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VOC废气处理技术作为石化行业之中的一个行业 迫

来源:未知    作者: admin; 发布日期:2019-12-20 11:32

VOC废气处理技术作为石化行业之中的一个行业 迫切需要全面加强治理 
 
近年来,我国在节能减排方面取得了巨大成就。二氧化硫、氮氧化物、烟尘等主要大气污染物排放量大幅减少。但在改善环境空气质量方面,减排效果尚未得到充分体现,石化行业VOC排放仍在增加。为进一步改善环境空气质量,迫切需要全面加强对VOC污染的防治。化工行业是VOC废气处理的重点行业之一。要从工业生产各方面全面防治VOC废气污染,有针对性地应用先进处理技术,减少VOC废气排放,从源头之上减少雾霾前兆,有效改善空气质量,提高人民生活幸福水平。光绿编制了石化行业VOC废气处理技术。让我们一起学习。
 
高浓度废气处理工艺
1)洗涤方法
◆原理:
 
将气体引入含有喷淋系统的洗涤塔。气体通过填料床均匀分布,与洗涤液充分接触。利用气体之中污染物的溶解度或化学性质,通过化学反应吸收或去除气体之中的污染物,达到净化气体的目的。此外,洗涤塔还具有冷却、除尘、除油等功能。通常的方法是逆流洗涤。常用洗涤剂有清水、蔬菜溶液、硫酸溶液、氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液等。其中,水洗和植物洗涤利用污染物的溶解性,一些植物洗涤组也参与化学反应;硫酸洗涤,氢氧化钠洗涤和次氯酸钠洗涤使用污染物的化学性质。
 
◆特点:
(1)反应快,洗涤剂与气体接触时间一般不超过12秒;
(2)适用性强,常与其他处理工艺相结合,是一种有效的预处理设施;
(3)垂直结构通用,节省占地面积;
(4)操作简单,除定期更换洗涤剂之外,基本上是无人操作(洗涤剂更换还可以/通过增加添加支持PLC的自动控制系统来实现无人操作);(5)工艺灵活,如果气体性质发生变化,则可继续更换洗涤剂使用;(6)施工成本低。
 
◆使用条件:
适用性强,可起到除尘、除油、降温、除臭等作用,常作为其他工艺的预处理设施。
 
◆在石化行业的应用:
清洗方法在石化行业的具体应用形式是洗油塔。洗油塔是乙烯装置热回收区的关键设备。其功能是将裂解炉之内的裂解气之中的重油和轻油组分浓缩,实现最大的热回收。其原理是将来自裂解炉的裂解气和淬火油水逆流冷却,使裂解气之中的重油和轻油组分冷凝。冷凝热介质与制冷剂可以直接或间接接触进行热交换。
 
2) 催化燃烧法
VOC废气处理技术在石化行业
废气经引风机送至净化单元换热器换热,再送至加热室。通过加热装置 位置将气体加热至催化反应温度,然后通过催化床之中的催化剂将有机气体分解为二氧化碳和热能。
 
(1) 当浓度较高时,能耗仅为风机功率,当浓度较低时,间歇补偿加热是自动的。
 
(2) 催化点火温度为300~500℃。
 
(1) 之中高浓度有机废气,最佳浓度为2500-3000mgM;
(2)主要用于烃类、苯、酮类、醚类、酯类、醇类和酚类。
 
催化燃烧法适用于高浓度有机废气的处理,其技术本身已经发展得相当成熟。但这种方法一次性投入和维护运行的成本相对较高,应用于处理大量废气会给企业带来较大的经济负担。另外,如果催化剂床层温度控制不好,也会有爆炸的危险。因此,在选用该技术的同时,应采取防爆安全措施。
 3)石化工业之中直接燃烧法
VOC废气处理技术 辅助燃料燃烧产生的热量用于将可燃和有害气体的温度升高至反应温度,从而产生氧化分解。
/能通过热燃烧法氧化和分解废气之中的污染物,在适当的温度之下提供足够的燃烧氧和一定的停留时间,有效地除臭并具有高的净化率。同时,设备主机工作稳定,无堵塞。
 
之中高浓度有机废气。如溶剂废气:苯、酮等
直接燃烧法对废气要求较高,应根据具体问题进行分析。
 4)再生催化净化(RCO)
FUM原理
有机废气净化技术结合低温催化氧化和蓄热技术。
 
◆特点
1)采用交替预热和蓄热技术,换热效率高,效率90%超过,节能效果显著;2)具有催化燃烧法的相同特点。
 
◆适用条件
 
适用于涂装线、干燥室等有机废气处理、化工、化学合成工艺(ABS合成)、石油炼制工艺等产生有机废气的场所,当气体之中含有硫、卤素等组分时,催化剂可以停用,这是不适用的。
 5)蓄热式热氧化(RTO)
 
