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摘要：随着各类大型煤化工项目的建成投运，煤化工项目产生的大气污染问题随之显现。煤化工项目的大气污染是主要污染之一，无组织排放的烟尘、氮氧化物、二氧化硫、氨气等，已经严重影响周边生态环境和民众的健康生活。本文对.煤化工大气污染处理技术进展及发展方向进行探讨。
关键词：煤化工；大气污染；处理技术
1 煤化工项目大气污染物处理技术现状
1.1 固体颗粒物处理技术
固体颗粒污染物的处理技术主要有沉降法、湿法和过滤法。沉降法是利用颗粒自身的重力和离心力，使气体中的颗粒物沉降收集的方法，广泛应用于初级除尘。利用锥顶进气重力除尘器除尘效率最高可达72.1%。湿法是利用水和其他液体使颗粒湿润并加以捕集的方法，常用的设备为水浴除尘器。对硫铵水浴除尘器进行改造，使周围大气和操作岗位空气中的硫铵颗粒质量浓度均小于2mg/m3。过滤法是使含有颗粒污染物的气体经过有许多毛细孔的滤料，将颗粒污染物滞留下来的方法，比如布袋过滤、填充层过滤等，其中布袋过滤除尘广泛用于焦炉烟气除尘和电厂飞灰除尘，能够使排放质量浓度小于10mg/m3。
1.2 氮氧化物处理技术
煤化工项目产生的氮氧化物主要采用过程控制、尾气脱硝或二者组合处理的方式。焦炉氮氧化物的排放控制，主要采取过程控制和尾气脱硝工艺。过程控制包括降低燃烧室温度、废气再循环、控制阶段燃烧技术。
应用过程控制技术后，焦炉中氮氧化物的排放质量浓度由1300g/t-1900g/t（以焦炭计）降为450g/t-700g/t（以焦炭计）。尾气脱硝工艺主流技术是选择性催化还原法（SCR）。该法是在操作温度300℃~400℃的条件下，利用负载于TiO2的V2O5、WO3作催化剂，用氨作还原剂进行氮氧化物脱除的过程，氮氧化物减排可达90%以上。该技术采用模块化的催化剂，便于催化剂更换，在燃煤锅炉、焦炉废气的氮氧化物去除方面，应用较为广泛。
1.3 VOCs处理技术
VOCs处理的主流技术包括吸附回收法、催化燃烧法、冷凝法以及生物法等。吸附回收法是利用固体吸附剂的吸附作用，对VOCs中各组分选择性的吸附。常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、分子筛等。该法具有设备简单、操作灵活、去除效率高的优点，但存在投资运行费用高且有二次污染的缺陷。催化燃烧法是指在燃烧过程中，VOCs中的有机物通过合适的催化剂进行低温氧化分解的方法。该法可以高效、彻底地处理含有复杂组分的VOCs气体，但前期投资相对较大，对催化剂要求比较高，在催化燃烧过程中，还会产生一些二次VOCs，含硫和含氯VOCs容易使催化剂失活。冷凝法是通过加压或降低温度，使废气中的VOCs发生凝结，从而达到净化和回收废气的目的。研究表明，冷凝法可以去除80%~90%沸点为60℃的VOCs。该法对设备的要求较高，多与吸附法、催化燃烧法或其他处理技术相结合，可降低运行成本、提高处理效率。生物法是利用微生物的代谢作用，将VOCs转化为CO2、H2O等无机物，具有工艺设备简单、运行费用低、二次污染小等优点。但其对场地、操作条件要求较为苛刻，设备体积大，净化速度较慢，仅适用于低浓度VOCs净化。
1.4 含氨废气处理技术
氨气极易溶于水，对于低浓度的含氨废气，可直接采用吸收法处理。在装置的不同区域设置抽风系统，把生产过程中产生的含氨尾气引入吸收塔进行水洗吸收，使得氨的排放达到了环境标准。对于高浓度的含氨废气，根据氨气溶解放热的特性，对氨吸收装置进行改造，增加换热器对吸收液的降温，吸收率最高达到97.5%。对于液氨充装过程产生的含氨尾气，射流法回收治理液氨尾气技术，解决了液氨充装氨气逸散问题。对于混合有其他不易溶于水的含氨废气，从经济性考虑，可采用负压回收的方法处理，即利用煤气鼓风机前煤气管道的吸力，将混合氨气的混合气体吸入煤气管道，达到废气回收的目的。负压回收法具有回收彻底，无二次污染的优点。
