冶金化工废气高值资源化利用关键技术及应用

(整期优先)网络出版时间:2023-09-23
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冶金化工废气高值资源化利用关键技术及应用

邵兴良

华刚矿业股份有限公司   宁夏 银川 750000

摘要:在工业污染治理领域,需围绕国家重大战略,坚持创新和各类科研项目的有机结合,建立源头减排—过程控制—末端治理耦合治理技术思路,重点研究生产过程污染控制与资源化关键技术;通过各部门协同互通,从制度和技术入手,实现从数量导向型科研向质量导向型科研转变,突破工业污染治理领域“卡脖子”技术难题,促进行业转型升级,实现绿色循环低碳发展 ;坚持理论与实践相结合,加大推广应用力度,推动工业污染治理领域的可持续发展。

关键词:冶金化工;废气治理技术;应用  

我国冶金化工废气资源化应用于电石、磷化工、煤化工、钢铁冶金、有色冶金等多个行业,打破了国外相关技术垄断,填补了国内的技术空白,为我国冶金化工废气资源化利用做出了重要贡献。随着经济社会的发展,化工行业也在不断发展,在这一过程中会产生大量的 VOCs 废气,这种气体不仅会对生态环境造成威胁,还会直接对人的身体健康造成影响,对 VOCs 危害以及处理措施进行分析。

一、冶金化工废气高值资源化利用

我国黑色金属、有色金属、化工产品的产量在全球产量中的占比高达 50%、40%、36%,产能规模居世界首位。冶金化工产业在高速发展的同时,也带来了严重的环境污染,其废气排放量占全国工业废气排放总量的 34%,固废产生量占工业固废总产量的 64%。冶金化工产业存在废气排放特征复杂、净化成本高,产生的固废组分复杂、资源化利用困难等问题,长期缺乏经济可行的治理技术,研发冶金化工废气及固废高值资源化利用技术是产业技术升级的关键。经过 20 年产学研用联合攻关,突破了冶金化工矿物加工领域废气及固废高值资源化利用关键技术,包括火法矿物加工过程中,矿热炉气全量收集、低热值废气高值化利用、粉尘与挥发性气溶胶深度脱除、矿热炉气深度净化及变换制合成气技术 ;湿法矿物加工过程中,含硫固废高效分解、冶炼烟气多污染物矿浆法脱除技术。攻克了火法矿物加工矿热炉气全量收集、炉气中粉尘与矿物蒸汽高效分离、气态污染物深度净化、矿热炉气制备化工原料气等技术瓶颈 ;解决了湿法矿物加工过程中废气、固废综合治理及有价资源循环利用技术难题,创建了工业废气减量化、产品化、资源循环利用技术体系。

二、冶金及化工行业废气治理与资源化应用

近年来,随着化工企业的不断发展,VOCs 废气已经是环境治理的一项重要内容,相关部门也相继颁发了关于为 VOCs废气治理的法律法规,比如排放标准,技术新闻法规等等,逐步完善法律体系,与此同时,也在不断的加大 VOCs 治理力度。化工企业也要不断提高自身的能动性,积极响应国家节能减排的号召,采取有效的措施控制挥发性有机物质污染排放。随着环境污染的加重,我国大部分企业提高了对 VOCs 在其处理的重视,有效推进 VOCs废气处理进度,为后来会发现有机污染物质的处理工作提供依据。

1、低温等离子处理技术。所谓的低温等离子态,集合了大量的中性离子和正负带电离子,也是除了液态固态气态之外的第四种物质形态,是以一种集体方式存在的准中性气体。低温等离子技术就是利用大量的高能电子以及自由基等活性粒子,以很高的频率反复轰击异味气体分子,从而电离废气中的各种成分,经过一系列化学反应之后,可以将对人体有害的气体转化为无害。与其他的处理方法相比,这种技术的优点很多,比如占用空间小,操作性极强,以及装置简单等,为这一题容易形成小分子化合物,并且对二氧化碳的选择性不高,会造成二次污染,你在实际处理的过程中,如果应用方法不当,就需要进一步改善低温等离子体技术。

