化工廢氣的治理和管控

化工廢氣的治理和管控

（實用講座）12023/6/16當前第1頁\共有35頁\編于星期四\20點1.化工廢氣的特點及來源2.減少廢氣排放管控方案-針對無組織排放3.化工廢氣常用治理技術-針對有組織排放4.精細化工企業(yè)典型工藝廢氣處理實踐主要內容22023/6/16當前第2頁\共有35頁\編于星期四\20點化工廢氣化工廢氣是指在化工生產中由化工廠排出的有毒有害的氣體?；U氣往往含有污染物種類很多，物理和化學性質復雜，毒性也不盡相同，嚴重污染環(huán)境和影響人體健康。不同化工生產行業(yè)產生的化工廢氣成分差別很大。如氯堿行業(yè)產生的廢氣中主要含有氯氣、氯化氫、氯乙烯、汞、乙炔等，氮肥行業(yè)產生的廢氣中主要含有氮氧化物、尿素粉塵、一氧化碳、氨氣、二氧化硫、甲烷等。32023/6/16當前第3頁\共有35頁\編于星期四\20點種類繁多，組成復雜，具有一定的危害性，具體體現(xiàn)在：1、易燃、易爆氣體較多。如低沸點的酮、醛、易聚合的不飽和烴等，大量易燃、易爆氣體如不采取適當措施，容易引起火災、爆炸事故，危害極大。2、排放物大多都有刺激性或腐蝕性。如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氟化氫等氣體都有刺激性或腐蝕性，尤其以二氧化硫排放量最大，二氧化硫氣體直接損害人體健康，腐蝕金屬、建筑物和雕塑的表面，還易氧化成硫酸鹽降落到地面，污染土壤、森林、河流、湖泊。3、廢氣中浮游粒子種類多、危害大?；どa排除的浮游粒子包括粉塵、煙氣、酸霧等，種類繁多，對環(huán)境的危害較大。特別當浮游粒子與有害氣體同時存在時能產生協(xié)同作用，對人的危害更為嚴重。化工廢氣的特點42023/6/16當前第4頁\共有35頁\編于星期四\20點局部地區(qū)污染區(qū)域大氣污染廣域大氣污染全球大氣污染2023/6/165化工排放廢氣是造成大氣污染的重要原因之一！大氣污染通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到了足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象?；づ欧艔U氣是造成大氣污染的重要原因之一！特別是在化工園區(qū)周邊環(huán)境，局部地區(qū)污染主要來自于工業(yè)排放廢氣！當前第5頁\共有35頁\編于星期四\20點生產工藝過程中反應或副反應生成的廢氣。生產過程中原料儲存、輸送作業(yè)中散發(fā)的有污染物的氣體。生產過程中物料的“跑、冒、滴、漏”。開停車或操作失誤，指揮不當，管理不善造成廢氣的排放。排放的氣體在光或與作用下反應產生有害氣體?；U氣的來源6有組織排放無組織排放排放方式是指通過排氣導流系統(tǒng),將大氣污染物向高出最近建筑物的高空排放的一種排放方式。是指不經過排氣筒的無規(guī)則排放，為不受控排放。2023/6/16當前第6頁\共有35頁\編于星期四\20點揮發(fā)性原料儲存的儲罐區(qū)：儲罐進料出料以及熱脹冷縮產生的大小呼吸；車間生產內的物料轉移：開放性操作轉移，低沸點物料或溶劑的揮發(fā)；生產操作單元工序

：反應過程，過濾/離心蒸餾/濃縮烘干等；公用工程：真空泵排氣，鍋爐煙氣；機械設備/管道泄漏：密封性檢查打壓試密；污水處理/廢渣堆放：生物降解產生的臭味，廢渣散發(fā)的廢氣；生產管控：生產現(xiàn)場跑冒滴漏導致的廢氣散發(fā)7化工生產過程常見廢氣產生源2023/6/16當前第7頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/168化工企業(yè)減少廢氣排放管控方案根本減少廢氣排放量減少無組織排放將無組織排放轉化為有組織排放對有組織排放進行有效處理①②③當前第8頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1692.減少廢氣排放管控方案

