化工生产过程中的尾气处理技术研究分析

杨彦红

（北京中矿基业安全防范技术有限公司，北京 100028）

由于可持续发展理念的不断深化，社会各界的环保意识也在不断提升，化工企业作为重污染行业之一，更要注重经济与生态环境的协调发展。基于此，相关单位必须要遵守国家的政策法规，并根据实际情况，进一步提升尾气的处理效果。但考虑到尾气处理工艺是一项技术含量较高的系统工程，故工作人员要不断应用新型技术，在现有基础上对系统进行优化，以便更好地服务社会、服务群众。

1 尾气处理工艺技术的概念

化工企业在生产工艺进行的过程中，会频繁出现大量的化学反应，并且工艺所需机械设备的尾气中也会含有很多硫化物和氮化物等有害物质。为确保尾气满足国家排放条件，相关单位开始建立尾气回收系统，并对其进行特殊处理，将内部的有害气体去除干净，确保其符合一定标准后才能排放到大气环境中。时至今日，尾气处理技术已经成为化工企业必不可少的一项工艺内容，其科学合理的应用可以有效改善化学企业周边环境质量较差的现象，同时也能进一步满足环保政策的需求，对促进化工企业的发展有着极其重要的意义[1]。

2 化工生产过程中常见的尾气处理方案

在经年累月的实验和统计过程中，科研人员逐渐建立了相对完善的尾气处理体系，在化工产品生产过程中，根据其化学原料成分和尾气中所含有的有害物质成分，工作人员开始着手对其有害成分进行剔除，但在长时间的使用过程中发现，如果工作人员只使用同一种方法进行尾气处理很容易出现问题，不同的化学原料在不同状态下会形成很多形态各异的分子，单一的处理手段很难完全应对。工作人员在实验过程中逐渐发现很多单一的尾气处理体系，通过系统化设计并借助特殊手段进行组合，可以有效提升尾气处理质量，减少化学成分的排放。

2.1 冷凝法

冷凝法顾名思义就是通过降低温度使化合物分子凝结成固态，或通过降低温度使其活性降低，整体呈现相对稳定的状态，以此来确保排放后不会出现污染环境的现象[2]。在实际工作过程中，冷凝法通常用于化学工艺中硫化物的去除，在化学生产阶段，各种原料的反应会频繁出现，尾气中会含有大量的硫化物，若直接排放，不仅会污染环境，还会对周围人员的健康造成负面影响，所以工作人员必须采取有效手段去除尾气中的硫化物，减少职业病出现的概率。工作人员经过对多种技术手段比较发现，冷凝法在处理硫化物时具有非常显著的效果，尤其是高浓度的硫化物，在冷凝作用下会变成一种沸点极高的有机物质，此时，硫化物就会在低温环境下出现相变，使其很容易脱除回收。但需要注意的是冷凝法在应用过程中需要根据硫化物在尾气中的沸点来确定后续工艺，以提升硫化物的处理效果，但如果经过实验考察，发现硫化物在当前尾气中的成分减少，那么使用冷凝法的效果将会大打折扣，甚至会无法去除大部分有害物质。冷凝法本身的技术含量较低，主要是因为硫化物在温度变化的情况下会转变为一种无害物质，所以用途比较狭窄，通常只能针对硫化物进行使用。

2.2 连续热燃烧法

连续热燃烧法和冷凝法有异曲同工之妙，但其原理是通过连续燃烧，将尾气与蓄热间进行连接，该处理方法具有一定巨大普遍性，可用于绝大部分尾气的处理。当尾气进入到储存空间后，会通过加热装置直接连接至气体储藏区域，通过对尾气进行加热使其内部的化学物质发生氧化反应，这就可以让部分金属离子变为固态，从而达到初步剥离的目的。然后当尾气进入储存空间后，其内部的温度会持续上升，在连续燃烧的作用下，内部化学物质会快速进行燃烧反应，燃烧会使温度提升，氧化反应也会更加剧烈，这样可以让尾气内的绝大部分成分转化为氧化物，再借助其他方法进行有效剔除。但需要注意的是连续热燃烧法和其他处理方法相比，需要具备完善的燃烧工艺执行体系，并具备足够容量的气体储存空间，且加热温度要求较高，最少也要达到760 ℃，使尾气经过处理后形成二氧化碳和水，这样才能不会对环境造成污染，并可以直接进入生态系统循环中[3]。

