水、含硫废水、低浓度清净排水、生活污水等,或以利于废水回用和污污分治为目的的高、低浓度废水分类体系。(b)生产过程中的中水是否得到最大程度的回用,如含硫废水或气体净化水是否已作为电脱盐注水、常减压和催化裂化等装置的富气洗涤用水;延迟焦化装置洗涤水是否得到闭路循环使用;重点装置的间接加热的蒸汽凝结水得到多大比例的回收;低浓度清净排水是否用于锅炉除灰或循环水系统。(C)废水预处理及终端处理工艺、装置能力是否选择合适,达标排放或深度处理回用的可靠性是否得到保证。此外,针对石油化工的工艺调整、开停工等非正常工况下的废水是否有妥善的处理措施等。在对废水源强及处理措施的综合分析的基础上,计算出加工吨油的废水排放量,并分析它是否达到目前先进性的要求和是否有进一步降低的可能性。

第12篇

关键词:丙酮;研究展;回收

中图分类号:TE08文献标识码: A

引言

丙酮是现在医药化工企业中一种常见的溶剂。它是一种无色液体,沸点较低,极易挥发,有特殊的辛辣味,能与水、乙醇、氯仿、N,N一二甲基甲酰胺、乙醚及大多数油类混溶。目前工业上常用的回收丙酮的方法是活性炭吸附法,但活性炭吸附工艺的操作稳定性较差,解吸过程不完全可能会引起活性炭着火,存在一定的安全隐患;而吸收法安全性和稳定性都比较好,是目前比较好的一种替代工艺。

一、吸附法

吸附法是回收工业废气中丙酮常采用的一种方法,其工艺成熟,有较高的效益。目前常见的吸附剂有活性炭、硅胶、离子交换树脂等。活性炭细孔结构密集、内表面积较大、吸收性能好、不易破碎、化学性质非常稳定等良好性能。按照结构不同,活性炭分纤维状和粒状。纤维状活性炭的孔径分布比较均匀,多是 2.3 nm 左右的微孔,其特点是孔径小,小孔指向向外,仍而使气体的扩散距离较短,吸附速度快;粒状活性炭除小孔外,还有中孔(10~100 nm)和大孔(1.5~5 μm),气孔分布均匀,废气扩散方向由外向内,扩散距离长,吸附速度慢,因此最适用于有机废气净化。丙酮回收采用的活性炭孔径主要集中在 1 nm 左右,微孔容积在0.40~0.50 cm3/g。美国 EPA 指出,活性炭吸附是去除丙酮气“可采用的最好技术”。目前在国内伴有丙酮和空气的混合气的化工生产工艺中,常用的回收方法是用活性炭吸附丙酮空气混合气中的丙酮气,达到饱和后再用蒸汽行解吸得到稀丙酮溶液,然后再行蒸馏提纯得到可重新用于生产的高纯度丙酮。

活性炭吸附工艺主要包括变压吸附工艺(PSA)、变温吸附工艺(TSA)和变温变压吸附工艺(TPSA)三种。变压吸附工艺是一种主要通过改变压力使吸附剂在吸附床上行净化和分离的工艺,在加压条件下完成吸附过程,减压条件下完成脱附过程。德国 Bayer 公司采用 D47/4 活性炭变压吸附分离丙酮和空气的混合气,回收率达到 95%以上。王晓刚等人对脱附过程床层中的丙酮浓度分布行了实验和模拟研究,证明了真空脱附对丙酮的脱附有很好的效果。变温吸附工艺是一种通过改变温度使吸附剂在吸附床上行净化和分离的工艺,在低温条件下完成吸附,在高温条件下完成解吸。变温吸附又可以分为固定床吸附、移动床吸附和流化床吸附。Waël Yazbek 等人通过建立温度梯度模型研究流化床质量、能量传递机制,证明了丙酮和空气的混合气的吸附―解吸过程在活性炭流化床上实现的可行性

二、吸收法

吸收法通过选择挥发性较低的溶剂为吸收剂,利用丙酮在溶剂中的溶解度来实现。目前吸收法回收丙酮的工艺一般都为连续工艺,其过程为:丙酮和空气的混合气从吸收塔底部进入塔内,吸收剂从吸收塔顶部进入,大量丙酮被吸收剂吸收,在塔内完成气液传质,得到塔底液为吸收富液,从吸收塔底部流出,再将吸收液送入解吸塔进行精馏,在塔顶得到纯度较高的丙酮。由于吸收单元需要大量吸收剂,解吸单元精馏后得到大量的纯度较高的吸收剂,因此可将这部分液体循环利用,用解吸工艺的塔釜液做吸收工艺的吸收剂,只需补充少量的新鲜吸收剂即可。这样,既能节约吸收剂,又可以通过换热网络将塔釜液中的热量加热吸收富液,回收釜残液的余热,降低吸收剂的温度,节约能耗。吸收法的工艺流程图如图1所示。

