精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的治理措施

浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司 徐文斌，葉旭峰

精細(xì)化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，有著較強(qiáng)的刺激性氣味，不僅會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生損害，還會(huì)對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生影響。要想實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就必須要加強(qiáng)有機(jī)廢氣的治理。但是，如何對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行科學(xué)合理的治理，提高我國精細(xì)化工行業(yè)的安全性與環(huán)保性，還需要業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行更為深入的思考與研究。

一、精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的排放危害

在精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣。這些廢氣的成分以難以降解的有害物質(zhì)為主。但是，不同種類的有害物質(zhì)，對(duì)于人們身體健康和生態(tài)環(huán)境的影響也有著明顯的差異。例如，有機(jī)廢氣中的苯成分，有著較強(qiáng)的毒性，會(huì)對(duì)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生損害。如果不對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行治理，就將其直接排放到空氣中，一旦空氣中的苯成分濃度變高，并被人體吸收，人們的生命安全將會(huì)受到嚴(yán)重的威脅[1]。另外，如果在精細(xì)化工行業(yè)生產(chǎn)過程中，在有機(jī)廢氣產(chǎn)生的同時(shí)，沒有采取相應(yīng)的治理措施，還會(huì)對(duì)人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。

二、精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的排放源頭

（一）有機(jī)廢氣的有組織排放源頭

有機(jī)廢氣的排放，存在于整個(gè)精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)全過程，且一部分有機(jī)廢氣都屬于有組織的排放，都與精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)裝置有關(guān)。這些排放源產(chǎn)生的煙氣主要由各種氣體污染物組成，且存在著一個(gè)固定的排放量波動(dòng)區(qū)間。精細(xì)化工企業(yè)的污染治理人員可以根據(jù)有機(jī)廢氣的排放情況進(jìn)行氣體收集裝置與氣體處理設(shè)備的安裝，然后對(duì)這些有機(jī)廢氣進(jìn)行統(tǒng)一處理，待其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后再進(jìn)行統(tǒng)一排放。目前，我國精細(xì)化工生產(chǎn)中，針對(duì)有組織排放源頭的有機(jī)廢氣治理技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。這部分有機(jī)廢氣對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響已經(jīng)明顯降低。

（二）有機(jī)廢氣的無組織排放源頭

在精細(xì)化工生產(chǎn)過程中，很多車間或存儲(chǔ)空間的有機(jī)廢氣都屬于無組織排放，都與生產(chǎn)裝置泄漏、裝卸車泄漏、設(shè)備管閥嚴(yán)密性降低、油污池散逸等原因有著直接的關(guān)系。來源于無組織排放的有機(jī)廢氣組成成分并不固定，且排放量波動(dòng)區(qū)間非常大。精細(xì)化工企業(yè)的污染治理人員要想對(duì)這些有機(jī)廢氣進(jìn)行有效的收集和處理，是具有一定難度的。但是，如果不能保證有機(jī)廢氣的收集和處理效果，又會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1.生產(chǎn)設(shè)備密封處泄漏

在精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，很多設(shè)備都有密封設(shè)計(jì)，目的是避免出現(xiàn)原材料泄漏事故，而引起原材料的不必要浪費(fèi)；避免出現(xiàn)產(chǎn)品泄漏事故，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染[2]。但是，受到各種因素的影響，設(shè)備的密封處經(jīng)常出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，進(jìn)而增加有機(jī)廢氣的無組織排放。

2.污水和冷卻水中的有機(jī)廢氣散逸

在精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，污水也需要按照相關(guān)要求進(jìn)行集中處理，并在達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后再進(jìn)行排放。但是，幾乎所有精細(xì)化工行業(yè)的污水處理池都露天狀態(tài)，例如格柵、中和池、調(diào)節(jié)池以及曝氣池等。在露天狀態(tài)下，污水中的一些具有揮發(fā)性的有機(jī)廢氣就會(huì)揮發(fā)散逸到空氣當(dāng)中。另外，在精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，冷卻也是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。一般情況下，冷卻水不能與原材料、產(chǎn)物等直接接觸。如果生產(chǎn)設(shè)備的密封處出現(xiàn)問題，并導(dǎo)致了泄漏事故，那么冷卻水就可能與原材料或反應(yīng)產(chǎn)物接觸，并將這部分原材料或反應(yīng)產(chǎn)物帶走。這樣一來，冷卻水中的原材料或反應(yīng)產(chǎn)物就會(huì)進(jìn)入汽提等環(huán)節(jié)，并散逸到空氣當(dāng)中。

