化工廢氣的治理和管控

化工廢氣的治理和管控

（實(shí)用講座）

2021/6/2711.化工廢氣的特點(diǎn)及來(lái)源2.減少?gòu)U氣排放管控方案-針對(duì)無(wú)組織排放3.化工廢氣常用治理技術(shù)-針對(duì)有組織排放4.精細(xì)化工企業(yè)典型工藝廢氣處理實(shí)踐主要內(nèi)容2021/6/272化工廢氣化工廢氣是指在化工生產(chǎn)中由化工廠排出的有毒有害的氣體?；U氣往往含有污染物種類很多，物理和化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，毒性也不盡相同，嚴(yán)重污染環(huán)境和影響人體健康。不同化工生產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)生的化工廢氣成分差別很大。如氯堿行業(yè)產(chǎn)生的廢氣中主要含有氯氣、氯化氫、氯乙烯、汞、乙炔等，氮肥行業(yè)產(chǎn)生的廢氣中主要含有氮氧化物、尿素粉塵、一氧化碳、氨氣、二氧化硫、甲烷等。2021/6/273種類繁多，組成復(fù)雜，具有一定的危害性，具體體現(xiàn)在：1、易燃、易爆氣體較多。如低沸點(diǎn)的酮、醛、易聚合的不飽和烴等，大量易燃、易爆氣體如不采取適當(dāng)措施，容易引起火災(zāi)、爆炸事故，危害極大。2、排放物大多都有刺激性或腐蝕性。如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氟化氫等氣體都有刺激性或腐蝕性，尤其以二氧化硫排放量最大，二氧化硫氣體直接損害人體健康，腐蝕金屬、建筑物和雕塑的表面，還易氧化成硫酸鹽降落到地面，污染土壤、森林、河流、湖泊。3、廢氣中浮游粒子種類多、危害大?；どa(chǎn)排除的浮游粒子包括粉塵、煙氣、酸霧等，種類繁多，對(duì)環(huán)境的危害較大。特別當(dāng)浮游粒子與有害氣體同時(shí)存在時(shí)能產(chǎn)生協(xié)同作用，對(duì)人的危害更為嚴(yán)重。化工廢氣的特點(diǎn)2021/6/274局部地區(qū)污染區(qū)域大氣污染廣域大氣污染全球大氣污染化工排放廢氣是造成大氣污染的重要原因之一！大氣污染通常是指由于人類活動(dòng)和自然過(guò)程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象?；づ欧艔U氣是造成大氣污染的重要原因之一！特別是在化工園區(qū)周邊環(huán)境，局部地區(qū)污染主要來(lái)自于工業(yè)排放廢氣！2021/6/275生產(chǎn)工藝過(guò)程中反應(yīng)或副反應(yīng)生成的廢氣。生產(chǎn)過(guò)程中原料儲(chǔ)存、輸送作業(yè)中散發(fā)的有污染物的氣體。生產(chǎn)過(guò)程中物料的“跑、冒、滴、漏”。開停車或操作失誤，指揮不當(dāng)，管理不善造成廢氣的排放。排放的氣體在光或與作用下反應(yīng)產(chǎn)生有害氣體。化工廢氣的來(lái)源有組織排放無(wú)組織排放排放方式是指通過(guò)排氣導(dǎo)流系統(tǒng),將大氣污染物向高出最近建筑物的高空排放的一種排放方式。是指不經(jīng)過(guò)排氣筒的無(wú)規(guī)則排放，為不受控排放。2021/6/276揮發(fā)性原料儲(chǔ)存的儲(chǔ)罐區(qū)：儲(chǔ)罐進(jìn)料出料以及熱脹冷縮產(chǎn)生的大小呼吸；車間生產(chǎn)內(nèi)的物料轉(zhuǎn)移：開放性操作轉(zhuǎn)移，低沸點(diǎn)物料或溶劑的揮發(fā)；生產(chǎn)操作單元工序

