陳照運(yùn) ， 杜曉艷

(河南龍宇煤化工有限公司 ， 河南 永城 476600)

化學(xué)洗滌吸收法在煤化工惡臭廢氣處理中的應(yīng)用

陳照運(yùn) ， 杜曉艷

(河南龍宇煤化工有限公司 ， 河南 永城 476600)

針對(duì)煤化工甲醇裝置產(chǎn)生的廢水中帶有大量惡臭廢氣的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)幾種惡臭氣體處理工藝進(jìn)行比選，采用了水逆流吸收+次氯酸鈉氧化+液堿吸收轉(zhuǎn)化的處理方案進(jìn)行處理。投入運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，出口氣體實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

惡臭廢氣 ； 化學(xué)吸收 ； 達(dá)標(biāo)排放

0 前言

河南龍宇煤化工有限公司采用殼牌粉煤加壓氣化爐，年產(chǎn)50萬(wàn)t甲醇和20萬(wàn)t二甲醚。煤化工是產(chǎn)生惡臭污染的重點(diǎn)行業(yè)，由于生產(chǎn)甲醇過(guò)程中復(fù)雜的工藝反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)人體有害的惡臭物質(zhì)溶解于廢水中，在處理這些廢水時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)從液體向空氣中逸出形成惡臭廢氣。由于這些惡臭廢氣具有揮發(fā)性和不穩(wěn)定性，嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境，對(duì)員工身心健康造成極大的危害，根據(jù)國(guó)家環(huán)保相關(guān)要求和公司的職業(yè)安全要求，需對(duì)這些污染物進(jìn)行處理。

1 惡臭污染特征

1.1 惡臭成分分析

經(jīng)檢測(cè)，污水惡臭物質(zhì)主要包括有硫類、氨類、醚類、醇類等，其中最主要的惡臭物質(zhì)是硫化氫，各種低分子(C1～C3)的硫醇、硫醚、二甲基二硫化物等，大致可分成以下5類[1]：①含硫的化合物，如H2S、硫醇類、硫醚類；②含氮的化合物，如胺類、酰胺、吲哚類；③鹵素及衍生物，如氯氣、鹵代烴；④烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴；⑤含氧的有機(jī)物，如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸等。

其中惡臭廢氣以H2S、NH3、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和苯乙烯類物質(zhì)為主。

1.2 惡臭污染的危害

工藝排放廢水處理中，會(huì)不連續(xù)地產(chǎn)生嚴(yán)重惡臭污染物。絕大多數(shù)惡臭氣體產(chǎn)生的原物質(zhì)為有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)人體健康和環(huán)境危害較大，其危害主要有三個(gè)方面[2]：①刺激嗅覺(jué)器官引起人們的不愉快或厭惡，損害人體健康；②對(duì)金屬材料、設(shè)備和管道有一定的腐蝕性；③對(duì)大氣環(huán)境造成污染。

2 惡臭廢氣處理工藝比選

對(duì)于惡臭污染物的治理，可以通過(guò)建立燃燒、吸收、吸附等除臭裝置加以去除。另外也可用大量無(wú)臭的空氣進(jìn)行稀釋，降低其臭氣強(qiáng)度，然后通過(guò)煙囪高空擴(kuò)散排放。如臭味強(qiáng)度不大的，可采用屏障隔離以阻止臭氣直接彌散，或在一定范圍內(nèi)釋放具有芳香味的物質(zhì)以掩蓋惡臭物質(zhì)的臭味。常用方法有燃燒法、活性炭吸附法、生物脫臭法、離子除臭法、植物液法、化學(xué)洗滌吸收法等[3]，各種除臭方法的比較如表1所示。通過(guò)表1可知，以上幾種方法各有自己的特點(diǎn)，由于污水站采用SBR系統(tǒng)處理工藝廢水，整個(gè)水站占地面積較小，且各個(gè)構(gòu)筑物之間聯(lián)系緊密，結(jié)構(gòu)緊湊，可以在最小的范圍內(nèi)進(jìn)行封閉和直接收集，并且由于污水站惡臭廢氣流量大、濃度高，故結(jié)合污水站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，決定采用化學(xué)洗滌吸收法治理惡臭污染物。

3 處理方案

3.1 工藝

表1 各種除臭方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較

處理的工藝方案：先采用水逆流吸收，然后用強(qiáng)氧化劑吸收液和液堿混合液進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化，生成無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì)，吸收液循環(huán)使用。因?yàn)楫a(chǎn)生的剩余吸收液量較少，可以直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池經(jīng)過(guò)稀釋后進(jìn)入后續(xù)生化池進(jìn)行生化處理。

3.2 范圍

本方案設(shè)計(jì)范圍為事故池、集水池、預(yù)處理調(diào)節(jié)池(包括沉淀池、均質(zhì)池、水解酸化池等)。進(jìn)口自吸風(fēng)罩至吸收塔出口之間的惡臭廢氣處理工藝及相應(yīng)配套的設(shè)備選型。

4 工藝原理

根據(jù)各類惡臭廢氣的主要特點(diǎn)，確定本次甲醇廢水中廢氣的處理方法為：先對(duì)廢氣采用水進(jìn)行逆流吸收，再用強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和吸收，最后采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和吸收，反應(yīng)吸收公式如下：

