石化行业废气 治理与回收技术

石化废气按生产行业可分为石油炼制废气、石油化工废气、合成纤维废气和石油化肥废气。四大生产行业排放的废气按排放方式可分为：燃烧烟气、生产工艺废气、火炬废气和无组织排放废气。石油化学工业中的炼油厂和石化厂的加热炉和锅炉燃烧排放燃烧废气，生产装置产生不凝气、弛放气和反应中产生的副产品等过剩气体，轻质油品、挥发性化学药品和溶剂在贮运过程中的挥发、泄漏，废水和废弃物的处理和运输过程中散发的恶臭和有毒气体，以及石化工厂再生产原料和产品运输过程中的挥发和泄漏散发出的废气是石化工业废气的主要来源。

石化行业气体种类繁多，并且有些气体会对环境、人类造成一定的伤害，具有强烈的臭味，严重影响到人们的身心健康。人们在吸入这些恶臭气体之后会产生各种不良反应，例如其产生的毒性对于人体的神经、肾脏、肝脏等造成严重伤害，有些还会致癌，对于人体的血液、心血管系统、胃肠等生成损害，因此对石化行业废气的治理越来越受到人们重视，现已成为大气污染治理的重点之一。常见的石化废气治理工艺包含低温冷凝法，热解法，膜分离法和活性炭吸附法等。

低温冷凝法是利用有机污染物的饱和蒸汽压随着温度降低而降低的特点，降低温度至污染物沸点以下,使其由气态变为液态的工艺。该工艺对于高浓度的有机废气具有良好的回收效果，但冷凝不彻底，仍然会有较高浓度的废气排出，一般作为废气治理的预处理工艺。

热解法可分为直接燃烧法和催化燃烧法，直接燃烧法是把废气中可燃的成分当做燃料直接烧掉，但一般废气浓度的热值不足以维持自身燃烧，需要辅助添加燃料进行燃烧。多作为石化废气处理的最终措施。催化燃烧法是利用催化剂的催化作用，使废气中的大分子有机成分转化成无害物，或者转化成更容易从气流中分离去除的物质。该工艺催化剂价格较高，工艺条件要求严苛，处理效果不稳定。

膜分离法的基本原理是采用对有机废气具有选择渗透性的高分子膜，在一定压力下使有机物渗透通过高分子膜而被富集，脱除了有机成分的气体留在渗透侧排出系统的工艺。该工艺流程简单，能耗低。但同时投资费用高，适用种类少。

活性炭（纤维）吸附法是利用多孔炭的吸附性，将废气中的有机成分吸附分离，处理后的尾气排空。活性炭吸附饱和后再通脱附将活性炭再生利用。该工艺中活性炭吸附效果受水分影响较大，经过多次再生后吸附性能下降明显；需要频繁更换活性炭，且更换下来的活性炭是危险废物，处理费用高。

针对目前石化废气处理存在的问题，江苏海普功能材料有限公司研制出HDV型高分子纳米吸附剂，可将废气中的有机成分吸附去除。吸附饱和后，用热脱附对纳米吸附剂进行脱附再生，有机蒸汽可冷凝回收。具体工艺如下：

 

具体流程说明为：石化废气先经过真空泵/风机/压缩机抽取后，进行预冷凝/过滤（可选）。冷凝液化后的油用储罐接收，未冷凝下来的有机成分接入装有纳米吸附剂的吸附塔进行吸附富集，废气经过吸附后可达标排放。吸附剂吸附饱和后，将低压蒸汽（或热氮气）通入吸附塔进行吹脱。吹脱出的有机蒸汽再经过冷凝液化，静置分层，可分离回收出有机溶剂。热脱附后的纳米吸附剂温度较高，通入洁净空气冷却至室温后，可重新用于吸附。吸附塔通常配置为2台，1台用于吸附，1台用于脱附备用。对于高浓度的废气也可配置2台以上。

该工艺对于石化废气中的有机成分去除率可达99%以上，并在多个项目现场得到验证。

附HDV型纳米吸附剂优点：

1. 孔结构可控且孔容积高；

2. 具有良好的物理化学稳定性，耐酸、碱和有机溶剂、具有较高的热稳定性和机械强度，耐磨损；

3. 表面呈现高疏水性，湿度对吸附性能无影响；

4. 容易再生且吸附性能稳定；

5. 不需更换即无危险废物产生。

综上所述，各工艺处理方法对比如下表：

序号	工艺方法	适用范围	优点	缺点
1	低温冷凝法	高浓度成分单一的有机废气	可回收有机溶剂	净化率低，一般作为预处理
2	直接燃烧	中低浓度的可燃性废气	净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解	消耗燃料，投资及运行成本高，易造成二次污染
3	催化燃烧	中低浓度低气量的大分子废气	低温催化分解，不需辅助燃料	催化剂易中毒，部分有害物质分解不充分，效果不稳定
4	膜分离法	高浓度低气量成分单一的有机废气	工艺简单，能耗低	初次投资费用高，尾气仍需处理，适用废气种类较少
5	活性炭吸附法	中低浓度，高净化要求的有机废气	净化效率高，可处理多组分气体	吸附剂再生利用效果较差，易产生危废
6	纳米材料吸附法	中高浓度，高净化要求的有机废气	净化效率高，可处理多组分气体，再生利用效果好，无危废产生，工艺相对简单	初次投资费用较高