2、生物技术。近年来,随着科学技术的不断进步,生物技术作为处理VOCs 有机废气的一项新型技术,它的基本原理是利用一些以VOCs 为养料的微生物的新陈代谢功能降解废气,然后转化成二氧化碳和水等物质。与其他的处理技术相比,生物技术有很多的优势,比如投资小,运行费用较低,绿色环保设备简单,并且不会造成二次污染,有着良好的处理,低浓度有机废气的作用。近年来,随着该项技术的不断进展,各种生物菌种除了被广泛的应用于有害气体,除臭领域,也被广泛的应用于神泉等成分的净化中,其范围还在不断的扩大。因为生物技术法发展不完善,需要培养一定量的微生物,所以其责降解效率非常低,只适用于低浓度的废气处理,生物菌种对于有机物的选择性较高,普遍性较低。相关的工作人员为了保证在生产的过程中,不产生其他有害物质就需要对气态污染物进行液化处理。目前我国还没有一套完整的生物技术法来处理 VOCs气体。

3、微波催化氧化技术。微波催化氧化技术也是处理 VOCs 气体的有效技术。微波催化技术不仅结合了传统的空气净化技术解吸技术,还实现了从传统解吸织里向微波解吸治理的转变。治理 VOCs 有机废气时,使用微波催化氧化技术,可以明显地缩短废气吸附时间,提高工作效率,同时也可以降低成本消耗。微波催化氧化技术的优点是吸附能力很强,可以重复用 20 次以上经济使用,并且反复的使用不会影响即吸附的效果。从技术发展方面来讲,微波催化氧化处理技术和污水治理技术非常相似,将其与污水处理技术经验相结合,将会推动其更大的进步。

4、冷凝技术。绿林技术对周围环境的要求非常高,比如浓度高,温度低,以及其体量小,它不仅可以降低 VOCs 有机废气的有机负荷,还可以回收利用有机物。因为 VOCs有机废气不是在化工生产中直接产生的,而是产生于工业废渣,所以一般情况下,将工业废渣存到冷凝罐中做降温处理,低温可以使工业废渣凝结,从而使有机物自动分离,避免了 VOCs 有机废气的产生。冷凝技术的操作简单,相关的工作人员也更容易接受,这项技术也不会对周围的生态环境造成破坏,可以更好的保护生态环境,积极响应国家的号召,把我国建设成为一个富强,美丽,和谐的家园。

5、纳米材料净化技术。纳米材料是一种超细的材料,具有很强的吸附能力,表面活性强。纳米材料在光照的条件下,可以将有机物转化为二氧化碳,有机酸以及水等,是废气处理反应过程中非常好的催化剂,还可以提高废气分解的反应速度,使得原本不能降解的物质进行分解。因为这项技术在 VOCs 有机废气处理方面有很强的优势,所以经常被用于室内环境空气净化领域。

6、膜分离技术与膜基吸收净化技术。膜分离技术用到的原理是在给定压力下,利用高分子膜的特性对有机废气进行处理,将有机物和 VOCs 有机废气分离开来。因为膜的选择作用,但没有血延时进入分离系统之后,可以使 VOCs 气体通过,将其余气体截留,将处理过后达标的气体排放出去。不管是化工制药还是食品加工领域分类技术都得到了广泛的应用。通过膜分离技术分离出来的有机溶剂利用价值非常高,可以降低企业的生产成本。相关援救人员在膜分离技术基础上进行优化,研究出了膜基吸收净化。与膜分离技术相比,该项技术的选择性较强,有两种纤维膜存在其中,引种是对 VOCss 有机废气进行吸收,另外一种是可以对吸收剂进行操作,吸附其中的有机物,因为吸收剂对 VOCs气体具有很高的溶解性,因此保证了磨机的吸收净化效果。

综上所述,随着我国经济社会的不断发展,环境问题也越来越严峻,急需采取有效措施进行解决。对冶金及化工行业废气资源化利用和发展具有较强的辐射带动作用,加速提升创新能力的步伐,促进大气污染治理与防控水平的提升,推动相关产业升级和新兴产业的发展。尤其是化工行业,有机废气排放方面,更需要进行解决。所以化工企业的相关工作人员需要引进发达国家的先进技术,加大对 VOCs 废气处理技术的研究,科学合理的应用 VOCs 废气处理技术,积极推动化工企业对VOCs气体的科学有效处理。

参考文献

[1]康田菊 .化工企业挥发性有机物排放及治理效果 [J].城市建设理论研究 (电子版 ),2018(34):148-149.

[2]周明华,洪纪康. 有机废气处理技术研究进展 [J]. 能源工程,2018(05):55-61.