三、精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的治理手段

（一）傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理手段

在精細(xì)化工生產(chǎn)中，有機(jī)廢氣等產(chǎn)生源頭不同，其相應(yīng)的成分也不同。一般情況下，有機(jī)廢氣主要由以下三大成分組成：第一碳?xì)浠衔?、第二醇類化合物、第三醚類化合物。有機(jī)廢氣的組成成分不同，其采取的治理手段也有所差異。而且，即便有機(jī)廢氣的組成成分相同，當(dāng)其在空氣中的濃度和流通量發(fā)生變化時(shí)，治理手段也應(yīng)當(dāng)隨之做出調(diào)整[3]?，F(xiàn)階段主要采用以下兩種方式對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化：第一，有價(jià)溶劑的回收技術(shù)；第二，有機(jī)廢氣分子的分解技術(shù)。例如，針對(duì)大量低濃度的有機(jī)廢氣，就可以利用濃縮和燃燒技術(shù)進(jìn)行凈化，既可以達(dá)到預(yù)期的治理效果，又可以控制治理成本。

（二）現(xiàn)代化的有機(jī)廢氣治理手段

對(duì)精細(xì)化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣的物理特點(diǎn)和化學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上利用催化式燃燒或蓄熱式燃燒手段進(jìn)行治理，可以獲得理想的有機(jī)廢氣治理效果。例如，對(duì)有機(jī)廢氣的溶解度和沸點(diǎn)進(jìn)行分析，采取針對(duì)性的治理措施，即可以達(dá)到預(yù)期的治理效果，又可以減少能量的消耗。如果選擇使用變溫、變壓吸附法回收溶劑，那么需要對(duì)精細(xì)化工企業(yè)的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)選擇合適的吸附方法。目前，最常用的吸附方法主要包含以下幾種。第一，是活性炭吸附法。即可以借助選擇性吸附劑、選擇性滲透膜等方法進(jìn)行有機(jī)廢氣的吸附和處理。其次，是蓄熱式熱氧化技術(shù)手段。即可以直接利用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)和生化反應(yīng)，將有害的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水。近幾年來，我國又研發(fā)出了光催化氧化技術(shù)、變壓吸附分離和凈化技術(shù)以及膜分離法。

1.光催化氧化技術(shù)

在我國科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的發(fā)展背景下，光催化氧化技術(shù)是一種非常有效的有機(jī)廢氣處理方法，可以直接利用紫外線的照射，對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。其原理是在紫外線的照射下，光催化脫離污染物質(zhì)中的多氯聯(lián)苯，并借助半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)污染物質(zhì)中苯、甲醛等氣體的分解，使之轉(zhuǎn)化為安全物質(zhì)。雖然我國針對(duì)光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，但是依然可以結(jié)合精細(xì)化工行業(yè)的實(shí)際情況，探索出適合的光催化氧化技術(shù)，保證有機(jī)廢氣的治理效果。因?yàn)殡m然有機(jī)廢氣的停留時(shí)間比較短，但是卻可以得到徹底的分解，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染情況，所以光催化氧化技術(shù)是一種有機(jī)廢氣治理成效非常好的治理技術(shù)[4]。將這一治理技術(shù)應(yīng)用到精細(xì)化工行業(yè)中，在實(shí)現(xiàn)人類與生態(tài)的協(xié)同發(fā)展方面發(fā)揮著十分重要的作用。

2.變壓吸附分離和凈化技術(shù)

變壓吸附分離和凈化技術(shù)是一種基于物理方法、有著鮮明循環(huán)特征的有機(jī)廢氣治理方法，其在精細(xì)化工行業(yè)中有著巨大的發(fā)展前景。這一技術(shù)可以將固體材料中的有機(jī)廢氣吸附出來，并借助凈化設(shè)備對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行處理。但是，這一技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于溫度的要求比較高。如果選擇常溫條件下使用這一技術(shù)，為了保證安全，需要以壓力為輔助，進(jìn)行有機(jī)廢氣的凈化和分離。如果吸附材料已經(jīng)達(dá)到飽和，可以利用真空法對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附，并投入到下一個(gè)處理環(huán)節(jié)當(dāng)中。這樣，可以使吸附材料的吸附能力得到恢復(fù)，降低有機(jī)廢氣的凈化處理成本。總而言之，這一技術(shù)的應(yīng)用有著投入少、能源消耗低，不會(huì)產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢。