2.3 直接燃烧法

直接燃烧法是一项应用较为频繁的尾气处理方案，与其他处理方法相比，直接燃烧法操作简单，尾气处理效率高，唯一的缺点就是没有任何化学制剂辅助工艺，非常直接，因此，需要消耗大量能源来进行热能推送，成本极高。其工作原理是工作人员通过尾气收集装置，将所需处理的尾气输送到高温燃烧室，并用天然气或煤油作为原料创造高温环境，持续进行煅烧，并充分氧化其内部的有害物质，从而达到净化的目的。所以连续热燃烧法和直接燃烧法的工艺基本相同，唯一的区别是连续热燃烧法需要根据实际情况调控温度，耗时较长，但能源消耗减少，而直接燃烧法是一种更加粗犷的处理方式，不需要进行计算，高温燃烧室内的温度基本处于恒定状态，但远高于连续热燃烧法的蓄热室，所以该工艺适合对部分难以处理的尾气进行净化，否则较高的工艺成本会导致尾气处理效果大打折扣。除此之外，只有处理浓度非常高的尾气时才能使用直接燃烧法，这样才能获取对等的工作效果[4]。

2.4 水、碱处理法

该处理方法是指利用水源或碱性物质与尾气中的有害物质发生中和反应，使其最大限度地接近中性。其工作方法是，首先，工作人员要对尾气成分进行分析，经过详细测算后，对每一项成分进行研究，因为现阶段大部分化工企业都会产生大量的硫化物和一氧化碳等，无论其液化还是掺杂在融合气体中，都会导致尾气处于酸性状态，pH值低于7，所以通过添加水可以降低其酸性，使其接近中性。但如果气体内部化合物的浓度过高，单纯地添加水将无法彻底中和，反而增加了用水量，导致成本提高，因此可以使用碱性物质进行中和。但需要注意酸碱中和是一种剧烈的化学反应，当与空气中的有机物质接触后，会相互反应形成酸盐类固态物质，此时便可以通过简单的收集装置，对尾气中的化合物进行净化处理。

综上所述，工作人员需要明确尾气处理方案，并有针对性地建立完善的工作体系，配备合理的尾气处理系统。在处理过程中，除了要合理选用处理技术外，还要针对尾气的化学特性进行有针对性的系统架构设计，并分为不同的子系统，具体情况如下：首先是尾气分类系统。在尾气中会含有非常复杂的化学物质，并且不同的尾气处理方法在适用范围上会存在特异性，若直接使用单一的处理方式，很容易导致尾气处理不完全，出现遗漏或引发安全事故等问题。所以，科研人员通过实际考察和经验积累后，发明了尾气分类系统，将其应用于化工生产系统中，可以进一步完成对尾气的分类，并根据不同特性分流到各个管道中，最终完成分类工作，再根据特定工艺净化尾气。其次是尾气收集系统。所谓尾气收集，就是为提高尾气处理效率，将待处理气体通过设备收集到固定区域，并按照固定通道输送到各个设备的处理平台上，以确保尾气不会出现溢散的现象。最后是循环利用系统，尽管尾气是设备运行过程中出现的工业废气，但将有害物质剔除后，其本身会存在热能等多种可利用能源，若直接排放，很容易导致周围温度受到影响，甚至会危害空气质量，但应用到循环系统中，可以为其他设备的运行提供能源，这符合我国一直倡导的可持续发展理念[5]。

3 提升化工生产中尾气处理效果的策略

尾气处理工作是化工企业未来发展的基础条件，对其进行合理处理，可确保尾气符合国家排放标准，减少环境治理费用，有效提升尾气处理效率。基于此，工作人员必须要积极主动地进行体系优化。

