浅谈化工装置有机废气治理新技术探究

浅谈化工装置有机废气治理新技术探究

刘东1曹玉祖1

天津渤化永利化工股份有限公司  天津 滨海新区   300452

摘要：随着对可持续生活方式和环境保护意识的不断增强，化工产业——作为一个环境污染严重的领域——其废气处理问题已引起业界内外的普遍重视。化工行业持续革新废气管理策略，积极采用先进的治理技术，确实提高了有机废气的处理效能。然而，当前的废气治理工作仍面临不少挑战，亟待解决。因此，文章重点就化工装置有机废气治理新技术展开分析。

关键词：化工装置；有机废气；治理新技术

化学工业在国家经济体系中占有举足轻重的地位，它源源不断地供应各种化学制品和素材，然而，这一过程中同样衍生出大量包含苯、甲苯、二甲苯、醛类、酮类、醇类、酸类和酯类等有机挥发物。这些有害气体对生态环境及人类健康构成重大威胁，可能导致恶臭污染、火灾、爆炸、中毒等突发事件，甚至增加患癌风险。据官方数据，中国化学工业每年排放的有机废气超过2000万吨，占比全国工业有机废气总量的40%以上。因此，解决化工行业的有机废气问题不仅是行业自身持续发展的关键任务，也是其履行社会责任的直接表现。

1化工行业有机废气治理的难点

1.1治理方法较为单一

当前，化学工程领域的有机废气管理主要依赖物理手段、化学手段、生物技术和热分解技术等手段。每种方式都有其独特优势及局限性，共性问题包括处理效能不高、运营费用昂贵、副产品繁多以及重度的二次污染。比如，物理方法虽能有效回收废气中的有益组分，但却会生成大量浓缩废气，若不妥善处理，将导致新的环境问题。这些传统方法往往难以全方位满足化工行业废气治理的多元化和定制化需求，也无法应对治理过程中的动态性和复杂性挑战。因此，有必要研发并推广更多创新技术，以提高有机废气治理在化工行业的效果和效率。

1.2废气处理设施不完善

当前，化学工业在有机废气处理设施的构建和运营监管方面尚存若干缺陷，表现为设施规模有限、设备配置失衡、运行状态波动、保养滞后、监控精度不足以及信息公开度不高。这些弊端使得化工行业的有机废气治理设施无法充分实现其效能和目标，同时也无法确保废气治理的质量和安全性。强化这一领域的设施建设与运营管理至关重要，以提升化工行业有机废气治理的整体水平和效能。

1.3废气治理意识不强

当前，化学工业领域内的企业和员工在有机废气处理方面的认知有待提升，主要体现在以下几个层面：（1）一些化工公司对废气管理的重要性和紧迫性理解不够，他们将废气治理视为经济负担而非法定职责，甚至存在个别企业为降低成本而擅自排放、泄漏或超标排放废气，规避环保监管和处罚的行为。（2）一部分化工企业对废气处理的技术手段和策略了解不足，缺乏专业的废气治理知识和技能，无法挑选和实施适宜的废气处理措施，或者盲目模仿他人，忽视自身条件和需求，这往往导致废气处理效果不佳，有时反而加剧了环境问题。（3）某些化工企业在废气治理上的投入和支持力度不够，缺乏必要的资金和人力资源来建设及运营废气治理设施，或者疏于对这些设施的维护和管理，使得治理设备功能退化或损坏，直接影响了废气治理的成效和标准。

