在化工炼焦过程中,挥发性有机物(VOCs)废气的处理是一个至关重要的环节。这些废气不仅对环境造成污染,还可能对人类健康产生危害。因此,采取有效的VOCs废气处理方法对于保护环境和人类健康具有重要意义。
在化工炼焦过程中,VOCs废气主要来源于备煤、炼焦、化产回收等工序。特别是在生产单元,如洗苯工段,由于废气密闭性能好且回收价值高,因此成为VOCs废气处理的关键点。
吸附法是处理VOCs废气的常用方法之一。它利用活性炭、分子筛等吸附剂对VOCs进行吸附,将其从废气中去除。活性炭因其吸附能力强、原料充足的特点,已广泛应用于苯系物、卤代烃的吸收。此外,通过对活性炭进行改性处理,可以进一步提高其吸附能力。吸附法具有治理效率高、能耗低、技术成熟、操作简单等优点。然而,吸附剂需要定期再生或更换,存在二次污染的风险。
吸收法使用溶剂(如油类、水等)对VOCs进行吸收,将其从废气中转移到吸收液中。吸收液可以通过精馏、萃取等方法进行分离和回收,实现VOCs的治理和资源回收。吸收法对浓度和压力较高、温度较低的混合气体处理效果较好。然而,选择合适的吸收剂尤为重要,且某些溶剂在分离过程中可能需要加热工艺,增加了处理的难度和费用。
冷凝法利用废气在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质,通过降低系统温度或提高系统压力,将处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离。冷凝法能使废气得到很高程度的净化,但高的净化要求往往需要低于室温的冷却温度,甚至需要增大压力,增加了处理的难度和费用。因此,冷凝法通常与其他净化手段联合使用。
燃烧法将VOCs废气在高温及空气充足的条件下进行完全燃烧,分解为二氧化碳和水。燃烧法适用于各类有机废气,根据废气浓度可分为直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适用于高浓度VOCs废气的治理;热力燃烧法适用于中浓度VOCs废气的治理;催化燃烧法则在较低的温度下即可实现VOCs的氧化分解,适用于低浓度VOCs废气的治理。燃烧法处理效率高,但VOCs废气若含有S、N等元素,燃烧后产生的废气直接外排会导致二次污染。
生物法利用微生物的代谢作用将VOCs分解为二氧化碳和水等无害物质。它适用于低浓度、易生物降解的VOCs废气治理。生物法具有运行成本低、无二次污染等优点,但在实际应用中可能受到废气成分、温度、湿度等因素的限制。
在化工炼焦过程中,针对VOCs废气的处理往往需要采用综合策略。例如,在炼焦单元、化产回收焦油加工单元及污水处理单元等地方,可以引入负压煤气系统,将VOCs废气统一收集后引入煤气系统中进行处理。这些废气在煤气系统中经过脱氨、洗苯和脱硫等设备的净化处理,可以回收其中的有价值成分。同时,对于储存和输送物料点,应采用密闭输送和储存系统以减少VOCs排放。
化工炼焦过程中的VOCs废气处理是一个复杂而重要的任务。通过采用吸附法、吸收法、冷凝法、燃烧法和生物法等处理方法,并结合综合处理策略,可以有效地减少VOCs废气的排放并保护环境和人类健康。未来,随着技术的不断进步和创新,相信会有更多高效、环保的VOCs废气处理方法被开发和应用。