石油化工行业VOCs废气处理工艺有哪些

石油化工行业VOCs废气处理工艺有哪些

 

石油化工厂在生产进程中会发生很多的挥发性有机物（VOCs）,怎么对这一废气进行处理现已开展成为重要的研究课题。本文简略介绍目前我***石油化工行业VOCs处理技能进行简略剖析讨论。

 

　　一、高浓度废气处理工艺

 

　　1.洗涤法

 

　　原理：将气体通入含喷淋体系的洗涤塔中，气体通过填料床的均匀散布，与洗涤液充沛触摸，运用气体中污染物的溶解性或化学性质，将气体中的污染物吸收或通过化学反应去除，然后到达气体净化的意图。除此之外，洗涤塔还有降温、除尘、除油的作用。一般选用的办法为逆流式洗涤。常用的洗涤剂包含清水、植物液、硫酸溶液、氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液等。其间清水洗涤和植物液洗涤是运用污染物的溶解性，植物液的一些基团也参加化学反应；硫酸溶液洗涤、氢氧化钠溶液洗涤和次氯酸钠洗涤则是运用了污染物的化学性质。

 

　　***点：

 

　　（1）反应快速，洗涤剂与气体触摸的时刻一般不超越12秒；

 

　　（2）适用性强，常和其它处理工艺结合，是有用的预处理设备；

 

　　（3）常用立式结构，节省占地；

 

　　（4）操作简略，除了定时替换洗涤剂外根本为无人操作（洗涤剂替换也可通过增加配套PLC主动操控体系完成无人操作）；

 

　　（5）工艺活络，若气体性质发生变化，则通过替换洗涤剂即可持续运用；

 

　　（6）建造本钱低。

 

　　适用条件

 

　　适用性较强，可起到除尘、除油、降温、除臭的作用，常作为其它工艺的预处理设备。

 

　　运用于石化行业

 

　　洗涤法运用于石化行业的详细表现方法为油洗塔。油洗塔是乙烯设备热收回区的要害中心设备，其作用是将来自裂解炉的裂解气中的重油和轻油组分冷凝，并 的完成热量收回。原理为将来自裂解炉的裂解气和急冷油/水逆流触摸冷却，裂解气中的重油和轻油组分因而得以冷凝。冷凝的热媒和冷媒可选用直接或间触摸摸方法进行热交换。

 

　　2.催化燃烧法

 

　　原理：通过引风机将废气送入净化设备换热器换热，再送入到加热室，通过加热设备，使气体到达催化反应温度，再通过催化床内催化剂作用，使有机气体分化成二氧化碳和热能。

 

　　***点：

 

　　（1）高浓度时耗能仅为风机功率，浓度较低时主动间歇补偿加热；

 

　　（2）催化起燃温度为300~500℃。

 

　　适用条件：

 

　　（1）中、高浓度的有机废气，佳浓度2500-3000mg/m3；

 

　　（2）***要针对烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类。

 

　　运用于石化行业

 

　　催化燃烧法适用于处理高浓度的有机废气，并且技能自身现已开展的恰当老练。可是该办法一次性投入和维护运转费用都比较贵重，因而运用于***气量废气的处理会给企业带来较***的经济负担。别的假如催化剂床层温度操控欠***，还会有爆破的风险。因而在挑选运用该技能的一起要做***防爆安全措施。

 

　　3.直接燃烧法

 

　　原理：运用辅佐燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到反应温度，然后发生氧化分化。

 

　　***点：

 

　　运用热力法燃烧办法氧化分化废气中的污染物，在恰当的温度下，供给足够的燃烧氧气和必定驻留时刻，高效除臭，高净化率。一起该设备主机作业安稳，不存在阻塞现象。

 

　　适用条件：

 

　　中高浓度有机废气。例如溶剂废气：苯类、酮类等。

 

　　运用于石化行业

 

　　直接燃烧法对废气的要求较高，因而仍是要依据详细问题详细剖析。

 

　　4.蓄热式催化净化（RCO）

 

