有机废气治理案例

有机废气治理工程案例

1.工程概况

该集团有限公司位于江苏经济开发区，是以香料和防腐剂生产为主的企业，该公司2009年进行了项目技改，技改后形成了年产500吨防腐剂SP、800吨防腐剂SP-C、300吨防腐剂DFC-34、200吨防腐剂4010NA、1000吨防腐剂RD、200吨防腐剂BLE、丁酸乙酯1700吨、丙酸乙酯（副产）200吨及乙酸乙酯（副产）100吨的生产能力。目前该公司生产运行正常，但生产车间和酯化反应后冷凝工序、精馏、冷凝工序排放的有机废气对厂区及周边环境产生了一定的影响，同时，长期接触该废气会对员工身心健康产生极大危害。

公司领导十分重视污染治理，为了改变这种状况，减少废气污染物对周边环境和员工的影响，该公司决定对生产车间和酯化反应后冷凝工序、精馏、冷凝工序排放的废气进行集中处理，并委托我江公司进行废气治理工程设计。

2.设计依据

1、《中华人民共和国大气污染防治法》2000年4月29日；

2、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）二类区；

3、《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准；

4、《恶臭污染物排放标准》(BGl4554—1993)。

3.设计原则

∙严格执行国家的有关规定，确保各项指标达到规定的标准。

∙运行上有较大的灵活性和可调节性，并留有一定富余量以满足长远需要。

∙工艺流程简捷，设备布置合理，结构紧凑，占地少，投资和运行费用省。

∙操作管理方便，技术要求简单，最大程度地实现自动化控制。

∙设计时充分考虑处理系统配套的减振、降噪，从而防止对环境的二次污染。

4.主要废气污染源分析

生产车间产生的有机废气主要来自生产车间和酯化反应后冷凝工序、精馏、冷凝工序。由于该公司的生产原料种类多、成分复杂，在生产过程中产生的废气成分较为复杂，多为有机蒸汽。根据项目环评，典型的特征污染物为丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙醇等有机蒸汽。其排放时段与生产时段有关。

5.废气污染物设计值及处理要求

1、设计排放值及处理规模

生产车间有机废气排放属于有机蒸汽的混合物，没有对应的实测值。只能根据项目环境影响报告书有关数据结合现场实际情况考虑设计。设计处理规模：3000m3/h。

2、处理要求

本工程建设地位于海安经济开发区内，属于二类区区域，按照《环境空气质量标准》（GB3095-1996）二类区要求，废气污染物排放执行《恶臭污染物排放标准》(BGl4554—1993)中二级标准要求，即排气筒高度≥15m，臭气浓度≤2000（无量纲）。

6.废气污染物处理技术介绍

有机废气不仅对生态环境造成严重影响，而且对人体健康具有极大的危害，会使中枢神经产生障碍、病变，引起慢性病、急性病。杂环香料的阈值低、气味强度大且不愉快，在生产和包装过程中极易有大量的气味逸出，对公司内部和周边人群易造成身心不愉快。该厂产生的废气浓度较低，成分复杂，监测难度大，治理困难。国外早在20世纪50年代末便开始了恶臭气体污染治理的研究，并积累了丰富的理论知识和实践经验。我国20世纪80年代才开展恶臭气体污染的调查、测试和标准方面的研究，而对脱臭技术的研究则是从20世纪90年代才开始进行。

各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改变，消除恶臭。常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等，其定义、适用范围和特点见表1。

表1 常见恶臭气体处理方法比较

上表列出的恶臭气体处理方法各有优缺点，究竟选择哪一种处理方法更为合适，则要根据恶臭物质的性质、浓度、处理量、当地的卫生要求和经济情况等具体因素而定，在实践中也常将几种方法结合使用。20世纪50年代发展起来的生物法，因具有显著优点而得到很快发展，其中尤以日本、德国、荷兰等国取得的成效最显著。我国在20世纪80年代末才开始这方面的研究。近些年来对恶臭气体的处理越来越受到人们的重视，研究的重点已转向生物法的研究。

恶臭气体生物脱臭原理：在水、微生物和氧存在的条件下，利用微生物的代谢作用氧化分解发臭物质，以达到净化气体的目的。生物处理大致可以分为3个过程：发臭物质被载体(固定有微生物)吸附；发臭物质向微生物表面扩散、被微生物吸附；微生物将发臭物质氧化分解。不含氮的恶臭物质被分解成CO和H2O，含硫恶臭物质被分解成S，SO32-，SO42-，含氮恶臭物质则被分解成NH4+，NO2-，NO3-。

生物法处理恶臭气体主要有生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器3种形式，目前应用最广泛的是生物滤池和生物滴滤塔。三种主要生物处理方法比较见表2。

表2 三种主要生物处理方法比较

恶臭气体的生物处理技术具有其它传统方法不可比拟的优越性，如处理效率高、无二次污染、所需的设备简单、易操作、费用低廉、管理维护方便等，已经得到了各国越来越多的重视，并且在欧美得到了广泛的应用。我国近年来也有许多科研工作者进行了生物法处理恶臭气体的研究，并取得了一些研究成果。但是由于生物反应器涉及气、液、固三相传质及生化降解过程，影响因素多而复杂，所以在理论研究方面和实际应用方面还有许多亟待解决的问题。

低温等离子体技术：低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

低温等离子体的产生途径很多，质阻挡放电是一种获得高气压下低温等离子体的放电方法，这种放电产生于两个电极之间。介质阻挡放电可以在0.1～10105Pa的气压下进行，具有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行的特点。整个放电是由许多在空间和时间上随机分布的微放电构成，这些微放电的持续时间很短，一般在10ns量级。介质层对此类放电有两个主要作用：一是限制微放电中带电粒子的运动，使微放电成为一个个短促的脉冲；二是让微放电均匀稳定地分布在整个面状电极之间，防止火花放电。介质阻挡放电由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题（SO2腐蚀性强）。介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O 等物质，从而达到净化废气的目的。