化工废气的治理和管控

1、2020/7/2,1,化工废气的治理和管控 （实用讲座）,2020/7/2,2,1. 化工废气的特点及来源 2. 减少废气排放管控方案-针对无组织排放 3. 化工废气常用治理技术-针对有组织排放 4. 精细化工企业典型工艺废气处理实践,主要内容,2020/7/2,3,化工废气,化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体。 化工废气往往含有污染物种类很多，物理和化学性质复杂，毒性也不尽相同，严重污染环境和影响人体健康。 不同化工生产行业产生的化工废气成分差别很大。如氯碱行业产生的废气中主要含有氯气、氯化氢、氯乙烯、汞、乙炔等，氮肥行业产生的废气中主要含有氮氧化物、尿素粉尘、一氧化碳、氨

2、气、二氧化硫、甲烷等。,2020/7/2,4,种类繁多，组成复杂，具有一定的危害性，具体体现在： 1、易燃、易爆气体较多。如低沸点的酮、醛、易聚合的不饱和烃等，大量易燃、易爆气体如不采取适当措施，容易引起火灾、爆炸事故，危害极大。 2、排放物大多都有刺激性或腐蚀性。如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氟化氢等气体都有刺激性或腐蚀性，尤其以二氧化硫排放量最大，二氧化硫气体直接损害人体健康，腐蚀金属、建筑物和雕塑的表面，还易氧化成硫酸盐降落到地面，污染土壤、森林、河流、湖泊。 3、废气中浮游粒子种类多、危害大。化工生产排除的浮游粒子包括粉尘、烟气、酸雾等，种类繁多，对环境的危害较大。特别当浮游粒子与有害气

3、体同时存在时能产生协同作用，对人的危害更为严重。,化工废气的特点,2020/7/2,5,化工排放废气是造成大气污染的重要原因之一！,大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。,化工排放废气是造成大气污染的重要原因之一！ 特别是在化工园区周边环境，局部地区污染主要来自于工业排放废气！,2020/7/2,6,生产工艺过程中反应或副反应生成的废气。 生产过程中原料储存、输送作业中散发的有污染物的气体。 生产过程中物料的“跑、冒、滴、漏”。 开停车或操作失误，指挥不当，管理不善造成废气的排放。

4、 排放的气体在光或与作用下反应产生有害气体。,化工废气的来源,有组织排放,无组织排放,排放方式,是指通过排气导流系统,将大气污染物向高出最近建筑物的高空排放的一种排放方式。,是指不经过排气筒的无规则排放，为不受控排放。,2020/7/2,7,挥发性原料储存的储罐区：储罐进料出料以及热胀冷缩产生的大小呼吸； 车间生产内的物料转移：开放性操作转移，低沸点物料或溶剂的挥发； 生产操作单元工序 ：反应过程，过滤/离心 蒸馏/浓缩 烘干等； 公用工程：真空泵排气，锅炉烟气； 机械设备/管道泄漏：密封性检查 打压试密； 污水处理/废渣堆放：生物降解产生的臭味，废渣散发的废气； 生产管控：生产现场 跑冒滴漏

5、导致的废气散发,化工生产过程常见废气产生源,2020/7/2,8,化工企业减少废气排放管控方案,2020/7/2,9,2. 减少废气排放管控方案 针对无组织排放,2020/7/2,10,1.通过限制排放条件实现 (1) 控制温差：主要方法有将罐主体置于地下、罐顶装设喷淋冷却水系统、地上罐体外壁涂白色防晒涂料； (2) 罐型设计:尽量采用浮顶罐装置，可降低呼吸损耗排放； (3) 设置呼吸挡板、呼吸阀、液下管、壁流管等减少物料挥发； (4) 制订合理的收发方案，减少有机液体的输转作业，尽量保持储罐装满 2.增设回收系统 (1) 集气罐法 (2) 冷凝回收法 (3) 压缩回收法 (4) 喷淋回收法,

6、贮罐区的气味管控方案,2020/7/2,11,1. 产生无组织废气的工序：在离心、烘干、反应釜等废气排放较频繁的设备上方设置集风装置，将废气进行收集，经冷凝、液体吸收、吸附、燃烧催化转化等化学或物理方法处理后，有排气筒排放，浓度较低时可直接经排气筒排放； 2.被液体物料污染的地面：采用石灰、黄沙等，将污染物彻底清除，必要时将地面切块修补 3.车间内物料的转移：在装料和卸料时采用管道输送，气相管和液相管分别与料桶相连，输液时形成闭路循环 4.设备、管道装置：加强检查频次，及时更换零件，定期进行LDAR检测,生产车间气味管控方案,2020/7/2,12,精细化工车间尾气管控措施,2020/7/2,