　　原理：将低温催化氧化与蓄热技能相结合的一种有机废气净化技能。

 

　　***点：

 

　　（1）选用预热和蓄热替换切换技能，使之具有较高的换热功率，功率高达90%以上，节能功能显着；

 

　　（2）具有催化燃烧法相同的***点。

 

　　适用条件：

 

　　适用与涂装线及烘房有机废气处理，化学工业、化学组成工艺（ABS组成），石油炼化工艺等各种发生有机废气的场所。在气体中含有S、卤素等成分时可使催化剂失活，该状况下不适用。

 

　　5.蓄热式热力氧化（RTO）

 

　　原理：将高温氧化与蓄热技能相结合的一种有机废气处理技能。炉体在进行废气处理之前，先将燃烧室、蓄热床进行预热；预热结束后，将废气源接入设备。有机废气在配套风机作用下，***要经预热的蓄热陶瓷体1进行热交换，废气通过一次提温后进入加热区，在加热区废气得到***2次提温，此刻废气温度到达800℃左右废气直接燃烧，生成二氧化碳与水排出并开释热能；处理后的洁净气体再通过蓄热陶瓷体2进行蓄热由风机排出。经排风机进口测温棒进行温度检测后到达设定温度时，进行阀门切换由蓄热陶瓷体2进入废气、由蓄热陶瓷体1排出，如此循环往复。

 

　　***点：

 

　　（1）选用预热和蓄热替换切换技能，使之具有较高的换热功率，功率高达90%以上，节能功能显着；

 

　　（2）选用燃烧机供热，可完成***、小功率运转份额调理功能，并具有预打扫、歇火维护、超温报警及主动堵截燃料供给功能；运转安全、牢靠、高效、经用；

 

　　（3）选用微机主动操控、多点温控，完成多种维护动作、运转信息检索、监控信息反馈，使体系安全、安稳、牢靠地运转；

 

　　（4）阀门选用气动传动组织，与电动传动组织比较较阀门切换更活络、更敏捷；

 

　　适用条件

 

　　（1）适用于中高浓度的有机废气

 

　　（2）适用于涂装线、印刷、化学组成工艺（ABS组成）、石油炼化工艺各种发生有机废气的场所。

 

　　二、中低浓度废气处理工艺

 

　　1.光解法

 

　　光解法以是否需求电极来激起发生臭氧分为有极紫外和无极紫外两种，***要介绍有极紫外光解法。

 

　　原理：在波长规模170nm-184.9nm（704kJ/mol-647kJ/mol）高能紫外线的作用下，一方面空气中的氧气被裂解，然后组合发生臭氧；另一方面将恶臭气体的化学键开裂，使之构成游离态的原子或基团；一起发生的臭氧参加到反应进程中，使恶臭气体终被裂解、氧化生成简略的安稳的化合物，如CO2、H2O、SO2、NO2。

 

　　***点：

 

　　（1）裂解反应时刻极短（＜0.01s），氧化反应的时刻需2-3s；

 

　　（2）能够损坏恶臭物质部分化学键，然后改动其性质，到达除臭的意图，不需耗费很多能量将有机物悉数转化为无机物，节省动力；

 

　　（3）UV光解净化长时间安稳、高效。灯管运用寿命12000-15000小时，箱体一般为不锈钢原料，美观***方，运用寿命可达15年以上；

 

　　（4）条件满意的状况下，UV光解的净化功率 可到达99.9%以上；

 

　　（5）占地面积小，操作活络，可完成主动无人操作。

 

　　适用条件

 

　　（1）反应温度低于70℃，粉尘量低于100mg/m3，相对湿度低于99%；

 

　　（2）适用于中、低浓度有机气体废气处理，尤其在消除臭味方面得到广泛的***评。

 

　　运用于石化行业

 

　　光解法在处理烃类污染物（“三苯”、非甲烷总烃等）方面具有较高的去除率，***别适用于中低浓度石化行业废气处理，能广泛运用与石油化工范畴。别的，UV光解净化技能在处理某些***定的环境和***别工艺式，能有很***的处理作用，并能净化******多数品种的废气，是其他技能无法代替的。

