石油化工廢氣處理脫硫脫硝的工藝方法探析

趙婷婷 鄭雯倩

石家莊市環(huán)境監(jiān)控中心 河北 石家莊 050022

正文：

引言：我國社會經(jīng)濟的發(fā)展促進(jìn)了石油化工行業(yè)的高效發(fā)展，石油化工行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模在進(jìn)一步擴大的過程中，為人們帶來了更多環(huán)境污染問題，對生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。隨著我國環(huán)境與生態(tài)保護(hù)意識的提升，石油化工廢氣處理脫硫脫硝工藝逐漸引起社會各方及相關(guān)部門的重視。為在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上促進(jìn)我國經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展，石油化工企業(yè)應(yīng)對脫硫脫硝工藝的應(yīng)用有充分的了解與掌握。

1.石油化工廢氣污染的源頭與類型

1.1 石油化工廢氣污染類型

石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝極為復(fù)雜，有著眾多工序，這也導(dǎo)致其在生產(chǎn)過程中廢氣產(chǎn)生的源頭眾多，組成廢氣的成分也十分復(fù)雜。其中包含著多種復(fù)雜的氧化物、有機物、無機化合物，與大量的大分子顆粒物。在有機化合物中，烯烴、烷烴與芳香烴等碳?xì)浠衔锼嫉谋戎剌^大，同時在煉油的過程中還有一些含有氮、硫的有機化合物產(chǎn)生。以含有硫的有機物為主，由于其具備較為特殊的理化特點，往往會產(chǎn)生具有強烈刺激性的氣味，給人們的身體健康帶來巨大的危害。這些有機化合物均為小分子，能夠無視人體原有的保護(hù)屏障，引發(fā)細(xì)胞的癌變。

無機化合物大部分是以氧化物的模式存在，例如，一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等。其中的二氧化硫與一氧、二氧化氮是導(dǎo)致酸雨出現(xiàn)的主要因素，對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。二氧化碳的濃度過高，則會導(dǎo)致氣候溫度大幅度提升[1]。

1.2 石油化工廢氣污染源頭

石油化工企業(yè)廢氣污染主要是在石油工業(yè)與化工單位的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。石油工業(yè)主要的生產(chǎn)內(nèi)容就是煉油，有著十分復(fù)雜的工藝與操作程序，涉及到的環(huán)節(jié)較多。在整個煉油的過程中，會采用鍋爐設(shè)備進(jìn)行加熱，鍋爐、焚燒爐與加熱爐等設(shè)備在使用時會燃燒煤炭或其他原料，這一過程中會產(chǎn)生大量的煙氣；另外，在原油加工成燃油與汽油的過程中要經(jīng)歷催化裂化，催化裂化設(shè)備在催化過程中會產(chǎn)生大量廢氣，其中由瀝青氧化后所產(chǎn)生的尾氣對人體、動植物都會造成嚴(yán)重的危害，容易引發(fā)皮炎、咽炎等疾病；在生產(chǎn)過程中，無論是在氣體還是液體中都有硫元素、硝元素的存在，在消除的過程中，與氫元素混合也會產(chǎn)生具有污染性的氣體。

2.石油化工廢氣處理脫硫脫硝工藝

2.1 等離子法脫硫脫硝工藝

等離子法脫硫脫硝工藝主要分為兩種類型，分別是電子束法與脈沖電暈法。其中，電子束法主要是針對廢氣中的無機化合物、以二氧化硫與二氧化氮為主的氧化物等。通過電子加速設(shè)備制造出與氧化物發(fā)生氧化反應(yīng)的等離子。將水蒸氣、氨與氧化后的氧化物進(jìn)行混合，通過容器能夠看到硫酸與硝酸由霧態(tài)的形式轉(zhuǎn)化為液態(tài)的形式，再將剩余的煙氣排放到煙囪外。而脈沖電暈法的作用原理與電子束法基本相同，區(qū)別在于，脈沖電暈法是通過高壓脈沖電源產(chǎn)生高能電子。

