針對某石油化工(gōng)企業現場調研及數據分(fēn)析情況，我們做出以下方案：
簡 述:
企業難題：凝析油罐、污油罐的呼吸閥會排出廢氣及污水區(qū)産(chǎn)生的惡臭氣體(tǐ)，主要是硫醇、硫化氫及輕烴等廢氣，由于這些廢氣具(jù)有(yǒu)刺激性氣味，嚴重影響周圍的環境和人們的身體(tǐ)健康。
企業需求：現在需要對廢氣淨化處理(lǐ)，要求建設一套具(jù)有(yǒu)高能(néng)、實效、環保的廢氣淨化處理(lǐ)設施。處理(lǐ)需達國(guó)家及地區(qū)相關排放标準。
一、工(gōng)藝設計依據
(1).《中(zhōng)華人民(mín)共和國(guó)環境保護法》；
(2).《大氣污染物(wù)綜合排放标準》（GB16297-1996）；
(3).《環境空氣質(zhì)量标準》（GB3095-1996）；
(4).《惡臭污染物(wù)排放标準》(GB14554-1993)
(5).《煉油與石油化學(xué)工(gōng)業大氣污染物(wù)排放标準》 (DB11/447-2007)；
(6)《工(gōng)廠企業廠界噪聲标準及其測量方法》 (GB12348～12349-90)；
(7).《工(gōng)作(zuò)場所有(yǒu)害因素職業接觸限值-化學(xué)有(yǒu)害因素》 (GBZ 2.1-2007)；
(8).《工(gōng)業企業設計衛生标準》 (GBZ 1-2010)；
(9).《建設項目環境保護管理(lǐ)條例》中(zhōng)華人民(mín)共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第253号1998。
(10).《石油煉制工(gōng)業污染排放标準》征求意見稿。
(11).《爆炸性環境》（GB3836/1/2/3-2010）。
二、廢氣原始設計參數及環保排放要求
2-1原始參數
橡膠廠DMF/乙腈抽提裝(zhuāng)置焦油分(fēn)離設備-溶劑再生釜每月會産(chǎn)生3-10噸固态焦油，由于焦油含油DMF、糠醛等物(wù)質(zhì)，按照危險廢物(wù)處理(lǐ)，同時需安(ān)排清理(lǐ)、轉運裝(zhuāng)車(chē)人員。且再生過程中(zhōng)蒸汽凝液會順管線(xiàn)流入焦油池，排出的焦油經水浸泡會使其在儲存過程中(zhōng)向周圍持續散發異味。
DMF/乙腈抽提裝(zhuāng)置焦油異味治理(lǐ)，包括蒸汽噴射泵抽出氣體(tǐ)現場直排，其中(zhōng)會夾雜部分(fēn)DMF及焦油凝固時散發的有(yǒu)害氣體(tǐ)。
廢氣處理(lǐ)量為(wèi)2000Nm3/h，設計彈性為(wèi)25-100%。
2-2廢氣處理(lǐ)工(gōng)況
2-2.1主要污染物(wù)性質(zhì)：
a、二甲基甲酰胺（DMF）
DMF是一種透明液體(tǐ)，能(néng)和水及大部分(fēn)有(yǒu)機溶劑互溶。它是化學(xué)反應的常用(yòng)溶劑。有(yǒu)微弱的特殊臭味。
理(lǐ)化性質(zhì)：無色、淡的氨氣味的液體(tǐ)。分(fēn)子式C3-H7-N-O。分(fēn)子量73.10。相對密度0.9445（25℃）。熔點-61℃。溶解度參數δ=12.1。
二甲基甲酰胺結構式：
b、糠醛
糠醛，又(yòu)稱2-呋喃甲醛，有(yǒu)機化合物(wù)，是呋喃2位上的氫原子被醛基取代的衍生物(wù)。顔色為(wèi)無色或淺黃色，在空氣中(zhōng)易變成黃棕色。氣味有(yǒu)苦杏仁的味道溶解性能(néng)溶于許多(duō)有(yǒu)機溶劑：如丙酮、苯、乙醚、甲苯等。能(néng)與水部分(fēn)互溶，兩相組成随溫度不同而變化。在臨界溫度122.7℃以上時，糠醛與水能(néng)以任意比混溶；20℃時在水中(zhōng)溶解度為(wèi)8.3%。
糠醛結構式：
主要污染物(wù)性質(zhì)分(fēn)析：
以上的物(wù)質(zhì)主要的分(fēn)子鍵為(wèi)C=O，C-H，C=C，C -N 。
◆ C=O分(fēn)子結合鍵為(wèi)728kJ/mol；
◆ C-H分(fēn)子結合鍵為(wèi)414kJ/mol；