——針對無組織排放當前第9頁\共有35頁\編于星期四\20點1.通過限制排放條件實現(xiàn)(1)控制溫差：主要方法有將罐主體置于地下、罐頂裝設噴淋冷卻水系統(tǒng)、地上罐體外壁涂白色防曬涂料；(2)罐型設計:盡量采用浮頂罐裝置，可降低呼吸損耗排放；(3)設置呼吸擋板、呼吸閥、液下管、壁流管等減少物料揮發(fā)；(4)制訂合理的收發(fā)方案，減少有機液體的輸轉作業(yè)，盡量保持儲罐裝滿2.增設回收系統(tǒng)(1)集氣罐法(2)冷凝回收法(3)壓縮回收法(4)噴淋回收法2023/6/1610貯罐區(qū)的氣味管控方案當前第10頁\共有35頁\編于星期四\20點1.產生無組織廢氣的工序：在離心、烘干、反應釜等廢氣排放較頻繁的設備上方設置集風裝置，將廢氣進行收集，經冷凝、液體吸收、吸附、燃燒催化轉化等化學或物理方法處理后，有排氣筒排放，濃度較低時可直接經排氣筒排放；2.被液體物料污染的地面：采用石灰、黃沙等，將污染物徹底清除，必要時將地面切塊修補3.車間內物料的轉移：在裝料和卸料時采用管道輸送，氣相管和液相管分別與料桶相連，輸液時形成閉路循環(huán)4.設備、管道裝置：加強檢查頻次，及時更換零件，定期進行LDAR檢測2023/6/1611生產車間氣味管控方案當前第11頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1612精細化工車間尾氣管控措施操作項尾氣控制方案車間整體尾氣設施離心機間一套，車間反應釜及接收罐一套，泵房一套，共三套單獨的尾氣吸收吸附塔，泵房區(qū)域還有一套單獨的空間排風，車間各區(qū)域有空間送排風200L桶進出料氮氣壓：壓料管密閉轉移磁力泵、隔膜泵轉移：適用于長距離管線，氮氣保護下做好局部引風放料：氮氣保護下做好局部引風蠕動泵：氮氣保護下做好局部引風物料轉移母液：直接進入母液罐，并有固定管道轉移至反應釜，由相應的氮氣保護及尾氣吸收萃取：固定管線，反應釜采取真空加壓方式轉移或泵轉移，全密閉有機相轉移：固定管線，泵轉移，全密閉取樣涉及敏感化學品的采取取樣箱操作，配尾氣吸收固體料投料無機鹽采取加料漏斗，中間體使用全封閉加料箱壓濾使用反應釜或噸罐進行接收，盡量避免使用200L桶接收，做好氮氣保護及引風掏罐的過程中壓濾罐帶真空，掏料口帶局部引風離心離心機打壓確保無滲漏，局部引風及接收罐引風良好，離心過程無氣味溢出出料過程下卸料可以保證密閉操作，上卸料出料前目前沒有十分有效的方法完全避免氣味擴散，但都是獨立操作間，保證空間排風，需要做好相應的人員防護濃縮有獨立的堿吸收吸附裝置和獨立尾氣，確保拽走的尾氣經活性炭吸附排放至室外雙錐、烘箱雙錐目前在投料及卸料方面尾氣控制依靠空間排風，人員做好相應的勞動防護，烘箱只烘干含水物料，目前還沒有啟用當前第12頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1613離心工藝尾氣收集治理舉例上卸料離心機，采取固定管路轉移，密閉放料，獨立引風、固定母液轉移管線下卸料離心機，采取固定管路轉移，密閉放料下卸料離心機獨立尾氣下卸料離心機母液罐尾氣當前第13頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1614工藝轉料過程減少廢氣排放措施舉例隔膜泵轉移，固定管線磁力泵轉移、固定管線壓濾罐固定管路密閉放料，獨立真空大規(guī)模溶劑投料采取固定管線，桶裝溶劑不上樓當前第14頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1615投料/放料過程尾氣控制措施舉例桶裝物料氮氣壓料操作分裝物料放桶操作取樣箱，局部引風無機鹽加料漏斗當前第15頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1616真空泵尾氣及車間氣體收集處理措施真空泵尾氣全部固定走吸附塔尾氣室內空間設置排風管道及處理設施當前第16頁\共有35頁\編于星期四\20點管理措施 1.保持場所的清潔衛(wèi)生 2.氣溫較高季節(jié)，增加廢水處理頻次，減少廢水在收集池中停留時間 3.對污泥和廢渣要及時清運，送有處置資質的單位處理減少人為造成的污染-氣味泄漏 1.加強宣傳教育，增加安全知識和化工操作知識的培訓， 2.制定獎懲措施，提高職工的責任心 3.制定氣味管控規(guī)程，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程 4.設備維護，降低現(xiàn)場的跑冒滴漏來源2023/6/1617污水處理設施和廢渣堆放場的氣味管控方案當前第17頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/1618污水處理設施和廢渣堆放場的氣味管控方案污水站封閉加吸風罩污水站封閉加蓋減少廢氣排放危廢暫存庫或料場密閉，抽風處理污水處理設施和危廢庫/廢渣場氣味管控的技術措施當前第18頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/16193.化工廢氣常用治理技術