7、13,离心工艺尾气收集治理举例,上卸料离心机，采取固定管路转移，密闭放料，独立引风、固定母液转移管线,下卸料离心机，采取固定管路转移，密闭放料,下卸料离心机独立尾气,下卸料离心机母液罐尾气,2020/7/2,14,工艺转料过程减少废气排放措施举例,隔膜泵转移，固定管线,磁力泵转移、固定管线,压滤罐固定管路密闭放料，独立真空,大规模溶剂投料采取固定管线，桶装溶剂不上楼,2020/7/2,15,投料/放料过程尾气控制措施举例,桶装物料氮气压料操作,分装物料放桶操作,取样箱，局部引风,无机盐加料漏斗,2020/7/2,16,真空泵尾气及车间气体收集处理措施,真空泵尾气全部固定走吸附塔尾气,室内空间设

8、置排风管道及处理设施,2020/7/2,17,管理措施 1.保持场所的清洁卫生 2.气温较高季节，增加废水处理频次，减少废水在收集池中停留时间 3.对污泥和废渣要及时清运，送有处置资质的单位处理 减少人为造成的污染-气味泄漏 1.加强宣传教育，增加安全知识和化工操作知识的培训， 2.制定奖惩措施，提高职工的责任心 3.制定气味管控规程，严格执行操作规程 4.设备维护，降低现场的跑冒滴漏来源,污水处理设施和废渣堆放场的气味管控方案,2020/7/2,18,污水处理设施和废渣堆放场的气味管控方案,污水站封闭加吸风罩,污水站封闭加盖减少废气排放,危废暂存库或料场密闭，抽风处理,污水处理设施和危废库/

9、废渣场气味管控的技术措施,2020/7/2,19,3. 化工废气常用治理技术 针对有组织排放,2020/7/2,20,吸收法：利用组分在吸收剂中溶解度不同（物理吸收）或与吸附剂发生选择性化学反应（化学吸附） 吸附法：利用多孔性物质表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，把某些组分吸留在固体表面上 冷凝法：利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低温度或提高系统压力，是处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。 化学/氧化法：通过针对特征化学结构废气进行化学反应反应吸收，祛除气味。,3.1化工废气的常见治理技术介绍,2020/7/2,21,定义：采用适当的液体作为吸收剂，使含

10、有有害物质的废气与吸收剂接触， 废气中的有害物质被吸收于吸收剂中，使气体得到净化的方法。 同时，根据吸收剂与被吸收气体是否有化学反应发生，吸收又可分为物理吸收法（无化学反应）和化学吸收法（有化学反应）。 吸收剂：在吸收过程中，用来吸收气体中的有害物质的液体 吸收质被吸收的组分 吸收液吸收了吸收质后的液体 吸收剂的选择 吸收容量大，即在单位体积的吸收剂中吸收有害气体的数量要大； 饱和蒸气压低，以减少因挥发而引起的吸收剂的损耗； 选择性高，即对有害气体吸收能力强； 沸点要适宜，热稳定性高，粘度及腐蚀性要小，价廉易得,3.2吸收法-1,2020/7/2,22,吸收操作物理吸收和化学吸收。 在处理以气

11、量大、有害组分浓度低为特点的各种废气时，化学吸收的效果要比单纯的物理吸收好得多，因此在用吸收法治理气体污染时，多采用化学吸收法进行。 一般采用逆流操作，被吸收的气体由下向上流动，吸收剂由上而下流动，在气、液逆流接触中完成传质过程。,3.2 吸收法-2,吸收法优缺点 优点：设备简单、捕集效率高、应用范围广、一次性投资低等特点，已被广泛用于有害气体的治理，例如含SO2、H2S、HF和NOX等污染物的废气，均可用吸收法净化。 缺点：吸收是将气体中的有害物质转移到了液相中，因此必须对吸收液进行处理，否则容易引起二次污染。此外，低温操作下吸收效果好，在处理高温烟气时，必须对排气进行降温处理，可以采取直接

12、冷却、间接冷却、预置洗涤器等降温手段。,2020/7/2,23,吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理流体混合物，使其中所含的一种或数种组分浓缩于固体表面上，以达到分离的目的。吸附法在VOCs的处理过程中应用极为广泛，主要用于低浓度高通过量有机废气(如含碳氢化合物废气)的净化。该方法去除率高，无二次污染，净化效率高，操作方便，且能实现自动控制；不足之处是由于吸附容量受限，不适于处理高浓度有机气体，当废气中有胶粒物质或其它杂质时，吸附剂易失效，同时吸附剂需要再生。,3.3吸附法-1,2020/7/2,24,吸附法用于高浓度单一有机废气回收时，可以采用吸附-解析法回收挥发性有机物，同时实现活性炭床的再生

