柱狀活性炭廠(chǎng)家發(fā)表焦化尾氣處理方法的探索研究

柱狀活性炭廠(chǎng)家發(fā)表焦化尾氣處理方法的探索研究，分析焦化尾氣的主要組成成分，對(duì)比幾種常見(jiàn)的有機(jī)廢氣處理方法和脫硫除臭方法，最后總結(jié)得出一種能夠有效處理焦化尾氣的處理工藝——“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”組合工藝。

一、焦化尾氣的組成

焦化尾氣就是冷焦水所揮發(fā)出的含硫化物以及烴類(lèi)等污染物質(zhì)的惡臭氣體。對(duì)焦化尾氣進(jìn)行組分分析，發(fā)現(xiàn)其主要污染組分有：在生焦過(guò)程中大烷烴斷鏈裂解成的小分子烷烴和烯烴；環(huán)烷烴裂環(huán)產(chǎn)生的烯烴和脫氫生成的芳烴；芳香烴縮合生成的大分子多環(huán)烴或稠環(huán)烴；各種含N、S、O元素的惡臭物質(zhì)。

二、有機(jī)廢氣處理方法概述

1、吸附法：吸附法主要適用于低濃度、高通量、可揮發(fā)性的有機(jī)廢氣凈化。該法去除率高，無(wú)二次污染，凈化效率高，操作方便，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)氣體，同時(shí)吸附劑可以再生。

2、冷凝法：冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來(lái)的過(guò)程。冷凝法具有回收物質(zhì)純度高、所需設(shè)備和操作條件簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但由于其通常需要較高的壓力或較低的溫度，使得處理的運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，因而常作為預(yù)處理應(yīng)用。

3、熱破壞法：熱破壞法主要包括直接燃燒法、催化燃燒法和濃縮燃燒法三種方法。有機(jī)化合物的熱破壞機(jī)理比較復(fù)雜，有氧化、熱裂解和熱分解等反應(yīng)過(guò)程，此法適合小風(fēng)量、高濃度、連續(xù)排放的場(chǎng)合。

4、膜分離法：膜分離技術(shù)是指借助膜的選擇滲透作用，在外界能量或化學(xué)位差的推動(dòng)作用下對(duì)混合物中溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的過(guò)程。膜法最適合處理有機(jī)物濃度較高的廢氣，回收率97%以上，該法流程簡(jiǎn)單、回收率高、能耗低、無(wú)二次污染。

5、生物法：生物法通過(guò)附著在介質(zhì)上的活性微生物來(lái)吸收有機(jī)廢氣，并將其變?yōu)闊o(wú)害的無(wú)機(jī)物（CO2、H2O）或細(xì)胞組成物質(zhì)的過(guò)程，主要包括生物過(guò)濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤(pán)式生物過(guò)濾反應(yīng)器法等。生物法設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、環(huán)保且無(wú)二次污染，但占地面積大、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。

6、光氧化分解法：光氧化分解法的原理是在一定波長(zhǎng)的光照和特定的光催化劑（如TiO2）的作用下，H2O被分解為•OH，而有機(jī)物被•OH氧化成CO2、H2O等無(wú)機(jī)物。光催化氧化法能將有機(jī)氣體徹底的無(wú)機(jī)化，并且副產(chǎn)物少，但是該技術(shù)目前尚未得到工業(yè)化應(yīng)用。

三、脫硫除臭方法

目前，我國(guó)焦化尾氣脫硫除臭的方法主要有干法脫硫、半干法脫硫、濕法脫硫和甲醇脫硫等，主要特點(diǎn)如下。

1、干法脫硫：干法脫硫是指加入鍋爐尾部煙道中的脫硫劑是干態(tài)的，脫硫的最終產(chǎn)物也是干態(tài)的，即直接噴射干燥的活性炭粉末來(lái)吸收硫化物。該工藝流程短、無(wú)污水廢酸排出，設(shè)備腐蝕小，但脫硫效率低，設(shè)備龐大。

干法脫硫劑常用的有鐵酸鈣、鐵的氧化物等，以鐵酸鈣、鐵的氧化物為主要成分的脫硫劑來(lái)吸附硫化氫，將發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca2Fe2O5 + H2S→ Fe7S8 + S+ Ca2Fe2S2O3 + FeS

Fe2O3 + H2S→FeS+ S+ H2O

2、濕法脫硫：濕法脫硫過(guò)程是氣-液-固三相的復(fù)雜吸收和化學(xué)反應(yīng)體系，主要有石灰石-石膏法、海水洗滌法、氧化鎂法脫硫等。其中堿法脫硫最為常見(jiàn)，即將揮發(fā)烴通入裝有堿液的脫硫劑罐，其處理流程及硫化物和堿液發(fā)生的主要反應(yīng)為：

