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石油化工废气处理技术进展概述

2018-04-10 11:57:43
动态详情

一、石油化工废气的主要污染物及其来源
  石油化工行业在生产的过程中都会产生出大量的废气,下面分别对这些废气中的主要污染物及其来源进行简介。
  1、石油炼油
  由于石油炼油工艺相对比较复杂,故此其在生产过程中产生出来的废气也相对较多,具体包括以下几大类:
  (1)氧化沥青尾气。该废气中的主要污染物是苯并花。沥青装置是这类废气产生的主要来源。
  (2)催化   废气。其中的主要污染物有二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳和尘。这类废气产生的来源是催化裂化装置。
  (3)燃烧烟气。主要污染物除了包括催化   废气中的几种之外,还有氮氧化物。这类废气的产生来源有锅炉、加热炉以及焚烧炉等等。
  (4)含硫废气。主要污染物包括氦、二氧化硫、硫化氢。产生来源有气体脱硫、加氢精制、含硫污水汽提、含硫尾气回收处理。
  (5)臭气。主要污染物包括酚、硫、醇及二氧化硫。产生的来源有脱硫、污水及污泥处理、硫磺回收、油品精制。
  (6)总烃。这是石油炼油过程中产生   多的污染物,其来源也非常之广,几乎炼油的各个环节都会产生,如油品储罐、工艺装置加热炉、轻油及烃类汽提、阀门与管线泄漏、污水处理隔油池、装卸油设施等等。
  2、化工生产
  (1)燃烧烟气石油。主要污染物为二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和尘。具体来源包括锅炉、加热炉、裂解炉、焚烧炉和火炬。
  (2)工艺废气。这是化工生产中   主要的废气,也是污染物含量较多的废气,具体包括烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、醛、酚、酯、醇、卤化物、卤化烃、二氧化硫、氧化物、一氧化碳、氮氧化物、氰化物等等。工业废气产生的来源包括甲苯装置、对苯二甲酸装置、环氧氯丙烷装置、甲醇、乙醛、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶等等。
  二、石油化工废气处理技术的研究进展
  目前,较为常用的石油化工废气处理技术主要有放电等离子体技术、生物分解技术以及TiO2光氧废气处理设备技术。下面分别对这三种技术及其相关的研究进展进行介绍。
  1、放电等离子体技术
  该废气处理技术常被用于工业尾气的处理,其主要是通过高电压的放电形式获得非热平衡等离子体,在这一过程中会生成大量的   电子,利用这些   电子可以破坏C-H和C-C等化学键,进而使工业尾气分子中的H、Cl以及F等发生置换反应,   终生成H2O和CO2,这样一来便可以使这些工业废气全部变为物质。目前,将这种废气处理方法列为处理工业废气   的几种方法之一。正因该方法在处理工业废气中的性较高,使的专家学者加大了对该项技术的研究力度,研究方向主要有协同催化剂和反应器这两个方面,并取得了   的进展。
  (1)协同催化剂。为了进一步提高等离子体对污染物的去除效率,研究人员进行了大量试验,   终发现在等离子体中加入   剂量的催化剂可以显著提高污染物的去除效率,这样不仅大幅度降低了能耗,而且减少了副产物的生成。目前,对于这种协同催化剂的研究主要集中在金属氧化物以及TiO2催化体系这两个方面上。据有关研究结果显示,通过等离子体与催化反应的协同效应来提高废气净化率和降低能耗是可行的。同时一些专家学者还对大气污染物在低温等离子体化学处理中金属氧化物的催化活性进行了研究,相关的研究结果表明在不使用MnO2作为反映催化剂时,苯的转换率仅为30%左右,而使用MnO2作为催化剂参与反应时,苯的转化率能够达到90%以上。
  (2)放电反应器。放电反应器是等离子体产生的主要装置,其性能和结构直接决定着污染物的去除效果。近些年里一些专家学者加大了对放电反应器性能的研究力度,并取得了   的进展。如采用介质屏蔽降解CF3Br降解率仅能达到55%左右,经研究后发现采用双极性脉冲高压技术能够进一步提高氯苯和甲苯的分解率。
  2、生物分解技术
  该技术是在微生物处理废水的基础上发展起来的一种废气处理方法,其主要是利用微生物的正常生命活动将废气转化为无机物的一种技术。近年来,的一些研究者对该技术处理VOCs在微生物菌群培养、动力学模型机设备工艺等方面进行了相关研究,通过数学模型的建立为设计和过程优化提供了依据。国内的一些专家学者则将研究的放在了反应器中微生物的生长状况方面,通过研究发现,当被处理污染物的成分及微环境不同时,会繁值出不同的微生物种群。对于一些水溶性较好的污染物可以通过一些生存在水中的来完成生物降解,而难溶于水的污染物则可采用代替来完成降解。
  3、TiO2光催化技术
  该技术以其自身具有的诸多优点,如化学稳定性好、容易获得、成本低廉、   等等,在近些年里逐渐受到关注。其属于一种较为理想的催化剂,也是目前为止在废气处理中应用   多的一类催化剂。研究人员通过对该催化剂的改性,使其光响应的苑围进一步扩大,地降低了电子复合率,显著提高了催化效率。同时经过实验研究发现,复合薄膜的活性要远远高于单一薄膜,掺杂复合薄膜的光降解率较之未掺杂前有显著提高。虽然TiO2光氧废气处理设备技术在处理工业废气方面具有反应速率快、不受溶剂中的分子影响、反应、容易回收等优点,但该技术在实际应用过程中也存在一些问题,为了使该技术获得   为广泛的应用,许多专家学者针对技术应用中的不足展开了深入研究,如针对贵金属表面沉积、强酸化等问题进了研究,进一步提高了可见光的利用率及催化量子的效率,并且还将热催化、等离子体以及微波场等技术与光催化进行耦合,并在污染物气相光催化降解中进行了应用,结果表明能够显著提高光催化过程的效率。