：反應(yīng)過(guò)程，過(guò)濾/離心蒸餾/濃縮烘干等；公用工程：真空泵排氣，鍋爐煙氣；機(jī)械設(shè)備/管道泄漏：密封性檢查打壓試密；污水處理/廢渣堆放：生物降解產(chǎn)生的臭味，廢渣散發(fā)的廢氣；生產(chǎn)管控：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏導(dǎo)致的廢氣散發(fā)化工生產(chǎn)過(guò)程常見廢氣產(chǎn)生源2021/6/277化工企業(yè)減少?gòu)U氣排放管控方案①②③2021/6/2782.減少?gòu)U氣排放管控方案

——針對(duì)無(wú)組織排放2021/6/2791.通過(guò)限制排放條件實(shí)現(xiàn)(1)控制溫差：主要方法有將罐主體置于地下、罐頂裝設(shè)噴淋冷卻水系統(tǒng)、地上罐體外壁涂白色防曬涂料；(2)罐型設(shè)計(jì):盡量采用浮頂罐裝置，可降低呼吸損耗排放；(3)設(shè)置呼吸擋板、呼吸閥、液下管、壁流管等減少物料揮發(fā)；(4)制訂合理的收發(fā)方案，減少有機(jī)液體的輸轉(zhuǎn)作業(yè)，盡量保持儲(chǔ)罐裝滿2.增設(shè)回收系統(tǒng)(1)集氣罐法(2)冷凝回收法(3)壓縮回收法(4)噴淋回收法貯罐區(qū)的氣味管控方案2021/6/27101.產(chǎn)生無(wú)組織廢氣的工序：在離心、烘干、反應(yīng)釜等廢氣排放較頻繁的設(shè)備上方設(shè)置集風(fēng)裝置，將廢氣進(jìn)行收集，經(jīng)冷凝、液體吸收、吸附、燃燒催化轉(zhuǎn)化等化學(xué)或物理方法處理后，有排氣筒排放，濃度較低時(shí)可直接經(jīng)排氣筒排放；2.被液體物料污染的地面：采用石灰、黃沙等，將污染物徹底清除，必要時(shí)將地面切塊修補(bǔ)3.車間內(nèi)物料的轉(zhuǎn)移：在裝料和卸料時(shí)采用管道輸送，氣相管和液相管分別與料桶相連，輸液時(shí)形成閉路循環(huán)4.設(shè)備、管道裝置：加強(qiáng)檢查頻次，及時(shí)更換零件，定期進(jìn)行LDAR檢測(cè)生產(chǎn)車間氣味管控方案2021/6/2711精細(xì)化工車間尾氣管控措施操作項(xiàng)尾氣控制方案車間整體尾氣設(shè)施離心機(jī)間一套，車間反應(yīng)釜及接收罐一套，泵房一套，共三套單獨(dú)的尾氣吸收吸附塔，泵房區(qū)域還有一套單獨(dú)的空間排風(fēng)，車間各區(qū)域有空間送排風(fēng)200L桶進(jìn)出料氮?dú)鈮海簤毫瞎苊荛]轉(zhuǎn)移磁力泵、隔膜泵轉(zhuǎn)移：適用于長(zhǎng)距離管線，氮?dú)獗Ｗo(hù)下做好局部引風(fēng)放料：氮?dú)獗Ｗo(hù)下做好局部引風(fēng)蠕動(dòng)泵：氮?dú)獗Ｗo(hù)下做好局部引風(fēng)物料轉(zhuǎn)移母液：直接進(jìn)入母液罐，并有固定管道轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜，由相應(yīng)的氮?dú)獗Ｗo(hù)及尾氣吸收萃取：固定管線，反應(yīng)釜采取真空加壓方式轉(zhuǎn)移或泵轉(zhuǎn)移，全密閉有機(jī)相