——針對有組織排放當前第19頁\共有35頁\編于星期四\20點吸收法：利用組分在吸收劑中溶解度不同（物理吸收）或與吸附劑發(fā)生選擇性化學反應（化學吸附）吸附法：利用多孔性物質表面存在的未平衡的分子引力或化學鍵力，把某些組分吸留在固體表面上冷凝法：利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質，采用降低溫度或提高系統(tǒng)壓力，是處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程?；瘜W/氧化法：通過針對特征化學結構廢氣進行化學反應反應吸收，祛除氣味。3.1化工廢氣的常見治理技術介紹202023/6/16當前第20頁\共有35頁\編于星期四\20點

定義：采用適當?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化的方法。

同時，根據吸收劑與被吸收氣體是否有化學反應發(fā)生，吸收又可分為物理吸收法（無化學反應）和化學吸收法（有化學反應）。

吸收劑：在吸收過程中，用來吸收氣體中的有害物質的液體

吸收質——被吸收的組分

吸收液——吸收了吸收質后的液體吸收劑的選擇——吸收容量大，即在單位體積的吸收劑中吸收有害氣體的數(shù)量要大；——飽和蒸氣壓低，以減少因揮發(fā)而引起的吸收劑的損耗；——選擇性高，即對有害氣體吸收能力強；——沸點要適宜，熱穩(wěn)定性高，粘度及腐蝕性要小，價廉易得2023/6/16213.2吸收法-1當前第21頁\共有35頁\編于星期四\20點吸收操作——物理吸收和化學吸收?！谔幚硪詺饬看?、有害組分濃度低為特點的各種廢氣時，化學吸收的效果要比單純的物理吸收好得多，因此在用吸收法治理氣體污染時，多采用化學吸收法進行?！话悴捎媚媪鞑僮鳎晃盏臍怏w由下向上流動，吸收劑由上而下流動，在氣、液逆流接觸中完成傳質過程。2023/6/16223.2吸收法-2

吸收法優(yōu)缺點——優(yōu)點：設備簡單、捕集效率高、應用范圍廣、一次性投資低等特點，已被廣泛用于有害氣體的治理，例如含SO2、H2S、HF和NOX等污染物的廢氣，均可用吸收法凈化?！秉c：吸收是將氣體中的有害物質轉移到了液相中，因此必須對吸收液進行處理，否則容易引起二次污染。此外，低溫操作下吸收效果好，在處理高溫煙氣時，必須對排氣進行降溫處理，可以采取直接冷卻、間接冷卻、預置洗滌器等降溫手段。當前第22頁\共有35頁\編于星期四\20點

吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分濃縮于固體表面上，以達到分離的目的。吸附法在VOCs的處理過程中應用極為廣泛，主要用于低濃度高通過量有機廢氣(如含碳氫化合物廢氣)的凈化。該方法去除率高，無二次污染，凈化效率高，操作方便，且能實現(xiàn)自動控制；不足之處是由于吸附容量受限，不適于處理高濃度有機氣體，當廢氣中有膠粒物質或其它雜質時，吸附劑易失效，同時吸附劑需要再生。2023/6/16233.3吸附法-1當前第23頁\共有35頁\編于星期四\20點吸附法用于高濃度單一有機廢氣回收時，可以采用吸附-解析法回收揮發(fā)性有機物，同時實現(xiàn)活性炭床的再生。吸附法用于處理低濃度復雜有機廢氣時，通常在活性炭達到吸附飽和后，直接更換。吸附介質通常為活性炭根據吸附介質的性質，