 

　　无极紫外

 

　　无极紫外光解法所采纳的发光原理与有极法不同：运用微波发生器发生的高频电磁波激起等内填充气体发生紫外光。同一般紫外比较，微波无极紫外光源因为没有电极，不会发生因为电极氧化、损耗和密封问题引起的发黑现象，并且具有制作简略、价格低价、能耗小和反映其简略等长处。

 

　　可是，无极紫外灯在运用电能转化成微波时， 转化率只要70%，这些微波也不能悉数作用于灯的激起，一部分用于加热作用，使得反应体系过热，严峻时使无极灯不安稳，乃至呈现暂时平息的现象，冷却设备也带了一部分能量，这些都导致了微波无极灯能量运用率不高。

 

　　2.活性炭法

 

　　原理：活性炭是常用的吸附剂之一，它具有孔隙率高的***点，其孔径散布为：***孔半径＞20000nm，过渡孔半径150~20000nm，微孔半径＜150nm。孔径相对越小且孔数越多的活性炭，其比外表积就越***。巨***的比外表积就有强壮的外表吸附能。外表吸附能把小分子（分子直径数量级一般在10-10m）污染物捕捉并固定在微孔中，通过的气体即为洁净气体。

 

　　此外，活性炭颗粒散装放置可构成堆叠效应，使比外表积扩展，外表活功能增强。有时候，气体中往往掺杂一些粒径相对较***的液相或固相物质，即雾或烟。这些物质直径比活性炭微孔孔径***，因而气体在通过活性炭层时它们会被活性炭阻截，这边是活性炭的过滤作用。

 

　　***点：

 

　　（1）适用性强，简直一切污染物质都能用活性炭吸附法去除；

 

　　（2）设备简略，吸附进程不运用其它动力，建造费用低价；

 

　　（3）活性炭再生后可重复运用。

 

　　适用条件

 

　　（1）空气枯燥。活性炭具有很强的吸湿性，若空气湿润，活性炭很快会失掉作用；

 

　　（2）颗粒物浓度低。活性炭对颗粒物或油状物具有阻截作用，当阻截物增加到必定量后，整个体系的风压会***别***，对动力设备的运用寿命有很***影响；

 

　　（3）污染物浓度较低。污染物浓度高的话，活性炭很快吸附饱满，下降或失掉吸附作用。常常替换活性炭会发生较***的运转费用，活性炭再生又会耗费很多的动力，也是运转费用的组成部分。

 

　　运用于石化行业

 

　　石化行业废气遍及存在气量偏***的状况，在此状况下，活性炭法并不合适该类废气净化。因为相应发生的换炭本钱较高，从而会给企业或业主构成经济负担。别的，某些状况下石化废气的气温较高，高于80℃就不太合适运用活性炭吸附法。因而是否要选用此法处理石化行业废气还要依据详细废气性质来剖析和挑选。

 

　　此外，活性炭对其他直连的烷烃吸附作用较差。关于低浓度、***气量的废气，一般是将活性炭吸赞同催化燃烧结合起来运用。先选用活性炭进行吸附提浓，然后在再生进程将含有高浓度有机物的解析器进行催化燃烧，这样能够避免发生很多的活性炭二次污染物。

 

　　3.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧

 

　　原理:依据吸附（功率高）和催化燃烧（节能）两个根本原理规划的，即吸附浓缩—催化燃烧法。

 

　　***点:

 

　　（1）选用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺，整个体系完成了净化、脱附进程闭循环，与收回类有机废气净化设备比较，无需备压缩空气和蒸汽等附加动力，运转进程不发生二次污染，设备运转费用较低，可是一次性出资较高；

 

　　（2）规划时在活性炭到达94%饱满之前即开端脱附。可主动/手动切换阀门。活性炭替换周期3-5年；

 

　　（3）炉内正常温度400℃，500℃将报警，并通过补凉风进行降温，温度达600℃时停机，一起规划泄压阀确保安全。

 

　　适用条件

 