轉(zhuǎn)移：固定管線，泵轉(zhuǎn)移，全密閉取樣涉及敏感化學(xué)品的采取取樣箱操作，配尾氣吸收固體料投料無(wú)機(jī)鹽采取加料漏斗，中間體使用全封閉加料箱壓濾使用反應(yīng)釜或噸罐進(jìn)行接收，盡量避免使用200L桶接收，做好氮?dú)獗Ｗo(hù)及引風(fēng)掏罐的過(guò)程中壓濾罐帶真空，掏料口帶局部引風(fēng)離心離心機(jī)打壓確保無(wú)滲漏，局部引風(fēng)及接收罐引風(fēng)良好，離心過(guò)程無(wú)氣味溢出出料過(guò)程下卸料可以保證密閉操作，上卸料出料前目前沒(méi)有十分有效的方法完全避免氣味擴(kuò)散，但都是獨(dú)立操作間，保證空間排風(fēng)，需要做好相應(yīng)的人員防護(hù)濃縮有獨(dú)立的堿吸收吸附裝置和獨(dú)立尾氣，確保拽走的尾氣經(jīng)活性炭吸附排放至室外雙錐、烘箱雙錐目前在投料及卸料方面尾氣控制依靠空間排風(fēng)，人員做好相應(yīng)的勞動(dòng)防護(hù)，烘箱只烘干含水物料，目前還沒(méi)有啟用2021/6/2712離心工藝尾氣收集治理舉例上卸料離心機(jī)，采取固定管路轉(zhuǎn)移，密閉放料，獨(dú)立引風(fēng)、固定母液轉(zhuǎn)移管線下卸料離心機(jī)，采取固定管路轉(zhuǎn)移，密閉放料下卸料離心機(jī)獨(dú)立尾氣下卸料離心機(jī)母液罐尾氣2021/6/2713工藝轉(zhuǎn)料過(guò)程減少?gòu)U氣排放措施舉例隔膜泵轉(zhuǎn)移，固定管線磁力泵轉(zhuǎn)移、固定管線壓濾罐固定管路密閉放料，獨(dú)立真空大規(guī)模溶劑投料采取固定管線，桶裝溶劑不上樓2021/6/2714投料/放料過(guò)程尾氣控制措施舉例桶裝物料氮?dú)鈮毫喜僮鞣盅b物料放桶操作取樣箱，局部引風(fēng)無(wú)機(jī)鹽加料漏斗2021/6/2715真空泵尾氣及車間氣體收集處理措施真空泵尾氣全部固定走吸附塔尾氣室內(nèi)空間設(shè)置排風(fēng)管道及處理設(shè)施2021/6/2716管理措施 1.保持場(chǎng)所的清潔衛(wèi)生 2.氣溫較高季節(jié)，增加廢水處理頻次，減少?gòu)U水在收集池中停留時(shí)間 3.對(duì)污泥和廢渣要及時(shí)清運(yùn)，送有處置資質(zhì)的單位處理減少人為造成的污染-氣味泄漏 1.加強(qiáng)宣傳教育，增加安全知識(shí)和化工操作知識(shí)的培訓(xùn)， 2.制定獎(jiǎng)懲措施，提高職工的責(zé)任心 3.制定氣味管控規(guī)程，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程 4.設(shè)備維護(hù)，降低現(xiàn)場(chǎng)的跑冒滴漏來(lái)源污水處理設(shè)施和廢渣堆放場(chǎng)的氣味管控方案2021/6/2717污水處理設(shè)施和廢渣堆放場(chǎng)的氣味管控方案污水站封閉加吸風(fēng)罩污水站封閉加蓋減少?gòu)U氣排放危廢暫存庫(kù)或料場(chǎng)密閉，抽風(fēng)處理污水處理設(shè)施和危廢庫(kù)/廢渣場(chǎng)氣味管控的技術(shù)措施2021/6/27183.化工廢氣常用治理技術(shù)

