1.焦化厂VOCs废气来源
焦化厂VOCs排放主要来源于化工产品回收工序,比如鼓风冷凝区域焦油储槽、循环氨水槽、机械化澄清槽,化工产品回收加工区域的苯储槽、焦油储槽、萘油储槽等大部分储槽的呼吸阀排出的废气。该部分废气中含有部分苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等物质,都属于挥发性有机物。
2.焦化厂废气处理工艺
目前,对于VOCs废气的治理方法主要包括吸收、吸附、冷凝、低温等离子、催化燃烧等。
2.1 吸收
吸收法是使用溶剂对VOCs进行吸收后,通过溶剂与VOCs物理性质差异进行分离,将吸收的VOCs作为产品进行回收。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,采用吸收法治理VOCs,选择合适的吸收剂尤其重要。吸收剂的选择一般要求对VOCs溶解度大,选择性强,蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、经济性好。水是常用的一种吸收剂,但水一般对氨气类无机气体吸收效果较好,对有机气体吸收效果不明显。常见的VOCs吸收法采用的吸收剂一般为油类溶剂,如焦化洗油。但这类溶剂使用时在分离过程中如果需要加热工艺。很难避免出现二次污染。
2.2 吸附
吸附法是目前工业废气治理中最常用,也是最成熟的一种工艺。吸附法具有以下优点:治理效率高、能耗低、技术成熟、操作简单等。常用的吸附剂包括:颗粒活性炭、硅藻土、氧化铝、高聚物吸附树脂、沸石和硅胶等,这些物质含有丰富的孔结构。其中活性炭因吸附能力强、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氧化、还原和负载化合物等改性处理,可以进一步提高其吸附能力。
2.3 冷凝
冷凝法是利用废气在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质,采用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,达到净化的目的。冷凝法能使废气得到很高程度的净化,但是高的净化要求,往往是室温下的冷却水所不能达到的。净化要求愈高,所需冷却的温度愈低,必要时还得增大压力,这样就会增加处理的难度和费用。因而,冷凝法往往与吸附、燃烧和其它净化手段联合使用,以回收有价值的产品。
2.4 低温等离子
利用介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等,丁酮废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为CO2和H2O等物质,从而达到净化废气的目的。目前市场上很多低温等离子名义上是电力废气,实际是电离空气产生臭氧,利用臭氧的强氧化性来进行废气处理。低温等离子的放电效果和空气的湿度有极大的关系,湿度越大能耗越大,大量能量会被水分子吸收,从而降低电离效果。使用低温等离子处理废气,废气直接经过放电系统,对于易燃易爆气体带来很大安全隐患,容易造成火灾等重大安全事故。
2.5 催化燃烧
催化燃烧法是一种高效处理VOCs废气的技术,其核心在于利用催化剂降低有机物氧化的活化能,从而在较低的温度下实现有机物的完全燃烧,转化为无害的二氧化碳和水蒸气。该方法尤其适用于处理低浓度、大风量的VOCs废气。
催化燃烧系统的核心组件是催化剂,它决定了反应的效率和稳定性。常用的催化剂有贵金属(如铂、钯)催化剂和非贵金属(如铜、锰、钴等氧化物)催化剂。贵金属催化剂活性高,但成本也相对较高;非贵金属催化剂则成本较低,但可能需要在较高的温度下操作。选择合适的催化剂需综合考虑废气成分、处理效率、经济性和使用寿命等因素。
在实际应用中,催化燃烧系统通常与预热装置和热回收装置相结合,以提高能源利用效率。预热装置用于将废气加热至催化剂的活性温度范围,而热回收装置则能回收燃烧产生的热量,用于预热进入系统的废气或其他工艺需求,从而实现节能降耗。
尽管催化燃烧法在VOCs废气处理中展现出高效、节能的优势,但其应用也面临一些挑战,如催化剂的失活与再生、高温条件下的设备材料选择以及处理含硫、卤素等易使催化剂中毒的废气时的特殊设计等。因此,持续优化催化剂性能、开发新型耐高温耐腐蚀材料以及提高系统整体的自动化与智能化水平,将是未来催化燃烧技术发展的重要方向。