3.1 规范尾气处理的工艺流程

在尾气处理过程中，工作人员通常会使用与尾气中的化学成分相对应的催化剂，初步处理有害物质，这样可以将部分稳定性不强的物质快速转化为无害物质，减少尾气处理的压力，同时也能合理控制资源使用情况，而且尾气成分和浓度都存在特异性弱的情况，如果使用固定工艺进行处理，很容易造成资源浪费，若部分浓度较低的混合气体也要经过各精密仪器的检测和净化，将会带来高昂的成本损耗。对此相关部门必须要求施工人员严格遵守尾气处理技术的工艺流程，采取科学合理的方法，有针对性地进行尾气处理，并且在每次工艺开展之前都要对检测的气体进行详细勘察，判断其浓度和有害物质含量达到固定标准后，再使用机械设备进行净化。若浓度较低，可以通过简单的尾气处理技术，在节约成本的同时，也能加快尾气的处理速率，节省更多的公共资源。另外，工作人员需要明确尾气处理技术是一项难度较高的系统工程，每一个处理流程必须要高标准、稳定地完成，否则就会影响尾气处理效果。基于此，工作人员必须要明确各项工艺的实际需求以及需求过程中的注意事项，为后续的尾气处理工作奠定良好的基础。对此，施工人员必须建立完善的考核机制，对各项工艺的特点、执行方法和注意事项进行定期考核，并要求每一位员工必须达标后才能继续执行相关工艺，否则必须要进行理论学习，确保达标后再上岗位，避免人为失误造成的影响，进一步规范工艺执行方法，减少不必要的成本损耗。

3.2 注意升温和氧气浓度

在使用尾气处理装置时需要注意，前期设备中的氧气含量需要控制在一定范围内，否则会导致燃烧过于剧烈或内部成分和氧气过分接触而发生化学反应，损害设备甚至影响工作人员的生命安全。在以往的工艺执行过程中，曾出现部分设备在经过检修后二次升温时和氧气大量接触，并且其内部的催化系统存在氧气残留，致使硫化铁发生自燃，最终点燃整个设备，当时整片厂区都受到影响，死伤无数。基于此，工作人员必须要明确了解装置升温工艺和氧气含量，要严密把控，确保每一项数值的精准，如果处理设备是经过检修后再次接触升温工艺，必须要避免氧气和系统残留的化学物质发生反应，同时实时监测氧气含量，将其控制在1%以内。另外，为确保气体燃烧更加完全，相关工作人员需要分析燃料中气体的含量，并确保低压水蒸气和燃烧气体合理混合，进一步提升燃烧设备的工作效率。但工作人员也需要注意，除设备和氧气含量需要调整外，当装置处于升温阶段时，还需要在燃烧出口进行采样化验，并根据其残留的化合物成分含量来明确风量等其他因素的速率，避免出现碳析现象。

3.3 控制空气及酸性气体的配比

通过处理装置内的空气含量和酸性气体的进出量，可以确保工艺实施稳定，二者也能达到平衡状态，酸性气体向中性转化的速率也能大幅提升。基于此，在尾气处理过程中，工作人员首先需要对酸性气体的含量进行合理监测，并根据结果明确空气输入量，确保二者能够充分地进行化学反应，且反应能够处于可控范围内，不会出现其他化合物，这样可以进一步提升尾气的处理效果。其次，化工尾气通常会借助分液罐来完成成分之间的分类，但工作人员不能完全依靠设备的自主运行能力，也要实时提取样本并分析浓度，以此作为参考，调整风量、设置系统参数，保障各成分的比值控制在标准阈值之内。在处理尾气时，还要根据燃烧情况合理调整配风阀门，使各项参数长期处于稳定状态，减少工艺调控难度。另外，在处理上述设备参数的同时，也要对高温掺和阀进行合理管控，其实这是进行温度调节的设备，在运行过程中必须要确保掺和阀开度少于10%，避免汽包出现、操作压力过度上升的隐患，从而保障系统运行的稳定性。

4 结论

综上所述，随着我国对化工产品需求的不断提升，近些年化工生产领域的投入逐渐增加，但对于企业而言，除了生产高质量的化工产品以外，还要对周边环境进行良好地保护，一旦出现严重的环境污染问题，周边环境治理费用将由施工单位承担。因此，为提升周边环境质量，需要对化工生产阶段的尾气进行合理净化，确保其中的成分满足国家工业废气排放标准，方可进行排放，这就需要化工企业从技术角度出发，积极主动地进行工艺改进，明确尾气的成分特性，在原有的工艺基础上进行深化改造，从而进一步建设环境友好型社会。