左上:负载贵金属催化剂;左下:陶瓷再生器俯视图;左之上:蜂窝活性炭;左下:蜂窝陶瓷。
(一)结合高温氧化和蓄热技术的有机废气处理技术。
 
废气处理后应对燃烧室和蓄热床进行预热,预热之后将废气源接入设备。在支撑风机的作用之下,有机废气首先被预热之后的蓄热陶瓷体1换热,然后废气经升温之后进入加热区。加热区的废气再次升温。此时,废气温度达到约800℃,直接燃烧生成二氧化碳和水以释放和释放热能。处理之后的清洁气体通过蓄热陶瓷体2风扇排放口进行储存。当温度通过排风机入口的测温杆达到设定温度时,阀门由蓄热陶瓷体2切换至排气,再由蓄热陶瓷体1排出,依此类推。
 
(1) 采用交替预热和蓄热技术,换热效率高,换热效率90%超过,节能效果显著;
(2)采用燃烧机加热,可实现大、小功率运行的比例调节功能,具有预清洗、熄火保护、超温报警、燃油自动切断等功能;运行安全可靠、高效耐用
(3)采用微机自动控制、多点温度控制,实现多重保护动作,操作信息检索和监控信息反馈,使系统安全、稳定、可靠地运行;
(4)阀门采用气动传动机构,比电动传动机构灵敏、快捷;
(1)适用于之中、高浓度有机废气
(2)适用于生产线、印刷、化工合成(ABS合成)、炼油等有机废气产生场所的涂装。
 
之中低浓度废气处理工艺
1)光降解法
根据是否需要电极来激发臭氧的产生,将光降解法分为极紫外和非极紫外。首先介绍了极端紫外光降解的方法:
在波长范围为170nm-184.9nm(704kjmol-647kjmol)的高能紫外光作用之下,一方面空气之中的氧气被裂解,然后结合产生臭氧;另一方面臭气的化学键被破坏同时,生成自由的原子或基团,同时产生的臭氧参与反应过程,使臭气最终破裂并氧化生成简单稳定的化合物,如CO2、H2O、SO2、NO2等 (1)裂化反应时间非常短(<0.01s),氧化反应时间需要2~3s;(2)能破坏气味物质的某些化学键,从而改变其性质,达到除臭的目的。将所有有机物转化为无机物不需要大量的能量,节约能源;
(3)紫外光解净化长期稳定高效。灯具使用寿命12000-15000小时,箱体一般采用不锈钢材质,美观大方,使用寿命15年超过;
(4)当条件具备时,紫外线光解净化效率可达99.9%超过;
(5)占地面积小,操作灵活,可实现无人值守自动操作。
 
(1) 反应温度低于70℃,粉尘体积小于100mgm3,相对湿度小于99%;
(2)适用于中低浓度有机废气的处理,特别是在除臭方面,得到了广泛的好评。 
 
光降解法在处理烃类污染物(三苯基、非甲烷总烃等)之中具有较高的去除率,特别适用于处理之中低浓度石化工业废气,在石化工业之中有着广泛的应用。另外,紫外光解净化技术在处理特定环境和特殊工艺过程之中,能够产生良好的处理效果,并且能够净化绝大多数类型的废气,是其他技术不可替代的。
 
◆单极紫外:
单极紫外光解法采用与极性法不同的发光原理:利用微波发生器产生的高频电磁波激发内充气体产生紫外光。与普通紫外光相比,微波无极紫外光源由于电极氧化、损耗和密封等问题不会产生发黑,具有制作简单、价格低廉、能耗低、反射简单等优点。
 
然而,利用电能转换为微波时,无极紫外灯的最高转换率只有70%。这些微波不能全部作用于灯的激发。其中一些用于加热,使反应系统过热。严重时,无极灯不稳定,甚至暂时熄灭。冷却装置也带来一定的能量,导致微波无极灯的能量利用率不高。
 
2) 活性炭法活性炭是最常用的吸附剂之一,具有孔隙率高的特点。其孔径分布为:大
孔径>20000nm,过渡孔径150~20000nm,微孔半径<150nm。孔径越小,孔数越多,比表面积越大。比表面积大,表面吸附能强。表面吸附能在微孔之中吸附固定小分子(分子直径量级通常为10-10米)污染物,通过的气体为清洁气体。
 
此外,将活性炭颗粒大块放置,可以形成堆积效应,扩大比表面积,提高表面活性能。有时,一些粒径较大的液体或固体物质常混在气体之中,即雾或烟。这些物质的直径大于活性炭的孔径,所以当气体通过活性炭层时,会被活性炭堵塞。这是活性炭的过滤效果。
 
(1) 适用性强,几乎所有污染物都能通过活性炭吸附去除;
(2)设备简单,吸附过程不消耗其他能源,建设成本低;
(3)活性炭再生之后可重复利用。
 
(1) 空气干燥。活性炭具有很强的吸湿性。如果空气潮湿,活性炭很快就会失去作用。
 
(2) 颗粒浓度低。活性炭对颗粒或油有阻隔作用。当挡块增大一定量时,整个系统的风压会特别大,对电力设备的使用寿命影响很大。
 
(3) 污染物浓度低。如果污染物浓度高,活性炭就会饱和,失去吸附。频繁更换活性炭会产生较大的运行成本,而活性炭的再生又会消耗大量的能量,这也是运行成本不可分割的一部分。
 