罐頂氣體→水封罐→堿（氨）液罐（塔）→排入大氣（進(jìn)硫磺煙囪）

2NaOH+ H2S= Na2S+ 2H2O

NaOH + H2S= NaHS+ H2O

NaOH + RSH = RSNa+ H2O

堿洗法的堿液來(lái)源廣泛，操作處理簡(jiǎn)單，該法的主要問(wèn)題是脫硫后的廢堿液通常含游離堿在3% ~10%，回收再生難、成本高。

3、甲醇脫硫：低溫甲醇洗技術(shù)是以甲醇有機(jī)溶劑作為吸收劑，利用甲醇在低溫條件下對(duì)CO2、H2S、COS等酸性氣體溶解度大的物理特性，脫除原料氣中酸性氣體的一種氣體凈化方法，已在石油工業(yè)、煤化工、化肥工業(yè)、城市煤氣工業(yè)等領(lǐng)域的酸性氣體脫除得到了廣泛的應(yīng)用。

低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)酸性氣體的吸收能力強(qiáng)，選擇性好，化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性性能好，甲醇溶液再生能耗小，腐蝕性較小，甲醇溶劑低廉易得。不足在于工藝流程較長(zhǎng)、甲醇的再生過(guò)程比較復(fù)雜等。

4、焦化尾氣處理方法的比選與應(yīng)用：在各有機(jī)廢氣處理方法中，熱破壞法適用于小風(fēng)量、高濃度、廢氣連續(xù)排放的場(chǎng)合；膜分離法操作費(fèi)用相對(duì)較高；生物法占地面積大；光氧化分解法存在著催化劑易失活，難以穩(wěn)定的問(wèn)題。以上幾種方法單獨(dú)使用，均不太適合焦化尾氣間斷排放且用地緊張的特點(diǎn)。鑒于焦化尾氣大分子烴含量高、短時(shí)間氣量大的特點(diǎn)，河南東順環(huán)保科技有限公司推薦采用冷凝＋活性炭吸附的組合工藝來(lái)處理焦化尾氣中的有機(jī)成分。活性炭可以用柱狀活性炭。

在各脫硫除臭工藝中，干法脫硫產(chǎn)物易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故，存在安全隱患，目前基本處于停用狀態(tài)；濕法脫硫的脫硫產(chǎn)物易造成二次污染，需要定期更換吸收液，并存在廢液的再處理問(wèn)題；而甲醇吸收性好、低廉易得，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求不高，同時(shí)甲醇作為吸收劑在含硫氣體凈化上已有普遍的使用，技術(shù)成熟，可靠性高，因此采用低溫甲醇吸收焦化尾氣的處理工藝更加安全、環(huán)保。

針對(duì)焦化尾氣間斷排放、溫度較高、組成復(fù)雜等特點(diǎn)，考慮其他有機(jī)廢氣處理方法和脫硫方法的局限性，河南東順環(huán)保科技有限公司推薦采用“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝處理焦化尾氣，將活性炭吸附作為最后工序，利用其物理吸附的特點(diǎn)，吸附尾氣中的有機(jī)烴組分和其余有害組分，利于進(jìn)一步凈化焦化尾氣。

現(xiàn)用某工業(yè)應(yīng)用實(shí)例來(lái)論證此工藝的可行性。某煉化公司的三套焦化裝置除焦工序均采用半敞開(kāi)式水力除焦方式，冷焦過(guò)程中產(chǎn)生大量焦化尾氣。根據(jù)國(guó)家相關(guān)環(huán)保要求，焦化裝置的冷焦水處理應(yīng)采用密閉式處理工藝，減少焦化尾氣的無(wú)組織排放，并將廢氣進(jìn)行收集后采用適宜的處理方法對(duì)有機(jī)烴和硫化物進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。因此河南東順環(huán)保科技有限公司決定采用“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝來(lái)處理焦化尾氣，處理后的焦化尾氣主要污染物濃度可以達(dá)標(biāo)排放，而且有機(jī)烴和硫化物的排放量較之前將分別減少28.7t/a、1.5t/a，效果很顯著。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文東順環(huán)保首先分析了焦化尾氣的復(fù)雜成分，然后總結(jié)對(duì)比了有機(jī)廢氣處理和脫硫除臭的幾種常見(jiàn)方法；其次針對(duì)焦化尾氣間斷排放、溫度較高、組成復(fù)雜等特點(diǎn)，并綜合考慮有機(jī)廢氣處理方法和脫硫方法單獨(dú)使用的局限性，進(jìn)而探討得出了一種名為 “冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝來(lái)處理焦化尾氣；最后用某煉化公司的工程實(shí)例來(lái)論證該組合工藝的可行性與有效性。

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