2化工行业有机废气治理的新技术应用

2.1建立标准化废气治理流程

为了优化化工行业的有机废气管理，一套完整的废气处理流程构建至关重要，涵盖了废气的各个环节：初始捕获、输送、预处理、深化处理、排放以及监控。每个阶段都需要严格遵守相应的技术指南和操作准则，以确保整个过程的环保、可靠和高效。（1）在废气初始捕获阶段，关键在于精确的设计与配置，如安装合适的罩、罐、管道和风机，根据废气的特定来源、特性和质量，确保能有效且无遗漏地捕获废气，从而提升收集效率。（2）输送过程中，技术人员需精细规划管道、阀门和泵等设施，考虑废气的流量、压力和温度因素，确保其安全传输，防止堵塞和泄露，提高输送效率。（3）预处理阶段，针对废气的成分、浓度、湿度和杂质，技术人员需选用适宜的设备，如冷却器、除尘器、除湿器和除雾器，确保处理过程科学且无环境污染，提升废气处理的质量。（4）深度处理阶段，根据废气处理目标和标准，技术人员会选择并应用如吸收塔、吸附塔、膜分离器、催化燃烧器或生物滤池等设备，以防止废气排放超出规定标准，进一步提升处理效率。全程监控废气处理过程，确保其效果达标。

2.2膜分离法

膜分离技术基于其选择性渗透特性，用于从废气中去除有机污染物，展现其操作简便、能耗经济、效率出众且无额外污染的特点，尤其适合处理低浓度、大流量和易冷凝的有机气体。该技术的核心原理是让废气通过膜的一方，由于膜对不同气体成分的穿透性差异，有机污染物会在膜的另一侧积聚，进而实现废气的有效分离。关键在于选择适应废气成分和特性的膜，包括适宜的膜材质、结构、形态和厚度，以优化分离性能。膜分离法不仅可回收废气中的有用物质，促进资源再利用，还能降低有害废气排放，减轻环境影响。然而，值得注意的是，当化工企业的废气组成复杂多变时，膜分离技术可能仅能进行初步的过滤和挑选，若废气成分过于复杂，其工作效率和效果会明显减弱。因此，膜分离法的实际应用需根据具体需求进行调整。

2.3变压吸附分离法

变压吸附分离技术依赖于吸附剂的特殊选择性，能有效地从废气中捕获有机污染物，展现其操作简便、能耗经济、净化效率高且无后续污染的优势，尤其适合处理浓度高、流量小、不易冷凝的有机废气。在实际操作中，由于吸附剂对废气的不同组分具有差异性的吸附能力，因此能够使废气中的有害有机物被有效吸附，从而实现气体的分离过程。关键在于，选择适应废气成分和特性的吸附剂材料及形态，以确保最佳的吸附性能。例如，一家化工公司运用此技术治理废气，他们选择了分子筛作为吸附媒介，吸附剂呈球状，孔径为0.3nm，总重量1000kg，占用体积10m3，工作压力设定为0.8MPa，运行温度为室温，设计的吸附剂循环时间为10min，最终实现了95%的吸附效率。这种方法成功地吸附了有机污染物，确保了废气处理的有效性，同时也促进了有价值的物质回收再利用，降低了有害废气的排放。

2.4光催化氧化技术

光催化氧化技术是一种借助光催化剂的光活性，用于分解废气中有机污染物的环保工艺，以其操作简便、能耗经济、净化效率高及无额外污染著称。尤其适合处理那些浓度低、流量大、难以生物降解的有机废气。在光照条件下，光催化剂能生成光电子和空穴，这些电子和空穴能参与废气中有机物的氧化还原过程，从而促进废气的分解。然而，值得注意的是，此技术并不适用于所有类型的污染物，企业需依据自身废气特性来选择性地运用光催化氧化，以确保处理效果。因此，技术人员在实施过程中应谨慎选择光催化剂，需依据废气的成分和特性挑选适宜的催化剂材料和载体，以优化光催化性能。通过这种技术，废气中的有害有机物可被转化为无害或低毒的物质，如二氧化碳、水和氮气，进而实现废气的安全处置，并有助于减少废气排放，减轻其环境影响，实现减排目标。

综上所述，在化工产业的长期发展中，有机气体处理扮演着至关重要的角色。有效管理废气不仅为化工行业的持久进步构筑根基，也有助于提高行业发展的品质和生态保育的能力。因此，我们应积极推动废气处理的新技术应用，并进行周全的规划，以提升技术执行效率，确保有机废气治理达到理想效果。

参考文献

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