◆ C=C分(fēn)子結合鍵為(wèi)611 kJ/mol；
◆ C -N分(fēn)子結合鍵為(wèi)339kJ/mol。
c、硫醇
将包含巯基官能(néng)團（-SH）的一類非芳香化合物(wù)稱為(wèi)硫醇。從結構上來說，可(kě)以看成普通醇中(zhōng)的氧被硫替換之後形成的。除甲硫醇在室溫下為(wèi)氣體(tǐ)外，其他(tā)硫醇均為(wèi)液體(tǐ)或固體(tǐ)。低級硫醇一般有(yǒu)難聞的氣味，有(yǒu)毒。
硫醇中(zhōng)，硫原子為(wèi)不等性 sp3 雜化态，兩個單電(diàn)子占據的 sp3 雜化軌道分(fēn)别與烴基碳和氫形成 σ 鍵，還有(yǒu)兩對孤對電(diàn)子占據另外的兩個 sp3 雜化軌道。由于硫的 3s 和 3p 軌道形成的雜化軌道比氧的 2s 和 2p 軌道形成的雜化軌道大，故 C-S 和 S-H 鍵分(fēn)别比 C-O 和 O-H 鍵長(cháng)。
在甲硫醇中(zhōng) C-S 和 S-H 鍵鍵長(cháng)分(fēn)别為(wèi) 0.182 nm 和 0.134 nm，都比甲醇中(zhōng)的 C-O 和 O-H 鍵長(cháng)大。∠CSH 則為(wèi) 96°，小(xiǎo)于∠COH。
結構式：
常見代表物(wù)：甲硫醇
無色氣體(tǐ)，有(yǒu)不愉快的氣味。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有(yǒu)機溶劑。用(yòng)于有(yǒu)機合成及噴氣機添加劑、殺蟲劑的原料、催化劑等。由甲醇和硫化氫作(zuò)用(yòng)，或由烯烴和硫化氫作(zuò)用(yòng)後分(fēn)離而得。
分(fēn)子結構：
d、硫化氫
硫化氫（化學(xué)式H2S，式量：34.076），無色氣體(tǐ)，有(yǒu)惡臭和毒性。密度1.539g/L。相對密度1.1906（空氣=1）。熔點：－82.9℃，沸點：－61.8℃。溶于水、乙醇、甘油。溶于水生成氫硫酸（一種弱酸）。中(zhōng)心原子S原子采取sp3雜化（實際按照鍵角計算的結果則接近于p3雜化），電(diàn)子對構型為(wèi)正四面體(tǐ)形，分(fēn)子構型為(wèi)V形，H—S—H鍵角為(wèi)92.1°，偶極矩0.97 D ，是極性分(fēn)子。由于H—S鍵能(néng)較弱。
分(fēn)子結構：
e、輕烴
“烴”就是碳、氫兩種元素以不同的比例混合而成的一系列物(wù)質(zhì)。其中(zhōng)較輕的部分(fēn)，就叫做輕烴。天然氣的主要成份是C1，含少量的C2，液化石油氣的主要成份是C3、C4，它們在常溫常壓下呈氣态，叫氣态輕烴。
以上的物(wù)質(zhì)主要的分(fēn)子鍵為(wèi)C=O，C-H，C-C，S-H。
C=O分(fēn)子結合鍵為(wèi)728kJ/mol；
C-H分(fēn)子結合鍵為(wèi)414kJ/mol；
C-C分(fēn)子結合鍵為(wèi)332kJ/mol；
C-C分(fēn)子結合鍵為(wèi)339kJ/mol。
2-2.2廢氣溫度：處理(lǐ)廢氣溫度為(wèi)常溫。
三、廢氣處理(lǐ)排放要求
廢氣經過裝(zhuāng)置淨化處理(lǐ)後，排放标準執行國(guó)家标準《惡臭污染物(wù)排放标準》(GB16297-1996)、《大氣污染物(wù)綜合排放标準》(GB16297-1996)的二級标準及《煉油與石油化學(xué)工(gōng)業大氣污染物(wù)排放标準》 (DB11/447-2007)。
非甲烷總烴^高允許排放濃度：100mg/m3
四、處理(lǐ)工(gōng)藝設計說明
4.1廢氣治理(lǐ)工(gōng)藝介紹
目前廢氣治理(lǐ)工(gōng)藝介紹目前國(guó)内針對高濃度有(yǒu)機廢氣的淨化方法很(hěn)多(duō)，主要有(yǒu)以下幾種^常用(yòng)的淨化處理(lǐ)方法：熱力燃燒和催化燃燒法、UV光解法、冷凝回收法及活性炭吸附法等。
(1)催化燃燒法：