——針對(duì)有組織排放2021/6/2719吸收法：利用組分在吸收劑中溶解度不同（物理吸收）或與吸附劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)（化學(xué)吸附）吸附法：利用多孔性物質(zhì)表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，把某些組分吸留在固體表面上冷凝法：利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低溫度或提高系統(tǒng)壓力，是處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來(lái)的過(guò)程?；瘜W(xué)/氧化法：通過(guò)針對(duì)特征化學(xué)結(jié)構(gòu)廢氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)吸收，祛除氣味。3.1化工廢氣的常見治理技術(shù)介紹2021/6/2720

定義：采用適當(dāng)?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質(zhì)的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質(zhì)被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化的方法。

同時(shí)，根據(jù)吸收劑與被吸收氣體是否有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，吸收又可分為物理吸收法（無(wú)化學(xué)反應(yīng)）和化學(xué)吸收法（有化學(xué)反應(yīng)）。

吸收劑：在吸收過(guò)程中，用來(lái)吸收氣體中的有害物質(zhì)的液體

吸收質(zhì)——被吸收的組分

吸收液——吸收了吸收質(zhì)后的液體吸收劑的選擇——吸收容量大，即在單位體積的吸收劑中吸收有害氣體的數(shù)量要大；——飽和蒸氣壓低，以減少因揮發(fā)而引起的吸收劑的損耗；——選擇性高，即對(duì)有害氣體吸收能力強(qiáng)；——沸點(diǎn)要適宜，熱穩(wěn)定性高，粘度及腐蝕性要小，價(jià)廉易得3.2吸收法-12021/6/2721吸收操作——物理吸收和化學(xué)吸收?！谔幚硪詺饬看?、有害組分濃度低為特點(diǎn)的各種廢氣時(shí)，化學(xué)吸收的效果要比單純的物理吸收好得多，因此在用吸收法治理氣體污染時(shí)，多采用化學(xué)吸收法進(jìn)行?！话悴捎媚媪鞑僮?，被吸收的氣體由下向上流動(dòng)，吸收劑由上而下流動(dòng)，在氣、液逆流接觸中完成傳質(zhì)過(guò)程。3.2吸收法-2

吸收法優(yōu)缺點(diǎn)——優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等特點(diǎn)，已被廣泛用于有害氣體的治理，例如含SO2、H2S、HF和NOX等污染物的廢氣，均可用吸收法凈化?！秉c(diǎn)：吸收是將氣體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到了液相中，因此必須對(duì)吸收液進(jìn)行處理，否則容易引起二次污染。此外，低溫操作下吸收效果好，在處理高溫?zé)煔鈺r(shí)，必須對(duì)排氣進(jìn)行降溫處理，可以采取直接冷卻、間接冷卻、預(yù)置洗滌器等降溫手段。2021/6/2722

吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分濃縮于固體表面上，以達(dá)到分離的目的。吸附法在VOCs的處理過(guò)程中應(yīng)用極為廣泛，主要用于低濃度高通過(guò)量有機(jī)廢氣(如含碳?xì)浠衔飶U氣)的凈化。該方法去除率高，無(wú)二次污染，凈化效率高，操作方便，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；不足之處是由于吸附容量受限，不適于處理高濃度有機(jī)氣體，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其它雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易失效，同時(shí)吸附劑需要再生。3.3吸附法-12021/6/2723吸附法用于高濃度單一有機(jī)廢氣回收時(shí)，可以采用吸附-解析法回收揮發(fā)性有機(jī)物，同時(shí)實(shí)現(xiàn)活性炭床的再生。吸附法用于處理低濃度復(fù)雜有機(jī)廢氣時(shí)，通常在活性炭達(dá)到吸附飽和后，直接更換。吸附介質(zhì)通常為活性炭根據(jù)吸附介質(zhì)的性質(zhì)，

又可分為顆?；钚蕴浚屠w維活性炭。3.3吸附法-22021/6/2724冷凝回收就是將蒸汽從氣體中冷卻凝結(jié)成液體，從而回收蒸汽狀態(tài)的有害物質(zhì)。特別是用來(lái)回收質(zhì)量濃度在1000mg/m3以上的有機(jī)溶劑蒸汽。只有空氣中所含蒸氣濃度比較高時(shí)，冷凝回收才能比較有效。冷凝回收法的優(yōu)點(diǎn)：所需設(shè)備和操作條件比較簡(jiǎn)單，回收物質(zhì)比較純凈；冷凝回收法的缺點(diǎn)：凈化程度受溫度影響很大。常溫常壓下，凈化程度受到很大限制。冷凝回收僅適用于蒸氣濃度較高的情況下，因此，冷凝回收往往用做吸附、燃燒等凈化設(shè)施的前處理，以減輕這些復(fù)雜、昂貴的主要措施的負(fù)荷，或預(yù)先回收可以利用的物質(zhì)。冷凝回收還適用于處理含有大量水蒸氣的高溫廢氣，在這種情況下，由于大量水蒸氣的凝結(jié)，廢氣中有害組分可以部分溶解在冷凝液中，這樣不但可以減少氣體流量，對(duì)下一步的燃燒、吸附、袋濾或高煙囪排放等凈化措施也是十分有利的。例如，有的人造纖維廠對(duì)于紡絲工序散放的含有大量水蒸氣及CS2、H2S的廢氣，就是用大量冷卻水冷卻，有害組分冷凝稀釋于冷卻水中，尾氣再經(jīng)高煙囪排放。3.4冷凝法-12021/6/2725冷凝法回收方式直接冷凝冷卻劑與被冷凝物質(zhì)在換熱器內(nèi)直接接觸進(jìn)行冷凝的過(guò)程。只能用于冷卻劑混入被冷凝物質(zhì)后，并不影響被冷凝物質(zhì)質(zhì)量的情況下。間接冷凝流體與冷卻劑間的熱量傳遞是通過(guò)間壁進(jìn)行的，在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛。常用設(shè)備為冷凝器3.4冷凝法-22021/6/2726對(duì)于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，熱氧化法是最適合的處理技術(shù)和方法。氧化法的基本原理：VOC與O2發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2和H2O，氧化法通過(guò)兩種方法可確保氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行：