在石化工业之中,有大量的废气。在这种情况之下,活性炭法不适合于这种废气的净化。因为碳置换成本相对较高,会给企业或业主造成经济负担。此外,在某些情况之下,石化废气的温度高于80℃,不适合应用活性炭吸附。因此,是否采用该方法处理石化行业的废气,应根据废气的具体性质进行分析和选择。
 
另外,活性炭对其它直链烷烃的吸附效果较差。对于低浓度、大气量的废气,通常采用活性炭吸附和催化燃烧相结合的方法。首先利用活性炭进行吸附浓缩,然后在再生过程之中利用有机物浓度较高的分解器进行催化燃烧,避免了大量的活性炭二次污染。
 
 
 
 
 
3) 活性炭吸附-蒸汽脱附-催化燃烧(voc-xc)
石油化工行业voc废气处理技术
根据吸附(高效)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,即吸附浓缩-催化燃烧法。
 
(1) 整个系统采用吸附浓缩和催化燃烧相结合的工艺,实现了净化和解吸过程的闭路循环。与回收式有机废气净化装置相比,无需准备压缩空气、蒸汽等附加能源。操作过程不产生二次污染,设备运行成本低,但一次性投资高。
 
(2) 在设计之中,解吸在活性炭达到94%饱和以前开始。阀门可以自动手动切换。活性炭的更换周期为3-5年。
 
(3) 炉之内正常温度为400℃,500℃报警,补充冷却风降温。当温度达到600℃时,关闭机器,并设计减压阀以确保安全。
 
适用于常温、大风量、低浓度、易挥发的有机废气,主要包括苯、酮、醛、醚、烷烃等有机溶剂及其混合物。浓度小于1000mgm3。
 
4) 净化回收方法
VOC石油化工废气处理技术
吸附工艺:废气经空气过滤器除去微小悬浮颗粒之后进入储罐,然后通过罐内填充的颗粒活性炭(或活性炭纤维)进入罐内进行吸附过滤,然后由之后风机排空(如果气体浓度较高,可采用多段吸附装置,确保气体达到排放标准)。
 
解吸过程:活性炭使用一段时间之后处于饱和状态。此时,活性炭需要再生。解吸再生采用加热分析法。从塔底喷入0.5MPa高温蒸汽,将活性炭之中的有机物剥离。汽提气经配套冷凝器冷却之后进入分离桶,分离回收有机溶剂。剩余液体进入曝气池,曝气之后排放(如需回收高精度溶剂,可在分离罐后设置一套蒸馏设备)。
 
(1) 有机溶剂回收不需要处理解吸气体,降低了建设成本和运行成本;
(2)有机溶剂回收,消除了资源浪费,回收了产品价值,抵消了部分运行成本;
(3)在线解吸,使活性炭得到回用降低了活性炭的替代成本。
 
(1) 适用于中低温有机气体;适用于需要回收挥发性有机溶剂的行业。
 
由于石油化工行业的大风量、中高浓度有机废气等特点,其回收方法被广泛应用于石油化工的各个领域。但如果回收方法不与活性炭吸附装置串联使用,处理效率不理想;如果与活性炭串联使用,将增加部分运行成本和碳置换成本。
 
5) 在生物过程之中采用了液体吸收和生物处理相结合的方法。废气首先被液体(吸收剂)选择性吸收形成混合污水,然后被微生物降解。具体步骤如下:首先,将人工选择的特殊微生物类群固定在填料之上。当污染气体在初始阶段通过填料表面时,能够从污染气体之中获得营养源的微生物群在适当的温度、湿度、pH值等条件之下迅速生长繁殖,在填料表面形成生物膜。当臭气通过时,会产生有机物,膜表面的水层被微生物吸收降解,净化再生水回用。
 
污染物去除的实质是废气被微生物作为营养物质吸收、代谢和利用。这一过程是微生物相互协调的过程,相对复杂。它由物理、化学、物理化学和生物化学反应组成。
 
生物净化方法可表示为:
污染物+O2→细胞代谢物+CO2+H2O
具体过程分为三步:
(1)废气与水接触并溶解;(2) 水溶液之中的污染物组分被微生物吸收和吸收,并从水中转移到微生物体内;(3)作为营养物进入微生物细胞的污染物组分是微生物,通过分解利用可以去除污染物。
 
(1) 无二次污染物产生,最终产品是良性的;
(2)全自动控制,全天候工作,只需巡视,运行稳定可靠,适应不同的运行条件;
(3)处理效率高,去除效果明显;
(4)运行成本低,微生物驯化末期需要添加一些营养物质,无需添加微生物膜和任何物质。
 
适用于溶解性好、污染物浓度低、生物降解性好的气体。广泛应用于污水处理厂、垃圾填埋场、污泥处理厂等场合,效果得到认可。
 
采用专门培养驯化的微生物菌株处理含三苯基石油化工有机废气是可行的。微生物菌株对除“三苯基”之外的其它烃类也有一定的去除效果。此外,在生物膜填料塔停止运行前夕,应保持生物膜填料处于湿润状态,以保持微生物菌株的活性。当循环液流量过低或无流量时,应停止废气进入填料塔,防止生物膜干燥失效。

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