又可分為顆粒活性炭，和纖維活性炭。2023/6/16243.3吸附法-2當前第24頁\共有35頁\編于星期四\20點冷凝回收就是將蒸汽從氣體中冷卻凝結成液體，從而回收蒸汽狀態(tài)的有害物質。特別是用來回收質量濃度在1000mg/m3以上的有機溶劑蒸汽。只有空氣中所含蒸氣濃度比較高時，冷凝回收才能比較有效。冷凝回收法的優(yōu)點：所需設備和操作條件比較簡單，回收物質比較純凈；冷凝回收法的缺點：凈化程度受溫度影響很大。常溫常壓下，凈化程度受到很大限制。冷凝回收僅適用于蒸氣濃度較高的情況下，因此，冷凝回收往往用做吸附、燃燒等凈化設施的前處理，以減輕這些復雜、昂貴的主要措施的負荷，或預先回收可以利用的物質。冷凝回收還適用于處理含有大量水蒸氣的高溫廢氣，在這種情況下，由于大量水蒸氣的凝結，廢氣中有害組分可以部分溶解在冷凝液中，這樣不但可以減少氣體流量，對下一步的燃燒、吸附、袋濾或高煙囪排放等凈化措施也是十分有利的。例如，有的人造纖維廠對于紡絲工序散放的含有大量水蒸氣及CS2、H2S的廢氣，就是用大量冷卻水冷卻，有害組分冷凝稀釋于冷卻水中，尾氣再經高煙囪排放。2023/6/16253.4冷凝法-1當前第25頁\共有35頁\編于星期四\20點冷凝法回收方式直接冷凝冷卻劑與被冷凝物質在換熱器內直接接觸進行冷凝的過程。只能用于冷卻劑混入被冷凝物質后，并不影響被冷凝物質質量的情況下。間接冷凝流體與冷卻劑間的熱量傳遞是通過間壁進行的，在工業(yè)上應用最為廣泛。常用設備為冷凝器2023/6/16263.4冷凝法-2當前第26頁\共有35頁\編于星期四\20點對于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，熱氧化法是最適合的處理技術和方法。氧化法的基本原理：VOC與O2發(fā)生氧化反應，生成CO2和H2O，氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順利進行：

a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b)使用催化劑。如果溫度比較低，則氧化反應可在催化劑表面進行。有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法：a)催化氧化法。使用貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。為有效防止催化劑中毒后喪失催化活性，在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質，比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除，則不可使用這種催化氧化法處理VOC;b)熱氧化法。熱氧化法當前分為三種：熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區(qū)別在于熱量回收方式，特別是蓄熱式焚燒（RTO）是目前主流的廢氣氧化處理方式。這三種方法均能催化法結合，降低化學反應的反應溫度。2023/6/16273.5化學/氧化法當前第27頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/16284.精細化工企業(yè)典型工藝廢氣處理實踐當前第28頁\共有35頁\編于星期四\20點氯化/光氯化反應工段，會產生含有一定量氯氣的氯化氫氣體，其中HCl為副產物，量大。氯氣為未來得及完全反應從系統(tǒng)中逸出。含氯氣氯化氫尾氣吸收系統(tǒng)：采用石墨降膜吸收塔三級或四級水吸收和二級堿吸收。三級水吸收可對HCl氣體進行吸收，并得到鹽酸。三級堿吸收可對Cl2進行吸收副產次氯酸鈉。三級水吸收后，HCl吸收效率可達到95%以上，再經堿吸收，HCl總吸收效率達到99.9%以上，Cl2總吸收效率達到99.9%以上。凈化后尾氣通過排氣筒（25m或以上）排放。2023/6/16294.1氯化/光氯化工藝廢氣治理四級降膜吸收氯化氫回收鹽酸工藝流程當前第29頁\共有35頁\編于星期四\20點氟化工工藝通常采用氟化氫（HF）作為氟化介質氟化氫沸點19.54度，常壓下高于此溫度為氣態(tài)，低于此溫度為液態(tài)。反應過程中過量的高濃度氟化氫氣體可以通過冷凝回收法回收氟化氫，作為原料套用。反應過程中的低濃度的氟化氫氣體（通常還包含氯化氫，如氟氯交換氟化過程），可以通過多級水吸收+堿吸收方法處理。2023/6/16304.2氟化工藝廢氣治理當前第30頁\共有35頁\編于星期四\20點2023/6/16314.3重氮化/硝化工藝氧化氮廢氣治理此方法適用全部硝化反應，重氮化反應。處置運行費用低，同時吸收處置效率高，轉化為氮氣和水常見的三級吸收連接方式，去除效率99%重氮化/硝化反應產生會產生氮氧化物廢氣，氮氧化物可以通過尿素還原法處置當前第31頁\共有35頁\編于星期四\20點純凈的硫化氫尾氣可以同3級液堿吸收法制備硫氫化鈉副產物含有其它氣體的硫化氫尾氣，如果用液堿吸收法，通常難以得到有商業(yè)用途的副產物。通常采用二級或三