化工企业有机废气治理技术研究

田 庄

(枣庄职业学院,山东 枣庄 277800)

引 言

近年来，随着国内经济持续繁荣和外贸出口逐年增长，化工企业生产的工业制品和消费制品的基础原料呈现扩增走势[1]。由此产生的有机废气种类更加复杂，废气产量规模更加庞大，解决起来更加棘手。一方面中国的发展需要环境保护；另一方面为了改善国民生活，提高国民生活质量，促进经济快速发展，发展化工企业建设是必要的。如何在矛盾与现实中寻求一个合理的平衡处理方式，加速推进化工企业的有机废气治理技术因时制宜、合理运用和升级换代成为关键。

1 化工有机废气综述

化工有机废气是指化工企业在工业生产中产生的含有有机物的气体。随着国内化工企业向高端自动化方向发展，生产过程中所生成的有机气体成分更加复杂。化工企业生产的有机废气中还包括其它无机物和大分子颗粒，如何进行物质分离以及防止有机废气中的物质发生二次反应进一步加大了有机污染物治理的难度。化工企业生产的有机废气在种类上主要有甲醛、乙酸、二甲苯、丙酮、乙醇、甲烷等有机物质，其中酸类物质易与空气结合形成具有腐蚀性的酸雨；醇类和烃类物质易燃易爆；醛类物质，尤其是其中甲醛具有严重的致癌性，一旦扩散开来，将造成严重的生态安全事故[2]。这些有机废气物质危害性不是单一的，它们以及它们的衍生物在多个方面具有危害性。例如，苯并芘类多环芳烃具有难分解性，存在自然环境降解困难，会长期依附在动植物身上产生基因变异造成生态环境破坏，同时该物质会导致周围生活居民身体发生癌变，患上不治之症。近年来，国内化工企业增多，有机废气排放量得到同步提升，有机废气粗放式排放既是一种对环境破坏的表现，又是对资源的浪费。如何利用有机废气资源，进行废物再利用，提高工厂能源利用率消耗也逐渐成为有机废气治理的研究新方向。

2 化工有机废气治理方法

化工有机废气治理方法在学科应用上具有多样性、交叉性、融合性的特征，目前主要利用物理方法、化学方法、生物方法。在实际应用中，既有单学科方法的实际应用，又有多学科方法协同高效的综合应用。无论是哪种方法，自身都具有一定的适用性，化工企业应该根据自身条件合理评估进行选择，做到生产效益最大化和有机废气处理的有效性。

2.1 物理方法应用层面

运用物理方式进行有害物处理的方法主要有吸附法和过滤法。吸附法在物理应用层面较为广泛，根据吸附材料的吸附特性而建立起的方法。为了提取吸附材料里的有机物质和重复利用吸附材料，衍生了新的吸附工艺技术，主要包括吸附回收技术、吸附浓缩技术、活性炭吸附集中再生技术、活性炭吸附回收的溶剂集中提纯技术[3]。吸附回收技术和浓缩技术主要是为了回收和提纯相关吸附溶剂。溶剂消耗量较大，进行一定回收再利用能够减少生产成本。活性炭是一种优良的吸附材料，相比以分子筛为材料的旋转式吸附技术而言，活性炭吸附具有价格便宜，应用准入门槛低，吸附能力较强的优势。虽然活性炭成本相对低廉，但是如果应用于大规模废气治理，对于企业而言也是不可忽略的成本。同时中小企业自身也缺少对活性炭进行二次利用的技术。为了降低中小企业的生产运营成本，提高中小企业对有机废气治理的积极性，政府应出面引导建立活性炭吸附集中再生和其溶剂集中提纯的生产基地。过滤法目前主要利用玻璃纤维对粒径不大的颗粒物进行过滤，主要减少废气排放过程中产生的烟雾颗粒。吸附法和过滤法受限于材料上的局限性，应用范围需根据排放的有机废气特性进行适当选择。

2.2 化学方法应用层面

化学方法的应用上较为灵活多变，一般催化法应用较为普遍。利用催发剂将废气进行迅速的燃烧处理，产物是对环境无害的二氧化碳和水。催化燃烧反应需要物理层面的吸附技术，将有机废气吸附入催化室中，利用催化剂耐高温、活性高的特性，将废气进行燃烧化学反应[4]。催化技术在不同的应用场合选择也不一样，催化剂类型多样，应该根据实际排放物成分进行合理选择。随着对催化剂研究探索的不断深入，各类催化剂的性能和种类得到了质与量的提升，进而加大了催化燃烧技术在市场上的大规模商用。催化燃烧技术由于对有机废气处理具有处理效率高、处理规模量大的特点，目前是大型化工企业应用最多的有机废气处理方式。现阶段，随着新生技术的研发，放电分解法也逐步兴起。放电分解法利用高压放电过程形成的高能电子冲击破坏碳氢间形成的各种化学键，同时通过相关化学置换反应，将有机化合物转换为无害的无机化合物，达到对有机废气的无害化处理[5]。化学转换方式多样，转换方式较之物理方式更加复杂，但是化学方法处理有机废气更为高效与彻底。