　　适用于常温、***风量、中低浓度，易挥发的有机废气，***要包含一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃及其混合类等。浓度小于1000mg/m3。

 

　　4.净化收回法

 

　　原理：吸附进程：废气经空气过滤器除掉细小悬浮颗粒后进入罐内，通过填装在罐内的颗粒状活性炭（或活性炭纤维）吸附过滤后再由后置风机排空（如气体的浓度较高时可选用多节吸附设备，确保气体合格排放）。

 

　　脱附进程：活性炭运用一段时刻后活性炭处于饱满状况，此刻需对活性炭进行再生处理，脱附再生选用加温解析法，将0.5MPa高温蒸汽自塔底喷入罐内将有机物从活性炭中剥离，剥离后的气体通过配套的冷凝器降温后进入别离桶，别离收回有机溶剂，残液进入曝气桶经曝气后排出（如需收回高精度溶剂，可在别离桶后置一套精馏设备）。

 

　　***点：

 

　　（1）有机溶剂收回，不需求对脱附气体进行处理，下降了建造本钱和运转本钱；

 

　　（2）有机溶剂收回，根***资源糟蹋，收回产品价值抵消部分运转费用；

 

　　（3）在线脱附，使活性炭能够重复运用，下降了活性炭替换费用。

 

　　适用条件

 

　　（1）适用于中低温度有机气体；

 

　　（2）适用需求收回挥发分有机溶剂的行业。

 

　　运用于石化行业

 

　　因为石化行业废气遍及具有***风量、含有中高浓度有机废气的***点，收回法广泛适用于石化行业各范畴。可是收回法假如不与活性炭吸附设备串联运用的话，处理功率并不抱负；而与活性炭串联，无形中又增加了一部分运转和换炭的费用。

 

　　5.生物法

 

　　原理：生物过滤工艺选用了液体吸收和生物处理的组合作用。废气***要被液体（吸收剂）有挑选地吸收构成混合污水，再通过微生物的作用将其间的污染物降解。详细进程是：先将人工挑选的***种微生物菌群固定于填料上，当污染气体通过填料外表初期，可从污染气体中取得养分源的那些微生物菌群，在适合的温度、湿度、pH值等条件下，将会得到快速成长、繁衍，并在填料外表构成生物膜，当臭气通过其间，有机物被生物膜外表的水层吸收后被微生物吸赞同降解，得到净化再生的水被重复运用。

 

　　污染物去除的本质是以废气作为养分物质被微生物吸收、代谢及运用。这一进程是微生物的彼此和谐的进程，比较复杂，它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。

 

　　生物净化法能够表达为：

 

　　污染物+O2→细胞代谢物+CO2+H2O

 

　　详细进程分为三步：

 

　　（1）废气同水触摸并溶解到水中；

 

　　（2）水溶液中的污染物成分被微生物吸附、吸收，从水中转移至微生物体内；

 

　　（3）进入微生物细胞的污染物成分作为养分物质为微生物所分化、运用，然后使污染物得以去除。

 

　　***点：

 

　　（1）不发生二次污染物，后的产品是***性的；

 

　　（2）全主动操控，全天候作业，只需巡视，运转安稳牢靠，习惯不同条件的运转状况；

 

　　（3）处理功率高、去除作用显着；

 

　　（4）运转费用低，前期微生物驯化期间需求增加些养分物质，微生物挂膜后无需增加任何物质。

 

　　适用条件：

 

　　适用于溶解性***，污染物浓度较低，可生化性较***的气体。在污水处理厂、废物填埋场、污泥处理场等场合运用较为广泛，且作用遭到认可。

 

　　运用于石化行业：

 

　　选用通过专门培育、驯化的微生物菌种处理含有“三苯”的石化有机废气是可行的。微生物菌种搭档对“三苯”之外的其他烃类物质也有必定的去除作用。别的，生物膜填料塔在中止运转期间，生物膜填料应该坚持湿润状况，以保持微生物菌种的活性。在循环液流量过低或无流量的状况下，应中止废气进入填料塔，避免生物膜的干化、失效。