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1.5 一氧化碳处理技术
一氧化碳的处理技术主要有源头控制、燃烧处理、燃料管网回收利用等。针对焦炉荒煤气逸散造成的一氧化碳污染，采用高压氨水喷射，在桥管内喷洒区域的后方及上升管内产生较大的负压，使荒煤气由炭化室经上升管、桥管、吸入集气管内，以避免荒煤气溢出。事故状态下焦炉逸散的大量荒煤气，采用自动点火燃烧的方式处理。焦油槽、冷凝液槽、氨水槽逸散的含有一氧化碳的放散气体，可采用负压回收至燃料管网的方法，实现一氧化碳的净化和回收利用。
1.6 硫化氢废气处理技术
硫化氢废气处理技术主要有吸收法、吸附法、催化燃烧法等。吸收法是利用硫化氢水溶液呈酸性的特性，采用碳酸钠、氢氧化钠等碱性溶液洗涤吸收的方法，一般用于硫化氢浓度高、气量大的废气处理。吸附法是利用某些多孔物质的吸附性能来净化气体的方法，常用于硫化氢浓度较低的废气处理，吸附剂有活性炭、分子筛等。采用FC-Ixx催化剂对硫化氢气体进行焚烧试验，当硫化氢进气体积分数不大于3370μL/L时，硫化氢的转化率及二氧化硫的生成率均接近100%，可满足硫回收装置尾气处理要求。
1.7 含萘尾气处理技术
含萘尾气的处理技术有吸收法、燃烧法、负压回收法等。吸收法是根据萘易溶于有机溶剂的性质，采取有机溶剂喷洒洗涤，实现萘的净化。但由于有机溶剂的挥发，会产生二次污染。燃烧法是将含萘尾气集中收集后，进入焚烧炉燃烧，生成水和二氧化碳。此法具有燃烧彻底、无二次污染的优点。负压回收法是利用负压燃气管网吸收含萘尾气。针对焦化厂生产过程产生的含萘尾气，利用煤气鼓风机前负压煤气管道吸力，将含萘尾气引入煤气负压管道，实现含萘尾气的净化。该法工艺简单，成本低，无二次污染，但由于萘容易结晶、堵塞管道，需对输送管道进行伴热，且对储罐的密封要求较高，需采取氮气密封的方式，杜绝空气吸入。
2 煤化工项目大气污染物处理技术发展方向
1）成分较为单一的大气污染物的处理，如布袋除
尘法处理固体颗粒物技术、选择性催化还原法（SCR）处理氮氧化物技术、氨法脱除二氧化硫技术、吸收法处理氨气技术等，在相当长的一段时间内，这些技术仍然是煤化工大气污染处理的主流技术。改进的方向是降低处理成本，延长设备、催化剂的使用寿命，研发催化剂快速再生技术。
2）催化燃烧法在处理成分复杂的VOCs中有着广泛的应用前景。与常规热力燃烧法相比，催化燃烧法所需的燃料少、能耗低，设备体积小，是VOCs的主流处理技术。开发催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长的催化剂，是催化燃烧法的发展趋势。
3）负压回收法在处理不凝废气、成分复杂的原料气污染方面应用前景广泛。优点是效率高、无化学反应、无二次污染，回收至燃料管网，可实现废气的二次利用。提高负压回收系统的气密等级、延长负压回收系统运行周期，是负压回收技术的优化方向。
4）研发废气治理多联产工艺。如氨气污染、萘污染的治理，开发氨气回收生产硫酸铵工艺，萘回收同步脱萘工艺，在消除大气污染的同时，回收副产品，提高经济效益。
5）研发废气一体化治理工艺。开发集成度高、占地面积小、能耗低、操作控制便捷的废气治理工艺，改变目前废气治理设施布置分散，人员劳动强度大、操作复杂的现状。
结束语
随着大气污染排放标准的不断修订完善，更加凸显出煤化工项目加强大气污染治理、紧跟环保新要求的必要性和紧迫性。上文对一些观点进行论述，希望能给业内人士提供帮助。
参考文献:
[1]梁俊宁，陈洁，卢立栋，等.煤化工行业氮氧化物排放系数研究[J].中国环境科学，2014
[2]张艮行.煤制天然气厂恶臭污染物的来源及防治对策探讨[J].化工管理，2016
论文作者:白羽,田美霞,白云
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/6
标签：废气论文; 技术论文; 尾气论文; 氨气论文; 硫化氢论文; 氧化物论文; 催化剂论文; 《防护工程》2019年9期论文;