2.2 光催化法脫硫脫硝工藝

光催化法脫硫脫硝工藝主要是采用以二氧化鈦為主的較為穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)作為光催化劑，對廢氣中蘊含的有害化合物進(jìn)行催化，提升其化學(xué)反應(yīng)的速度，從而使產(chǎn)生無污染化合物的時間縮短。二氧化鈦因為光化學(xué)性穩(wěn)固，不具有毒性，且價格相對便宜，具有較大的光催化活性優(yōu)勢。但由于光催化法在當(dāng)前脫硫脫硝的工藝中效果并不是很顯著，在使用過程中會產(chǎn)生二次污染，因此在實際的應(yīng)用中受到很大的限制。對此，脫硫脫硝工藝研究者應(yīng)對更加高效的光催化劑展開研究，使脫硫脫硝過程中的二次污染降低，最大化地提升效率[2]。

2.3 絡(luò)合吸收法脫硫脫硝工藝

絡(luò)合吸收法屬于非干式技術(shù)。絡(luò)合吸收法的脫硫脫硝原理主要是通過絡(luò)合反應(yīng)使氧氮化合物能夠快速溶解，生成不具有污染性的物質(zhì)。這一工藝在具體應(yīng)用中需要使用絡(luò)合吸收劑，使氧氮化合物能夠快速溶解。氧氮化合物溶解的速度與吸收劑的性質(zhì)有直接的影響。在石油化工生產(chǎn)中，主要使用乙二胺四乙酸、半胱氨酸等含有二價鐵離子的亞鐵絡(luò)合物，這一類型的絡(luò)合物在絡(luò)合反應(yīng)中具有溶解速度快、溶解量大等優(yōu)勢，能夠提升脫硫脫硝的效率。

2.4 尿素法脫硫脫硝工藝

尿素法脫硫脫硝工藝主要針對二氧化硫與二氧化氮等氧化物，以尿素作為吸收劑，與其它的添加劑按照相應(yīng)的比例進(jìn)行混合，制成混合劑。在石油化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣在經(jīng)過混合液時將會發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，對廢氣中的二氧化硫進(jìn)行洗滌，使硫氮元素以性質(zhì)較為穩(wěn)定的化合物形式留在液體的底部。這一工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)物銨肥可以循環(huán)使用，尿素脫硫脫硝法的反應(yīng)原理比較簡單，工藝流程與相配套的設(shè)施也并不復(fù)雜，維護(hù)方便，成本不高，在過程中也不會造成二次污染，具有較好的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益，眾多優(yōu)勢使其在石油化工廠有較為廣泛的應(yīng)用。

2.5 脫硫脫硝集成工藝

在脫硫脫硝過程中，石油化工廠通常會采用某一單獨的脫硫或脫硝技術(shù)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行針對性的處理，從而提升處理的效率。但相對來說，這些技術(shù)與脫硫脫硝集成工藝相比，在效率與時間上仍然有一定的不足。固相吸收、活性炭吸收以及氧化銅脫硫脫硝工藝是脫硫脫硝集成技術(shù)中較為常見的工藝，具有操作簡單、節(jié)省時間的優(yōu)勢，且效果更為顯著。如在活性炭吸收脫硫脫硝工藝中，主要通過活性炭吸收水和氧化物的方式，對廢氣進(jìn)行處理。在吸收過程中，活性炭也會與氧氣發(fā)生反應(yīng)，再通過加入含有氮元素的堿性氣體，從而去除其中的硫元素和硝，元素生成性質(zhì)比較穩(wěn)定的化合物。

結(jié)束語：石油化工有較為復(fù)雜的生產(chǎn)流程，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢氣，對生態(tài)環(huán)境以及人們的身體健康都會帶來危害。對此，石油化工企業(yè)應(yīng)對脫硫脫硝工藝產(chǎn)生足夠的重視，對不同的工藝原理、差異性與使用范圍有充分的了解，在生產(chǎn)過程中應(yīng)用相適應(yīng)的工藝對廢氣進(jìn)行處理，從而降低石油化工生產(chǎn)為環(huán)境生態(tài)造成的破壞。