化工生产过程中的尾气处理工艺技术探析
时间：2023-02-26 13:50:07 来源：千叶帆 本文已影响人
吴 彤，王 倩，解 欢
（山东省生态环境规划研究院，山东 济南 250000）
由于我国社会环境保护意识的提升，为了使我国社会经济与生态环境可以协调发展，除了要出台更多的环境保护政策外，还要提升化工生产中尾气的处理质量。对于化工生产尾气而言，其不仅污染危害性大，而且由于尾气中含有大量的硫化物、氮化物等有害气体，如果直接排放到室外环境中，将会给周边环境带来极大的安全威胁。所以，化工企业要做好尾气处理工作，利用现代化的尾气处理工艺使尾气达到国家要求的排放标准，对促进我国化工行业发展以及改善环境质量均可起到积极的作用。
在化工企业生产过程中，由于存在大量的化学反应，导致尾气中硫化物、氮化物的含量比较大，所以为了使尾气具备排放条件，需要采用尾气回收装置对尾气进行处理，将其中的有害气体去除干净，待检测达标后便可排放到大气环境当中。尾气处理技术的应用，可以有效改善化工企业周边的大气环境质量，而且也符合环境保护政策的要求，对促进化工企业发展有着极其重要的意义。
常见的尾气处理方法：在化工产品生产过程中，化工企业会在反应流程中添加许多化学原料，导致产生的尾气中含有大量有毒、有害的成分，如果仅使用一种处理方法，则会大大提升处理难度，而且处理效果也十分有限。因此，需要对化工生产过程中的尾气处理进行系统化设计，将多种处理手段以组合的方式进行运用，从而实现提升尾气处理质量的目的。下面将对常见的尾气处理方法进行阐述。
冷凝法：大量的硫化物会在化工生产阶段生成，尾气中的硫化物不仅会危害环境，而且对人体健康造成极大的负面影响，需要采取有效的措施将硫化物从尾气中去除干净。现阶段，冷凝法在处理硫化物时取得了不错的效果，在处理高浓度硫化物尾气过程中可以广泛使用冷凝法。在冷凝作用下，作为一种高沸点的有机物质，硫化物会在低温环境下出现相变，使得尾气中的硫化物可以容易脱除、回收。在应用冷凝法过程中，冷凝温度要根据硫化物在尾气中的沸点高低来进行确定，有助于提升硫化物的处理效果。如果硫化物在尾气中的占比比较低，则冷凝法的作用将会大打折扣。
连续热燃烧法：作为一种广泛应用的处理措施，连续热燃烧法在应用过程中需要将尾气与蓄热间进行连接，并将加热装置设计在连接区域，通过加热尾气使尾气中的化学物质发生氧化反应，起到初步剥离的作用。当尾气进入到蓄热间后，蓄热间的温度会持续上升，尾气会在连续燃烧效应的作用下，加快其中内部化学物质的燃烧速度，进一步加剧氧化反应的表现程度，从而达到尾气处理的目的。与其他处理方法相比，连续热燃烧法由于需要配置一定数量的蓄热间，所以应用成本比较高。在应用连续热燃烧法时，加热温度不得小于760℃，尾气在经过处理后会形成二氧化碳与水，所以不会对环境产生污染。
直接燃烧法：与其他尾气处理方法相比，直接燃烧法操作简单，尾气处理效率高，缺点则是能耗大，需要花费较多的处理费用。在尾气收集技术的帮助下，将尾气输送至高温燃烧室，尾气在以天然气或煤油燃烧所形成的高温环境下进行燃烧，使得尾气中的有害物质得到充分的氧化，从而达到净化尾气的目的。通过对各种处理技术的处理效率进行对比后发现，直接燃烧法的处理效率最高，但是由于需要耗费较多能源，所以当需要处理浓度比较大的尾气时，可以使用直接燃烧法。
水、碱处理法：所谓水、碱处理法，指的是利用水、碱与尾气中的有害物质发生中和反应，使尾气中的有害物质得到最大限度的处理。当尾气与水、碱充分接触后，水、碱会与尾气中的有机物质相互融合，并生成酸盐类固态物质，通过收集固态物质实现对尾气的净化处理。
尾气处理系统设计：在处理尾气过程中，除了要使用上述处理技术外，还需要针对尾气的化学特性，对尾气处理系统进行有针对性的设计，方可使尾气处理技术的效用最大限度地发挥出来。尾气处理设计系统可以分为三个子系统，即：尾气分类系统、尾气搜集系统与尾气循环利用系统，下面将对此详细叙述。
尾气分类系统：在尾气中含有比较复杂的化学物质，并且不同尾气处理方法在适用范围上存在不同，不可直接使用。因此，在对尾气进行处理前，需要将尾气进行分类，随后再输送到不同的处理系统当中，有助于提升尾气处理效果。所以，尾气分类系统的设计是提升整个尾气处理效果的关键一环。一般来说，在化工生产系统中，由于各生产系统所用的化学物质存在差异，所以为了提升分类效果，需要在化工生产系统中放置尾气分类装置，从而提升尾气分类的效果。尾气分类系统与处理系统之间要用专用管道进行连接，确保分离出的尾气可以快速地进入到尾气处理系统当中。
尾气搜集：所谓尾气搜集，指的是为了提升尾气的处理效率，需要将尾气搜集装置设计在尾气处理系统中，作为其中一个系统模块来增强尾气处理系统的处理效果。在设计尾气搜集系统时，需要对尾气排放通道的走向进行确定，随后使用排气设施将尾气排放到要点的区域，从而确保尾气可以得到有效的搜集。