图1吸收法工艺流程图

由于吸收过程能耗较低,后续的解吸是耗能的主要部分,因此提高吸收液的浓度、提高解吸塔的分离效率是目前吸收法研究的主要方向。RobertoNasserd等提出将吸收法中的筛板塔更换为规整填料塔,大大的提高了吸收效率。李秋元等提出将吸收了丙酮的吸收液先进行间歇闪蒸,将其浓缩后再精馏解吸使丙酮能够回收再利用。高前进用吸收法对烟用二醋酸纤维素丝束生产过程中产生的丙酮和空气的混合气进行了数学模拟。马杰发明的从真空系统排出的挥发混合气中回收丙酮的方法,将真空系统排放的丙酮和空气的混合气通过两次气液分离、换热吸收和丙酮回收后,回收后的气体可以直接排放,吸收液达到一定浓度后,通过解吸塔解吸得到丙酮,这种工艺极大地提高了吸收液的浓度,降低了后续解吸的能耗,节约了回收成本。动力波洗涤器是目前一种比较新颖的高效湿法洗涤设备。因为技术安全性等因素,国外很少有关于动力波洗涤的基础理论研究信息,主要是一些关于工业应用情况的介绍。近年来,我国已经在动力波洗涤器吸收效率等领域取得了一定的进步,动力波洗涤器逐渐被应用到回收工业废气中。王飞扬等将动力波洗涤器应用到回收废气中的丙酮,其净化效率比喷淋塔、填料塔等传统的洗涤设备更高。

吸收法流程简单,工艺比较稳定,净化效率较高,吸收过程中不需要消耗蒸气,能耗较活性炭吸附法低,是目前一种比较理想的丙酮回收工艺。

三、冷凝法

处理丙酮和空气的混合气的原理是利用丙酮气不同的蒸汽压,通过压力和温度的调节使丙酮过饱和仍而发生凝结作用,使丙酮空气的混合气得到很高程度的净化,丙酮也得到回收,但通常情况下在室温条件下的冷却水满足不了混合气较高的净化要求。英国 APV 公司开发出的一种对丙酮和空气的混合气回收处理的冷冻法,效果甚佳。该法采用低温冷冻技术的溶剂回收塔并融合不少已申请专利的新技术。通过塔内装有的一系列盘管,逐步对丙酮和空气混合气行冷却,并用塔顶的热交换盘管对出口气体行加热。贮槽内的回收溶剂经泵打通过热交换盘管冷却后仍底部成雾状喷出以达到有利的自由冷却。盘管上面的低温管在上,高温管在下的巧妙布置,显著地降低了冷冻负荷。冯岩岩等人整理设计出一台有自动控制系统的管壳式换热器的样机。姚秀林发明了一种新型丙酮回收冷凝系统,使丙酮和空气的混合气直接冷却分离。冷凝法有时需要辅以压缩过程来提高其回收率。

通常,净化要求愈高,需要的冷公用工程的量就越高,所需冷却的温度越低,甚至增大压力来提高净化率,这样就大大增加了处理的难度和费用。

四、燃烧法

燃烧法也称为热破坏法,也是目前比较常用的一种处理有机废气的方法。燃烧法主要分为直接火焰燃烧法和催化燃烧法。它利用直接氧化和催化氧化分解破坏废气中的有机分子,使其生成低毒或无毒的物质,从而实现挥发性有机物直接排放的目的。直接燃烧法使丙酮和空气的混合气在气流中直接燃烧,由于该法需要较高的热量才能维持该体系继续氧化所需的温度来保证燃烧过程持续进行,因此比较适合丙酮浓度较高的废气的处理。由于在多数情况下有机物浓度较低,且焚化炉的设计依赖于挥发性有机溶剂的组成,需要进一步处理。这些因素限制了它的应用,催化燃烧能够克服它的某些局限而成为一种很好的选择。催化燃烧法是借助催化剂在较低燃烧温度下进行的无火焰燃烧,将丙酮氧化为二氧化碳和水的方法,它比直接燃烧法需要更低的温度和更少的停留时间。燃烧法净化效率高,设备构造简单,使用范围广。但是催化燃烧时,催化剂成本高,易造成催化剂中毒;经济效益小,易造成二次污染。

五、膜分离法

膜分离法的是依据丙酮气和空气透过膜的能力不同,利用膜的选择性和膜微孔的毛细管冷凝作用将废气中的丙酮气富集分离的方法,是近年来开发出来的新技术。E.Marki等人通过采用吸收-渗透汽化方法回收丙酮,得到了较高的回收效率。仍现在研究展来看,无机多孔膜较适合回收空气中的丙酮。然而,我国膜分离法的相关研究刚刚起步,相关研究然停留在实验室研究阶段,离实现工业化应用还有一段距离,因而大力发展膜分离法、提高分离效率对我国有机废气回收处理技术的发展具有重要的战略意义。

结束语

随着经济的高速发展,化工医药企业排放的丙酮尾气量日益增长,经济有效的处理好尾气的排放才能够实现经济效益和环境效益的双赢。要选择一种合适的处理方法,必须综合的考虑尾气的浓度、生产情况、净化要求和经济性等因素。在工业上除了需要改现有工艺外,还应该采用多种方法的集成技术,例如冷凝―吸附法,冷凝―吸收法,膜分离-变压吸附法,燃烧法―吸附法等。因此,根据实际情况集成不同的分离技术、降低生产成本、实现达标排放,将是我们今后研究的主要方向。

参考文献

[1]唐琳.吸附及变压吸附分离回收丙酮蒸气的数学模拟[D].湖南大学,2007.