3.膜分離法

膜分離法的應(yīng)用，在處理精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣方面也發(fā)揮著十分重要的作用。這是一種以多個(gè)膜材料為隔檔實(shí)現(xiàn)混合物分離的一種操作技術(shù)，能滿足各類有機(jī)廢氣的治理要求。不同的有機(jī)廢氣成分有著不同的透膜力，且受到膜兩端壓力的影響較大，所以膜分離法在治理有機(jī)廢氣，尤其是高濃度有機(jī)廢氣方面的效果非常不錯(cuò)[5]。目前，在精細(xì)化工行業(yè)中廣泛應(yīng)用的膜分離法主要有兩種：一種是超濾技術(shù)，具有精密度高的應(yīng)用優(yōu)勢；另一種是反滲透技術(shù)，具有能耗低、操作便捷等應(yīng)用優(yōu)勢。

四、精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的常見治理技術(shù)措施

（一）廢氣吸附法

經(jīng)過一系列物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，再利用相應(yīng)的吸附劑處理污染物，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的純化。如果有機(jī)廢氣的濃度偏低，那么可以利用吸附法獲得不錯(cuò)的純化效果。但是，如果有機(jī)廢氣的濃度偏高，吸附法的純化效果將會(huì)大打折扣。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)先利用冷凝法進(jìn)行有機(jī)廢氣的初步處理，再利用吸附法對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。無機(jī)吸附劑或有機(jī)吸附劑在有機(jī)廢氣純化過程中的應(yīng)用非常廣泛，并表現(xiàn)出了吸附面積大、再生性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性佳等優(yōu)勢?；钚蕴渴钱?dāng)前最佳的吸附材料。

利用吸附法，可以保證精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣治理的全面性，整個(gè)吸附過程，不需要使用深冷高壓裝置，就可以獲得不錯(cuò)的有機(jī)廢氣處理效果。并且，相應(yīng)的操作相對(duì)簡單，自動(dòng)化程度較高，不用擔(dān)心出現(xiàn)二次污染問題。利用活性炭進(jìn)行有機(jī)廢氣的吸附，還可以對(duì)各種低濃度的有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。而且，活性炭在與有機(jī)廢氣接觸的瞬間，就會(huì)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附。但是，利用活性炭吸附有機(jī)廢氣，也存在一定的弊端，例如吸附容量較小、吸附容易飽和，需要使用大量的活性炭材料等。鑒于此，在利用活性炭吸附有機(jī)廢氣的時(shí)候，需要對(duì)廢氣的吸附時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的把握，避免吸附時(shí)間過長，若單位活性炭的吸附質(zhì)量降低，將達(dá)不到預(yù)期的吸附效果[6]。另外，在利用活性炭吸附有機(jī)廢氣的時(shí)候，還需要對(duì)吸附的目標(biāo)物專一性進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。因?yàn)榛钚蕴繉?duì)于混合廢氣的吸附效果較差。如果廢氣物質(zhì)的分子大小和活性炭孔洞的尺寸不協(xié)調(diào)，還會(huì)出現(xiàn)解吸現(xiàn)象。

（二）廢氣吸收法

在精細(xì)化工行業(yè)中，吸收法的應(yīng)用需要確保有機(jī)廢氣與有機(jī)溶劑充分接觸，確保吸收劑可以對(duì)有機(jī)廢氣中的污染成分進(jìn)行徹底的吸收。吸收劑對(duì)有機(jī)廢氣的純化處理，與其物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。當(dāng)有機(jī)廢氣中的污染成本被吸收后，還可以利用解吸法將吸收劑內(nèi)的冗余污染物進(jìn)行去除。常見的吸收劑是酸性溶液和純水。吸收劑的應(yīng)用關(guān)鍵是創(chuàng)造了一個(gè)閉環(huán)式系統(tǒng)，吸收原理相對(duì)先進(jìn)，不會(huì)將工作人員固定在設(shè)備操作中。