2.3 生物方法应用层面

生物方法早期主要用于有机废气脱臭处理，只能在低浓度废气排放中进行处理。生物方法应用主要以微生物分解为主，生物方法应用具有一定绿色环保性，相比物理方法和化学方法适用范围相对较小，处理效率较慢，但是随着生物技术的进步，生物方法的普适性得到了提高，应用范围得到了提升。有机废气中其它混合物部分可溶于水，利用细菌、真菌、单细胞体生物对其结构的分解性进行无害无毒化处理。对于有机废气不溶于水的部分，可以采用真空技术或者选择其它溶剂的方式进行微生物降解。

3 化工企业有机废气治理的解决方法改革

在理论层面上，物理方法、化学方法和生物方法的综合结合是完全能够解决化工企业的有机废气无害无毒化管控的。但是在实际调研中我们发现，依旧有很多化工企业简单粗放处理有机废气然后排入大气层中。加强对化工企业的管理并协助化工企业解决自身节能减排遇到的痛点和难点，是对化工有机废气治理改革的关键之举。

3.1 有机废气处理设备技术更新

化工有机废气处理设备是处理化工企业有机废气的关键载体。无论是物理方法、化学方法还是生物方法，都需要一定反应设备。政府应该扶持一批专注于研究和生产有机废气处理设备的新型技术企业，加快研发适用于前沿技术的化工有机废气处理设备和升级改造老旧高能耗低效率的处理设备。现如今，有机废气处理装置进口产品依然占比较大份额。国内没有形成大规模统一标准，这就导致了化工企业生产中应用化工处理设备不对口，影响处理效率，进而降低了企业的积极性。政府扶持一批设备制造商，就是为了打断国外在这方面的垄断，提高国内竞争力，只有化工有机废气处理设备的价格降下来了，各类中小化工企业才有能力大规模使用先进技术进行治污，去污。要想实现化工有机污染气体全面得到治理的效果，加快设备研发和升级换代，降低净化设备费用是解决有机气体污染的关键问题。

3.2 加强对化工企业有机废气排放的监管

大型化工企业自身有足够经济实力进行有机废气处理，政府应该加强监管力度，防范大型企业为了节省成本提升盈利能力而进行的偷排有机废气的行为。一旦发现要加大处罚力度给中小化工企业一个明确信息，无论是哪家企业，只要以身试法，后果必然是严重的。政府应该甄别企业在治理有机废气的能力，对于一些困难弱小的化工企业，可以适当给予一定环保补贴，积极引导中小企业走向环保建设的道路。让市场对国家政策战略有敬畏之心，让企业提高环保意识。

4 化工企业有害废气治理发展趋势

化工有机废气治理正随着新一轮技术变革进行新的资源配置和结构调整，化工有机废气治理在未来会注重资源的循环运用，科学的组合流程工艺，新技术将在减排应用上进行革新。

4.1 废气循环运用

废气中的物质只是因为生产活动不需要才被定义为废料，化工有机废气成分组成上有很大一部分可以转换为其它物质形成经济效益。废气的循环运用一举两得，既降低了对生态环境的影响也带来了经济效益。在未来，有机废气的治理将同时注重处理和回收，将有害的转换为无害的，将无害的多次重复利用。

4.2 科学组合流程工艺

化工企业正趋于精细化方向发展，生产过程排放的有机废气组合成分也日趋复杂。合理规划分批次去除废料物质将会提升处理效率，增加企业利润。

4.3 源头上降低有机物废气的产生

有机物废气的产生是不可避免的，但是随着新技术的发展，各种材料复合技术、化工冶炼技术，计算机虚拟仿真技术的进步，企业生产从选材开始就应着重关注有机废料的产生情况，运用计算机虚拟仿真计算有机物废气产生量，改进的生产工艺、优化原材料。从而在源头上减少有机物废气种类和总量。

5 结语

概述了化工企业有机废气治理的相关技术，展望了未来化工有机废气处理的发展趋势。通过对目前化工企业有机废料治理技术的剖析，以此为化工行业治污能力提升给予参考价值。