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焦化企业挥发性有机物产生及治理情况探讨

2022-03-08米玉辉孙慧霞

山西化工 2022年1期
关键词:焦化活性炭挥发性

米玉辉,孙慧霞

(1.山西晋环科源环境资源科技有限公司,山西 太原 030024 2.山西大河生态环境科学研究院有限公司,山西 太原 030012)

引言

焦化企业在生产中所产生的挥发性有机物,具有很强的污染性,而且,具有较强的化学性质,可以与空气中的含氮物质、碳氢化合物以及颗粒物产生化学反应,进而产生具有危害性的物质,导致大气环境或者人们身心健康产生危害。随着社会的发展,国家对于焦化企业挥发性有机物的处理监督力度不断加深,无论是政策的出台,还是法律法规的设定,都在不同程度上对此设定了相关的规定,那么,对其基本的处理现状,我们以下将做详细分析。

1 科学合理控源

从挥发性有机物的产生上分析,其主要是来源于化产回收的工序,即在针对相关物质处理上排出相关的废气。在对于挥发性有机物的治理上,控源措施是最为基本的方法之一,即焦化企业通过对相关的生产工艺进行科学化的升级,全面的提升焦化企业生产技术水平,加强对生产过程管控,从排放上降低挥发性有机物的产生数量,这样的源头式管控能够减少后续的治理问题的出现。

例如:在针对苯类、焦油类物质的处理与储存过程中,有一部分焦化企业通过采用一些内浮顶型储罐,从运用价值上分析,它不仅可以大大的降低液体的蒸汽空间,大幅的缩减挥发性有机物的蒸发效率,还可以减少火灾、爆炸等危险的发生,进而保证对挥发性排放物的储存质量。从其基本的运用特点上分析,其主要是减少液面上端的空气空间,最大限度的降低储存罐的腐蚀程度,进而提升储存罐的使用寿命。以莱钢焦化厂的技术运用为例,其所采用的技术就是在鼓冷凝区的澄清槽机头位置加按一个焦油渣回收装置,该装置具有很强的密闭性,借助于负压尾气捕集技术将机头尾气进行回收性净化,进而实现对相关污染物的有效处理,全面的降低大气环境的污染[1]。

2 全面实现排放末端处理

针对于焦化企业挥发性有机物的治理上,排放末端治理也是最为常见的方法之一。就目前多采用的末端处理方法具有多样性,既包含工艺较为简单的吸收法、吸附法、冷凝法和燃烧法,这些方法推广的成本较低,具有较强的普遍性,除此之外还包含一些较为专业化的光催化氧化法、低温等离子法、生物膜化法等[2],但是从技术的效率上分析,后者具有低效、长周期的特点,而且,其运用的成本也是相对较高,并不能实现全面的使用,目前很多技术依然停留在理论实验的阶段,这就导致挥发性有机物的治理成为很多焦化企业的难点处理问题。以下我们将针对这些常见的普遍使用的方法进行合理化分析,各种方法的占比,如图1 所示。以及处理优缺点如第276 页表1 所示。

表1 处理方式优缺点

图1 各种方法占比

2.1 吸收法

吸收法的运用,就是借助于一些溶剂与挥发性有机物相互反应,进而实现挥发性有机物中相关物质的分离,然后再将吸收的物质进行合理性的回收。从技术工艺上分析,吸收法对于溶剂的浓度和处理环境的压力以及相关的吸收剂具有较高的要求,一般情况下,所选取的吸收剂具有大溶解度、强选择性、蒸汽压低、无毒、稳定性,而且,成本相对较低,这样才能符合大部分焦化企业的正常需求[3]。

从目前所使用的吸收剂情况分析,水和焦化洗油是使用最多的,但是,从这两种溶剂的性质上分析,水仅仅是对氨气这类无极气体具有良好的吸收效果,但是,对于有机气体而言,效果却是一般。焦化洗油虽然说对于挥发性有机物的处理具有良好效果,但是在使用时基本上都是需要进行加热工艺的处理,这样也很难避免二次污染问题的发生。

2.2 吸附法

吸附法是焦化工业废气治理最为常用的方法,也是相对最为成熟的工艺方法。从其基本的特点上分析,具有高效性、低耗能、易操作等优点,正因为这些优点才成为被广大焦化企业青睐的对象。吸附法的运用也是借助于一些吸附剂进行,那么,最为常见的吸附剂主要包含颗粒活性炭、硅藻土、氧化铝、沸石和硅胶等,从吸附物的特点上分析,这些物质都有一定的孔状结构。从这些吸附剂的使用效果上分析,其中活性炭的吸附能力最强,一般是应用于苯系物、卤代烃的吸收,这些物质的取得也相对简单和低价。而且,活性炭通过氧化处理过后,还可以全面的提升活性炭的吸氮性,这样经过处理后的活性炭对氮化物的吸附量在0.27 mmol/g~0.88 mmol/g。吸附法对于焦化企业挥发性有机物的处理上更具有实用性价值意义,不仅可以节约焦化企业本身对于挥发性有机物的排放处理成本,更能全面的提升其本身的处理效果[4]。吸附法的操作流程,如图2 所示。

图2 吸附法操作流程

2.3 燃烧法

燃烧法的运用,其主要是将一些挥发性有机物在高温及空气充足的环境下进行燃烧性处理,将其基本的物质分解为二氧化碳和水,这样即使是排放到空气中,会产生严重的危害性。从基本的使用上分析,燃烧法更适用于一些有机废气的处理上,主要分为直接性燃烧、热理性燃烧和催化性燃烧。从废气的处理类型上分析,一般情况下,对于那些排放浓度高于5 000 mg/m3的高浓度废气,都是采用直接性燃烧法,这样那些被处理的挥发性有机物就成为一种可消耗性燃料,不仅可以实现回收利用,更能从很大程度上降低治理成本。从实际的处理效率上分析,这种方法的处理效率能够达到九成以上,可谓高效。

热力燃烧性处理,一般是针对于那些质量浓度在1 000 mg/m3~5 000 mg/m3的废气,其中挥发性有机物的含量浓度相对较低,其燃烧效果较差,这个过程中必须要借助于一些外在的助燃物质才能有效进行,这样才能最大限度的保证其对于挥发性有机物的处理效果,但是,热力燃烧性方法的运用过程中,往往会产生一些含有N、S 等气体或者二噁英等物质,如果处理后将气体直接排放,这样就不免会对环境造成一定程度的二次污染[5]。

除此之外,还有很多像光催化氧化法、等离子法相关的处理方法,介于技术、成本等多方面的因素考虑,这些方法普遍使用的可行性较低,而且,很多的技术依然处于理论性实验阶段,并不能成熟的投入使用,在此不做详细表述。

3 结语

焦化企业对于生产过程中出现的挥发性有机物的治理问题是社会发展中必须要面对的核心问题,从目前我国所使用的各种处理方法分析,不难得出其现在的处理方法都存在很多的问题,既包含处理设备的、处理工艺等方面的问题,还存在管理、资金等方面的问题,焦化企业要想得到更为全面的发展,必须要针对其社会发展的需求对其技术工艺进行全面化的创新,将传统技术与新兴工艺相结合,根据挥发性有机物本身的特点突破技术等方面的壁垒,实现处理效果的提升,这样才能实现焦化企业发展的长远性目标。

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