尾气循环利用系统：尽管尾气处理工艺获得了高速发展，但是仍然无法将尾气中的有害物质全部清除干净。如果直接将尾气排出，将会严重影响空气环境质量。因此，在设计尾气处理系统时，为了降低尾气排放量，则需要对尾气循环利用系统进行合理设计，而且也有助于起到节能降耗的作用。在设计过程中，可以将处理后的尾气进行集中，作为燃烧气体得到再次利用。
为了提升化工生产过程中尾气处理的质量，确保处理后的尾气符合国家排放标准要求，需要化工企业采取科学合理的措施来提升尾气处理技术的应用水平。
规范尾气处理技术的工艺流程：在尾气处理过程中，需要使用有针对性的催化剂对尾气中的有害物质进行处理，使其转化为无害物质，从而使尾气具备排放条件。因此，在处理尾气过程中，为了提升尾气处理质量，最为关键的工作在于对处理流程进行严格把控，规范尾气处理技术的工艺流程，采取合适的处理方法或者处理系统实现对尾气的高效处理。另外，由于尾气处理流程比较复杂，需要对每个处理流程进行高标准的把控，确保尾气分类、搜集以及加热等处理工艺可以得到严格控制，为提升尾气处理效果奠定坚实基础。
注意控制装置升温与氧含量的浓度：在使用尾气处理装置前期阶段，装置中的氧气含量要控制在合适范围；
如果处理装置经过检修后再次开始升温，则为了避免氧气与催化系统残留的硫化铁发生自燃，则需要将氧含量控制在小于1%的范围。另外，为了使燃烧气体可以得到完全燃烧，需要在分析燃料气体量的基础上，将低压水蒸气与燃烧气体进行混合，有助于提升燃烧气体的燃烧效率。在装置升温阶段，需要在燃烧出口位置进行采样化验，根据采样结果来适当控制风量，防止碳析现象发生。
空气及酸性气体的配比控制：处理装置中的空气含量与酸性气体进料量要严格控制，确保两者可以达到平衡状态，有助于提升酸性气体的转化效率。在尾气处理过程中，首先要对酸性气体的含量进行测量分析，随后根据测量结果，确定空气的吹入量，使两者可以充分地发生反应，提升尾气处理效果。与此同时，在化工尾气分液罐上，需要将硫化氢与二氧化硫的在线比值清楚地标注出来，随后检测二氧化硫与其他硫化物的浓度，根据浓度分析结果，调整风量控制系统的运行功率，确保硫化氢与二氧化硫的在线比值可以控制在标准要求的界限之内。酸性气体在引入前，要对气体的构成情况充分分析，从而合理调配气与风的比值。在处理尾气时，注意根据燃烧情况可以对配风微调阀进行灵活调整，使“气/风比”处于最佳范围，增强尾气的燃烧效率，确保尾气处理效果符合排放标准。
高温掺合阀的使用注意事项：高温掺合阀的作用是进行温度调节，一般来说，高温掺合阀最大的开度是10%，如果开启过大，将会使汽包的操作压力快速上升，影响系统运行的稳定性。因此，在控制高温掺合阀时，只允许在3%-10%的范围内进行开启，以免影响尾气的处理效率。
尾气处理装置的维护保养：在化工生产阶段，尾气的处理无疑是整个生产环节中最为重要的一个环节，所以为了提高尾气处理效果，除了要使用合理的尾气处理工艺外，还要加强对尾气处理装置的维护与保养力度，确保尾气处理装置可以长期保持良好的运行状态。如果对尾气处理装置维护、保养不当，则会导致尾气处理效果下降，影响化工企业生产效率与经济效益。因此，在维护与保养过程中，有关人员应密切留意尾气处理装置的工作状态，实施定期养护作业，做好故障隐患排查工作，确保尾气处理系统中的各个子系统具备良好的工作条件。
尾气处理工艺的技术优化方法：尾气处理工艺技术的应用，可以有助于降低有害气体的排放量，对保护生态环境质量具有十分重要的作用，社会效益十分显著。对于化工生产行业而言，为了满足社会对化工产品的需求，提升企业经济效益，需要大力对尾气处理技术进行应用研究，使其可以满足不同化工生产工艺的尾气处理要求，提升有害物质的去除效率。所以，化工企业要在科学研究方面投入大量资金，对当前运行的尾气处理系统进行升级，并不断借鉴国内外先进的尾气处理经验，对化工生产中的尾气处理工艺技术进行全面优化，在保证尾气处理效果的同时，实现降低能耗以及提升化工企业经济效益的目的。
随着我国化工产品需求的不断上涨，我国近年来在化工生产领域投入了大量的建设资金。对于化工企业而言，除了要生产高质量的化工产品外，还肩负着保护生态环境的使命。因此，为了解决好化工生产阶段的尾气排放问题，要求化工企业从技术角度出发，加快尾气处理工艺技术的应用研究速度，合理控制尾气处理工艺流程，不断地在原有尾气处理工艺的基础上进行优化升级，从而实现高质量完成尾气处理工作的目标，对保护我国生态环境质量具有十分深远的意义。
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