喷淋吸收与光氧催化联合处理法治理化工有机废气工程实例

摘要：加大综合治理力度,减少污染物排放是众多生产性工业企业面临的急迫任务。本文以某化工企业有机废气治理为例,采用喷淋吸收与光氧催化联合处理法进行处理,介绍该废气处理工程工艺路线、特点、设计参数及实际运行情况。

十八大以来，党中央、国务院十分重视环境保护工作，把生态文明建设提到事关全面建设小康社会战略高度来对待。为此，国务院专门印发《“十三五”生态环境保护规划》，出台大气污染防治行动计划。这是推进生态领域国家治理体系和治理能力现代化的重大举措，也是全社会活动特别是工业企业运行实践的遵循准则与要求。

大气污染防治是当前生态文明建设的核心任务之一，大气污染的来源是多方面的，而企业污染源又是重中之重。因此，加大综合治理力度，减少污染物排放是众多生产性工业企业面临的急迫任务。从企业的角度看，加快技术改造的步伐，提高科技创新能力，特别是加强污染治理措施的技术支撑，依靠高效先进的工艺设备，实现废气净化处理、达标排放是必经之路。近几年来，我们处理一系列有机废气的工程实践中，总结了一些经验，技术上也有所创新，本文提出的喷淋吸收与光氧催化联合处理法可为后续有机废气治理提供借鉴。

1 工程概述

1.1 工程简介

本方案以某化工企业反应釜加工车间、污水处理池以及固废处理间的有机废气治理为例，从工艺和技术的角度，对其存在的问题，如何加以解决，实际效果如何等方面加以说明。在此工序中，产生挥发性有机物(酚类、硫酸、硫化氢、氨气、甲硫醇)，属于无组织对外排放，无净化处理设备，如直接排放，将影响工厂局部大气环境及周边居民身心健康，也不符合国家《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中大气污染的排放要求，从消除污染、保护环境、造福于民和利于企业持续稳定发展的角度出发，结合当下生态环境部废气处理技术建议及技术工艺更新要求、环评报告及企业实际情况，决定采用先进环保设备对现有有机废气进行净化处理，实现达标排放。

1.2 工艺简介

恶臭气体由引风机通过收集管道进入预处理喷淋塔气体分布器，经气体分布器分布后气体向塔上方行走，在行走的过程中，遇到被雾化器雾化的液体，控制预处理循环吸收液呈弱碱性，以利于废气中部分酸性污染物质的中和去除，气液进行完全饱和接触并进行化学反应，较好地保证恶臭废气进入后续生物净化塔的pH 控制条件，该反应只对酸性、易溶于水的气体有作用，未反应掉的部分臭气则进入光氧催化反应箱体内，利用高能紫外线光束与空气反应产生臭氧和羟基自由基对恶臭气体进行协同分解氧化反应，同时大分子恶臭气体在紫外线作用下使其链结构断裂，使恶臭气体物质转化为无臭味的小分子化合物或者完全矿化，生成水和二氧化碳，达标后经排风管排入大气整个分解氧化过程两秒内完成。

1.3 排放标准

(1)反应釜处理工艺有机废气排放参照《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)，执行表1 中二级执行标准。

(2)污水池恶臭气体经过治理后，不受其它因素影响，厂界达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中厂界 (防护带边缘)废气排放二级标准，处理后无感官臭味。

2 工艺设计

2.1 工艺技术方案选择

根据现场条件，结合我们多年来有机废气治理经验，方案选择工艺为：喷淋塔吸收与光氧催化法相结合的处理方法，该工艺具有投入及运行成本低，净化有机废气效果好和便于维护等优点，选择此工艺作为本车间净化收集处理，能满足系统净化处理要求。

2.2 工艺流程的特点

喷淋洗涤塔：结构简单、成本低；中等投资、运行费用低；去除效率高；压降低；不堵塞；传质较慢；有湿度和pH要求。光氧催化法：结构简单、成本低；投资及运行费用低；去除率高；适用于低浓度；压降较低；无二次污染；占地面积小。

采用喷淋塔与光氧催化净化设备去除有机废气的方法，具有运行可靠和无二次污染的等优点；且净化设备的方法容量大、阻力小和吸附速度快等特点，可以减少系统运行阻力；另外可以缩短吸附时间，节省运行成本；废气净化效率一般在95-98%之间，净化效率高；使用寿命可达30000-50000 小时，使用寿命长，采用微波点亮灯管，避免金属结构件连接，故障率低、比普通灯管更节能环保。

2.3 处理系统的设计

反应釜有机废气主要成份为硫酸、酚类及颗粒物，对大气环境和人身健康带来极大危害。因此，按照简明通风设计手册，根据废气浓度、污染成份、毒性及刺激性大小要求的控制风速标准及实际操作经验，结合现场实际情况，对净化系统进行合理计算，从而提出具体完整的设计方案。

2.4 总体设计方案

(1)收集罩横截尺寸：12 个900*800mm 和2 个1100*1100mm和2 个800*800mm 罩口控制风速选定1.0m/s；根据L(风量)=3600S(横截面)V(控制风速)

(2)系统总设计风量：26000m³/h；

(3)离心风机选型：4-72 10C 15KW 风量22310-33910m³/h1380-980pa

(4)净化设备：喷淋洗涤塔 光氧催化净化设备；

(5)设备材质：喷淋塔为pp 材质、光氧催化为304 不锈钢；

(6)系统管道尺寸：采用φ200mm、φ300mm、φ400mm、φ500mm、φ700mm、φ800mm 的304 不锈钢螺旋风管。采用304 高纯度不锈钢主要是考虑到有机废里含有一种强腐蚀性硫酸物质，目的是提高系统收集的耐久性。

2.5 控制系统的设计

采用喷淋洗涤塔与光解组合工艺治理有机废气，对吸收和催化进行分别控制，设备采用380V/50Hz 电源输入，开关设置于设备正面右上方。控制系统具有以下几个特点：

(1)可以同时运行也可单机运行；

(2)运行时出现的异常情况可报警及自动停机；

(3)控制系统操作简单。

2.6 净化设备的设计

3 运行费用

动力消耗，单套有机废气净化装置用电功率如下：

净化设备功率：N1=5.1+1.5+2.1+0.8=9.5kW；

其中N1 为两套系统吸附和催化过程中连续使用，按设计风量每天工作8 小时，每年工作300 天，电费按1.0 元/度计，功率系数按0.7 计，即：

吸附和催化过程耗电费用：

M1=9.5*8*300*0.7*1=15960 元/年；

设备的总运行费用为M1=15960 元/ 年(10000m³/h 和26000m³/h)

由此可见，不论采取何种处理工艺，风机的运行费用一般相差不大。采用低温等离子+光氧催化净化设备应该是一种比较经济的处理方法。

4 总结

综上所述，在有机废气治理过程中，如果采用我们推荐的喷淋吸收与光氧催化相结合的方法，在技术上是成熟可行的，运行上也是稳定可靠的，运行费用也是相对节约的，这已被实践所证明。当然，随着技术的不断革新和工程实践的完善，该方法仍有改进和提升的空间，这是未来需要总结和面对的工作，在此不多赘述。