13、。 吸附法用于处理低浓度复杂有机废气时，通常在活性炭达到吸附饱和后，直接更换。 吸附介质通常为活性炭 根据吸附介质的性质， 又可分为颗粒活性炭，和纤维活性炭。,3.3 吸附法-2,2020/7/2,25,冷凝回收就是将蒸汽从气体中冷却凝结成液体，从而回收蒸汽状态的有害物质。特别是用来回收质量浓度在1000 mg/m3以上的有机溶剂蒸汽。只有空气中所含蒸气浓度比较高时，冷凝回收才能比较有效。 冷凝回收法的优点：所需设备和操作条件比较简单，回收物质比较纯净； 冷凝回收法的缺点：净化程度受温度影响很大。常温常压下，净化程度受到很大限制。冷凝回收仅适用于蒸气浓度较高的情况下，因此，冷凝回收往往用做吸附

14、、燃烧等净化设施的前处理，以减轻这些复杂、昂贵的主要措施的负荷，或预先回收可以利用的物质。 冷凝回收还适用于处理含有大量水蒸气的高温废气，在这种情况下，由于大量水蒸气的凝结，废气中有害组分可以部分溶解在冷凝液中，这样不但可以减少气体流量，对下一步的燃烧、吸附、袋滤或高烟囱排放等净化措施也是十分有利的。例如，有的人造纤维厂对于纺丝工序散放的含有大量水蒸气及CS2、H2S的废气，就是用大量冷却水冷却，有害组分冷凝稀释于冷却水中，尾气再经高烟囱排放。,3.4 冷凝法-1,2020/7/2,26,冷凝法回收方式 直接冷凝 冷却剂与被冷凝物质在换热器内直接接触进行冷凝的过程。只能用于冷却剂混入被冷凝物质

15、后，并不影响被冷凝物质质量的情况下。 间接冷凝 流体与冷却剂间的热量传递是通过间壁进行的，在工业上应用最为广泛。常用设备为冷凝器,3.4 冷凝法-2,2020/7/2,27,对于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，热氧化法是最适合的处理技术和方法。 氧化法的基本原理：VOC与O2发生氧化反应，生成CO2和H2O， 氧化法通过两种方法可确保氧化反应的顺利进行： a) 加热。使含有VOC的有机废气达到反应温度; b) 使用催化剂。 如果温度比较低，则氧化反应可在催化剂表面进行。 有机废气处理的氧化法分为以下两种方法： a) 催化氧化法。使用贵金属催化剂和非贵金属催化剂。为有效防止催化剂中毒后丧失催

16、化活性，在处理前必须彻底清除可使催化剂中毒的物质，比如Pb、Zn和Hg等。如果有机废气中的催化剂毒物、遮盖 质无法清除，则不可使用这种催化氧化法处理VOC; b) 热氧化法。热氧化法当前分为三种：热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种方法的主要区别在于热量回收方式，特别是蓄热式焚烧（RTO）是目前主流的废气氧化处理方式。这三种方法均能催化法结合，降低化学反应的反应温度。,3.5化学/氧化法,2020/7/2,28,4. 精细化工企业典型工艺废气处理实践,2020/7/2,29,氯化/光氯化反应工段，会产生含有一定量氯气的氯化氢气体，其中HCl为副产物，量大。氯气为未来得及完全反应从系统中逸出。 含氯

17、气氯化氢尾气吸收系统：采用石墨降膜吸收塔三级或四级水吸收和二级碱吸收。 三级水吸收可对 HCl 气体进行吸收， 并得到盐酸。 三级碱吸收可对 Cl2 进行吸收副产次氯酸钠。 三级水吸收后， HCl 吸收效率可达到 95%以上，再经碱吸收， HCl 总吸收效率达到 99.9%以上， Cl2 总吸收效率达到99.9%以上。净化后尾气通过 排气筒（25m或以上）排放。,4.1 氯化/光氯化工艺废气治理,四级降膜吸收氯化氢回收盐酸工艺流程,2020/7/2,30,氟化工工艺通常采用氟化氢（HF）作为氟化介质 氟化氢沸点19.54度，常压下高于此温度为气态，低于此温度为液态。 反应过程中过量的高浓度氟化

18、氢气体可以通过冷凝回收法回收氟化氢，作为原料套用。 反应过程中的低浓度的氟化氢气体（通常还包含氯化氢，如氟氯交换氟化过程），可以通过多级水吸收+碱吸收方法处理。,4.2 氟化工艺废气治理,2020/7/2,31,4.3 重氮化/硝化工艺氧化氮废气治理,此方法适用全部硝化反应，重氮化反应。 处置运行费用低，同时吸收处置效率高，转化为氮气和水 常见的三级吸收连接方式，去除效率99%,重氮化/硝化反应产生会产生氮氧化物废气，氮氧化物可以通过尿素还原法处置,2020/7/2,32,纯净的硫化氢尾气可以同3级液碱吸收法制备硫氢化钠副产物 含有其它气体的硫化氢尾气，如果用液碱吸收法，通常难以得到有商业用途的副产物。 通常采用二级或三级克劳斯法处理硫化氢尾气回收硫磺工艺 克劳斯法硫回收工艺也可以用于处理二硫化碳尾气,4