焦化行业案例分析

一、废气性质

根据统计结果,废气中污染物种类繁多，废气呈常温，回收利用价值较低。其性质如下：

（1）从废气量及组分方面分析，其变化系数大，不同时段产生的废气量及废气成分变化较大；

（2）从化学性质方面分析，主要有苯、甲苯、二甲苯、醚、萘、氰化氢、氨、硫化氢与其他VOCs

（3）从物理性质方面分析，含有不易溶于水的物质；

（4）从人体感官方面分析，含有芳烃类有机物如苯等污染物，对附近环境影响较大；

（5）从污染物浓度方面分析，属于高浓度废气。

二、处理难点

根据上述废气性质分析，本项目存在如下处理难点：

（1）废气气量变化大，处理系统需耐冲击负荷的同时又必须考虑经济合理性，因此气量的选择及操作控制要求较高；

（2）废气污染物成分种类多，复杂，并且随时间变化，处理工艺要求具有持续性；

（3）废气中含有恶臭类物质及大气污染物，处理工艺除臭要求高。

（4）废气中含有萘及酚类，极容易堵塞管道，对预处理工艺要求高。

三、工艺方案比选

从性质分类上，焦化废气属于混合有机废气。目前，废气的净化方法主要包括吸附法、吸收法、生物法、光催化技术及催化燃烧法等。

吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、沸石分子筛等，将废气中的污染物组分浓集在吸附剂表面，使之与空气分开的方法对废气进行处理。吸附达到或接近饱和时，需要脱附再生。从理论上讲，吸附剂经过脱附，吸附质应该全部脱附出来，但实际上，脱附时总会有一部分吸附质不能被解吸，存在着残留吸附量，致使吸附曲线和脱附曲线不吻合，产生所谓“滞后现象”且脱附面临着投资成本高，操作专业性强，运行费用高的难题。

吸收净化法是工业废气治理方法中一种重要的、常用的方法。常用的设备为喷淋吸收塔；废气气体从塔体下方进气口进入废气吸收塔，在通风机的动力作用下，迅速充满进气段空间，然后均匀地通过均流段上升到第一级填料吸收段。在填料的表面上，气相中物质与液相吸收溶液进行传质吸收。未完全吸收的废气气体继续上升进入第一级喷淋段。在喷淋段中吸收液从均布的喷嘴高速喷出，形成无数细小雾滴与气体充分混合、接触、继续发生化学反应。然后酸性气体上升到第二级填料段、喷淋段进行与第一级类似的吸收过程。第二级与第一级喷嘴密度不同，喷液压力不同，吸收气体浓度范围也有所不同。在喷淋段及填料段两相接触的过程也是材热与传质的过程。通过控制废气洗涤塔流速与滞贮时间保证这一过程的充分与稳定。对于某些化学活泼性较差的气体，尚需在吸收液中加入一定量的表面活性剂。塔体的最上部是除雾段，气体中所夹带的吸收液雾滴在这里被清除下来，经过处理后的洁净空气从废气吸收塔上端排气管放入大气。

生物净化的基本原理是：废气流经带有液体吸收剂的处理器，在处理器中，由于污染物在气、液相之间存在浓度梯度，使其从气相转移到液相，通过微生物的代谢作用，有机物被分解、转化为生物质和无机物。该法与常规治理技术相比，具有设备简单，投资运行费用低，无二次污染等优点。生物净化法适用于低浓度、大体积废气处理。在目前的VOCs废气生物处理法处理应用中，以运行操作简单的生物滴滤池系统使用最多。

UV光解技术原理：该技术是利用高能紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携带正负离子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。臭氧的氧化能力和臭氧在紫外光的照射下产生的高活性的离子氧（羧基自由基）能将各类有机物转化为无毒害的二氧化碳、水、硫酸、硝酸等简单无机物，从而达到净化废气的目的，该反应过程是高能紫外线辐射和臭氧协同作用下的一种高级氧化过程。光氧设备运行费用低，操作简单，处理效果好，无二次污染，净化效率高，运行安全，使用寿命长，适用于处理各种有机废气。

催化燃烧是借助催化剂在低温下实现对有机物的完全氧化。催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体，它适用于浓度范围广、成分复杂的各种有机废气处理。催化燃烧法的催化剂主要包括贵金属催化剂(铂、钯、钌等)和过渡金属氧化物催化剂(铜、锰、钴的氧化物)。催化剂在使用过程中随着时间的延长，活性会逐渐下降，直至失活。催化剂失活是由于毒物与活性组分化合或熔成合金；其次，卤族元素和硫的化合物能够抑制催化反应；最后，由于碳的沉积、废气中的粉尘等沉积，从而影响催化剂的吸附与解吸能力，致使催化剂活性下降。催化燃烧法适用于废气温度高、流量小、有机溶剂浓度高、含杂质少的废气。存在的主要问题是催化剂易中毒和不耐高温，且催化剂使用时间长时，治理效率相应降低，治理装置较复杂。

分解氧化处理原理：当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。分解氧化处理装置降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到分解氧化污染物的目的。