（三）廢氣洗滌法

利用霧化噴淋系統(tǒng)，先將有機(jī)廢氣輸送到清洗塔，待氣體經(jīng)過填料床，就會(huì)與洗滌液發(fā)生均勻的接觸。對(duì)有機(jī)廢氣的污染成分進(jìn)行分析，了解有機(jī)廢氣的物理特征和化學(xué)特征，就可以利用相應(yīng)的治理手段將污染物質(zhì)進(jìn)行去除，實(shí)現(xiàn)有積分器的純化處理。另外，洗滌塔的運(yùn)行，還表現(xiàn)出了冷卻、清潔以及祛油的作用[7]。

（四）化工原材料儲(chǔ)罐有機(jī)逸散治理技術(shù)

在精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，化工原材料儲(chǔ)罐的作用非常關(guān)鍵，是非常重要的一種原材料存儲(chǔ)裝置。但是，化工原材料儲(chǔ)罐的呼吸閥如果密封性較差，那么將會(huì)出現(xiàn)化工原料蒸汽散逸的現(xiàn)象，進(jìn)而造成化工生產(chǎn)原材料的不必要浪費(fèi)，以及提高了化工生產(chǎn)的成本，并對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。鑒于此，精細(xì)化工行業(yè)必須要加強(qiáng)化工原材料儲(chǔ)罐呼吸閥的治理，通過回收技術(shù)來控制化工原料蒸汽，避免其散逸到空氣當(dāng)中。對(duì)此，既可以采用高效雙密封形式呼吸閥或者浮盤形式呼吸閥，也可以在傳統(tǒng)的呼吸閥處增加呼吸閥聯(lián)通集氣裝置。

（五）污水處理場和冷卻水的有機(jī)廢氣治理技術(shù)

污水池的露天狀態(tài)，是精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的無組織排放源頭之一。對(duì)此，精細(xì)化工行業(yè)可以對(duì)污水處理池進(jìn)行密閉化處理，并安裝氣體收集處理裝置，對(duì)污水處理池中散發(fā)出來的有機(jī)廢氣進(jìn)行集中化處理[8]。另外，針對(duì)冷卻水中攜帶的有機(jī)廢氣，可以將氣體收集與處理裝置設(shè)置到汽提環(huán)節(jié)的排氣口處，避免冷卻水中的有機(jī)廢氣揮發(fā)到空氣中。針對(duì)收集到的有機(jī)廢氣，可以使用冷凝回收法、活性炭吸附法、高溫催化氧化技術(shù)等進(jìn)行凈化處理。

五、精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣的治理注意事項(xiàng)

在精細(xì)化工行業(yè)中，要想利用各種治理技術(shù)完成有機(jī)廢氣的處理，使之達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，需要注意以下幾方面。首先，對(duì)監(jiān)理工作予以高度重視。即相關(guān)監(jiān)理部門要對(duì)精細(xì)化工企業(yè)的有機(jī)廢氣治理情況進(jìn)行抽查，一旦發(fā)現(xiàn)治理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就要采取相應(yīng)的懲罰措施，借此讓企業(yè)意識(shí)到有機(jī)廢氣治理的重要性。其次，精細(xì)化工企業(yè)要對(duì)自身的實(shí)際情況有一個(gè)全面而客觀的了解，并以此為基礎(chǔ)選擇適合的治理技術(shù)，提高有機(jī)廢氣治理質(zhì)量[9]。與此同時(shí)，領(lǐng)導(dǎo)層還要加大有機(jī)廢氣的治理投入，積極引進(jìn)各種先進(jìn)的治理設(shè)備與治理技術(shù)。最后，精細(xì)化工企業(yè)還要做好相應(yīng)的培訓(xùn)教育工作，提高工作人員的有機(jī)廢氣治理技術(shù)水平，確保其可以根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求制定出科學(xué)合理的有機(jī)廢氣治理方案。

六、結(jié)語

綜上所述，有機(jī)廢氣的排放主要有兩個(gè)源頭，一個(gè)是有組織排放源頭；另一個(gè)是無組織排放源頭。其中，無組織排放有機(jī)廢氣對(duì)于人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響最為嚴(yán)重。在精細(xì)化工行業(yè)中，采取各種傳統(tǒng)或現(xiàn)代化的治理技術(shù)手段，加強(qiáng)有機(jī)廢氣的治理，在促進(jìn)精細(xì)化工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人類與生態(tài)協(xié)同發(fā)展方面發(fā)揮著十分重要的作用。