CH3SSCH3+2NaOH+NaCl

Na2SO4+2H2O+4NaCl

惡臭廢氣處理工藝過(guò)程：事故池、集水池、各預(yù)處理水池廢氣加蓋密封后經(jīng)吸風(fēng)罩吸收匯集到吸收塔中，與塔中吸收液逆流接觸后，惡臭廢氣被吸收下來(lái)，凈化后的氣體再經(jīng)次氯酸鈉洗滌塔和氫氧化鈉洗滌塔進(jìn)一步吸收反應(yīng)，徹底去除有毒有害氣體產(chǎn)生的惡臭并達(dá)標(biāo)排放，吸收液則循環(huán)使用。廢氣處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢氣處理工藝流程

5 廢氣處理工程

該工程包括4部分，分別為氣體收集與輸送部分、原料部分、有害氣體洗滌吸收部分、尾氣排放部分，具體設(shè)備見(jiàn)表2。

表2 設(shè)備詳細(xì)表

5.1 氣體收集和輸送部分

包含有事故池、集水池及各預(yù)處理水池頂蓋1座、引風(fēng)機(jī)2臺(tái)、相應(yīng)的管路和閥門(mén)等。該部分主要用于收集惡臭廢氣并將氣體加壓輸送進(jìn)入洗滌塔，在洗滌完后排空。各水池頂蓋采用玻璃鋼蓋，內(nèi)部采用碳鋼防腐支架加固，排氣管為玻璃鋼材質(zhì)，利于防腐。

5.2 原料部分

裝置共有兩個(gè)儲(chǔ)槽，分別是氫氧化鈉儲(chǔ)槽和次氯酸鈉儲(chǔ)槽，用于存放兩種反應(yīng)原料，其中氫氧化鈉溶液有效濃度為30%，次氯酸鈉溶液有效濃度為10%。系統(tǒng)共用一臺(tái)卸料泵，而儲(chǔ)槽底部的標(biāo)高高于洗滌塔儲(chǔ)液槽上部的標(biāo)高，所以藥劑通過(guò)重力自流作用即可進(jìn)入洗滌塔儲(chǔ)液槽，節(jié)省了動(dòng)力消耗。

5.3 有害氣體洗滌吸收部分

包含填料式洗滌塔3座、藥劑循環(huán)泵6臺(tái)及相應(yīng)的管路閥門(mén)。惡臭廢氣由廢氣收集總管進(jìn)入一級(jí)洗滌塔，在一級(jí)洗滌塔中被水吸收，然后由抽風(fēng)機(jī)將廢氣從洗滌塔中抽出，再依次送入二級(jí)、三級(jí)洗滌塔利用次氯酸鈉和液堿進(jìn)行洗滌吸收處理，廢氣中的有毒有害的惡臭物質(zhì)經(jīng)過(guò)三級(jí)吸附、化學(xué)轉(zhuǎn)化和洗滌后，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，處理后的潔凈氣體經(jīng)過(guò)裝置頂部的高煙囪排入大氣，而藥劑重新回到塔底的溶液槽繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)吸收。

5.4 尾氣排放部分

通過(guò)管道將洗滌塔尾氣引入高空并排放，排氣筒高度為30 m，下部設(shè)有取樣孔，以便分析取樣。

6 運(yùn)行效果

該裝置于2014年3月投入運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際情況間斷開(kāi)啟，每天可處理廢氣約24 000 m3，消耗次氯酸鈉0.5 t、氫氧化鈉0.2 t。投用后，系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，污水站周?chē)膼撼魵馕洞蠓葴p輕，集水池周邊1 m處位置均不能夠檢測(cè)出有毒有害氣體含量，人體已經(jīng)基本上聞不到臭味，出口廢氣完全達(dá)標(biāo)排放。2014年3月惡臭廢氣處理裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 惡臭廢氣處理裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)

7 結(jié)語(yǔ)

河南龍宇煤化工有限公司在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的大量有機(jī)廢水中的惡臭廢氣，通過(guò)強(qiáng)氧化劑吸收液和液堿混合液溶液的吸收轉(zhuǎn)化，生成無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，吸收液循環(huán)使用。惡臭廢氣處理系統(tǒng)排放廢水10 m3/d；廢水通過(guò)管道直接排放至污水站集水池經(jīng)綜合稀釋后，進(jìn)入后續(xù)生化池進(jìn)行處理，因產(chǎn)生的水量較少，對(duì)后續(xù)生化反應(yīng)幾乎沒(méi)有影響。該項(xiàng)目已于2014年3月建成并投入運(yùn)行，目前運(yùn)行情況良好，污水站的惡臭氣體已經(jīng)根本得到解決，工作環(huán)境大為改善。

[1] 羅固源,孫永利,吉方英,等.污水生物處理系統(tǒng)中逸出氣體的危害與控制[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2001，24(6)：131-133.

[2] 王 令,丁忠浩.惡臭污染分析及防治技術(shù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31(3)：28-30.

[3] 劉 濤,石油化工污水處理場(chǎng)惡臭氣體治理方案選擇[J].廣東化工，2011，38(5)：153-154.

2015-05-21

陳照運(yùn)(1982-)，男，工程師，從事環(huán)保及水處理技術(shù)運(yùn)行管理工作，電話：13837094450。

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