a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣達(dá)到反應(yīng)溫度;b)使用催化劑。如果溫度比較低，則氧化反應(yīng)可在催化劑表面進(jìn)行。有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法：a)催化氧化法。使用貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。為有效防止催化劑中毒后喪失催化活性，在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質(zhì)，比如Pb、Zn和Hg等。如果有機(jī)廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質(zhì)無(wú)法清除，則不可使用這種催化氧化法處理VOC;b)熱氧化法。熱氧化法當(dāng)前分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收方式，特別是蓄熱式焚燒（RTO）是目前主流的廢氣氧化處理方式。這三種方法均能催化法結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。3.5化學(xué)/氧化法2021/6/27274.精細(xì)化工企業(yè)典型工藝廢氣處理實(shí)踐2021/6/2728氯化/光氯化反應(yīng)工段，會(huì)產(chǎn)生含有一定量氯氣的氯化氫氣體，其中HCl為副產(chǎn)物，量大。氯氣為未來(lái)得及完全反應(yīng)從系統(tǒng)中逸出。含氯氣氯化氫尾氣吸收系統(tǒng)：采用石墨降膜吸收塔三級(jí)或四級(jí)水吸收和二級(jí)堿吸收。三級(jí)水吸收可對(duì)HCl氣體進(jìn)行吸收，并得到鹽酸。三級(jí)堿吸收可對(duì)Cl2進(jìn)行吸收副產(chǎn)次氯酸鈉。三級(jí)水吸收后，HCl吸收效率可達(dá)到95%以上，再經(jīng)堿吸收，HCl總吸收效率達(dá)到99.9%以上，Cl2總吸收效率達(dá)到99.9%以上。凈化后尾氣通過(guò)排氣筒（25m或以上）排放。4.1氯化/光氯化工藝廢氣治理四級(jí)降膜吸收氯化氫回收鹽酸工藝流程2021/6/2729氟化工工藝通常采用氟化氫（HF）作為氟化介質(zhì)氟化氫沸點(diǎn)19.54度，常壓下高于此溫度為氣態(tài)，低于此溫度為液態(tài)。反應(yīng)過(guò)程中過(guò)量的高濃度氟化氫氣體可以通過(guò)冷凝回收法回收氟化氫，作為原料套用。反應(yīng)過(guò)程中的低濃度的氟化氫氣體（通常還包含氯化氫，如氟氯交換氟化過(guò)程），可以通過(guò)多級(jí)水吸收+堿吸收方法處理。4.2氟化工藝廢氣治理2021/6/27304.3重氮化/硝化工藝氧化氮廢氣治理此方法適用全部硝化反應(yīng)，重氮化反應(yīng)。處置運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)吸收處置效率高，轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退Ｒ姷娜?jí)吸收連接方式，去除效率99%重氮化/硝化反應(yīng)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生氮氧化物廢氣，氮氧化物可以通過(guò)尿素還原法處置2021/6/2731純凈的硫化氫尾氣可以同3級(jí)液堿吸收法制備硫氫化鈉副產(chǎn)物含有其它氣體的硫化氫尾氣，如果用液堿吸收法，通常難以得到有商業(yè)用途的副產(chǎn)物。通常采