一般适用(yòng)于有(yǒu)機廢氣濃度在2000~5000mg/m3之間，有(yǒu)機廢氣在催化劑（钼、鉑、钯等貴金屬）作(zuò)用(yòng)下進行低溫氧化無焰燃燒，将有(yǒu)機成分(fēn)氧化為(wèi)CO2和H2O産(chǎn)物(wù)。特點：無火焰燃燒，易控制，燃燒控制溫度較低（250～300℃之間），外加熱能(néng)消耗少，不同的廢氣組分(fēn)須選擇不同形式的催化劑及燃燒工(gōng)藝。
進入催化燃燒裝(zhuāng)置的氣體(tǐ)必須經過過濾處理(lǐ)和預熱處理(lǐ)，使廢氣溫度達到催化劑的起燃溫度（220～250℃之間），除去粉塵顆粒物(wù)及液滴等催化抑制劑，避免催化床層的堵塞和催化劑的中(zhōng)毒失效。
(2)UV光解法：
通過采用(yòng)UV-D波段内的真空紫外線(xiàn)（波長(cháng)範圍170-184.9nm），破壞有(yǒu)機廢氣分(fēn)子的化學(xué)鍵，使之裂解形成遊離狀态的原子或基團（C*、H*、O*等）；同時通過裂解混合空氣中(zhōng)的氧氣，使之形成遊離的氧原子并結合生成臭氧【UV＋O2→O-+O＊(活性氧) O+O2→O3(臭氧)】。具(jù)有(yǒu)強氧化性的臭氧（O3）與有(yǒu)機廢氣分(fēn)子被裂解生成的原子發生氧化反應，形成H2O和CO2。整個反應過程不超過0.1秒(miǎo)，淨化效果與廢氣分(fēn)子的鍵能(néng)、廢氣濃度以及含氧量有(yǒu)關。整個淨化過程無需添加任何化學(xué)助劑或者特殊限制條件。
(3)冷凝回收法：
冷凝法一般是通過采取冷卻液與有(yǒu)機廢氣接觸，使有(yǒu)機廢氣溫度降低至沸點以下，以液态的形式收集起來，以便重複利用(yòng)或進行其他(tā)後續處理(lǐ)。
冷凝法是脫除和回收VOCs較好的方法，但是要獲得高的回收率，往往需要較低的溫度或較高的壓力，因此冷凝法常與壓縮、吸附、吸收等過程聯合使用(yòng)，以達到既經濟又(yòu)能(néng)獲得較高的回收率的目的。
(4)活性炭吸附法：
吸附法即：利用(yòng)吸附劑（活性碳、矽膠、分(fēn)子篩等）對廢氣中(zhōng)有(yǒu)機組分(fēn)的高效吸附性能(néng)，使廢氣通過吸附劑層後得以淨化。^常用(yòng)的吸附技(jì )術采用(yòng)的吸附介質(zhì)是活性炭（棒狀或顆粒活性炭）。吸附法淨化效率高（随着吸附劑的飽和，淨化效率逐漸降低）、運行費用(yòng)高（更換吸附劑的成本非常高）、投資成本低、給環境帶來固體(tǐ)廢棄物(wù)的二次污染。目前主要應用(yòng)于大風量、低濃度（≤800mg/m3）、無顆粒物(wù)、無粘性物(wù)、常溫的有(yǒu)機廢氣淨化處理(lǐ)。
以上四種廢氣治理(lǐ)工(gōng)藝都可(kě)處理(lǐ)有(yǒu)機廢氣，但要根據企業的各自要求以及環保局的認可(kě)程度，相應選擇某種或幾種組合技(jì )術。
4.2 廢氣治理(lǐ)工(gōng)藝選擇與說明
通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理(lǐ)有(yǒu)機廢氣，其淨化率是比較高的，但是其投資運營成本極高。因廢氣排放的點多(duō)且分(fēn)散，很(hěn)難實現集中(zhōng)收集。燃燒裝(zhuāng)置需要多(duō)套且需要很(hěn)大的占地面積。熱力燃燒比較适合24小(xiǎo)時連續不斷運行且濃度較高而穩定的廢氣工(gōng)況，不适合間斷性的生産(chǎn)線(xiàn)工(gōng)況。催化燃燒的投資和運營費用(yòng)相對熱力燃燒較低些，但淨化效率也相對較低一些；但貴金屬催化劑容易因為(wèi)廢氣中(zhōng)的雜質(zhì)（如硫化物(wù)）等造成中(zhōng)毒失效，而更換催化劑的費用(yòng)很(hěn)高；同時對廢氣進氣條件的控制非常嚴格，否則會造成催化燃燒室堵塞而引起安(ān)全事故。故從生産(chǎn)線(xiàn)狀況、經濟性和安(ān)全性等因素考慮，不建議采用(yòng)熱力燃燒或者催化燃燒。
因有(yǒu)機廢氣濃度較高，若采用(yòng)活性炭吸附，飽和時間會很(hěn)短，如果不及時更換活性炭，堵塞的活性炭會造成排氣系統的失衡，從而影響正常生産(chǎn)甚至引發安(ān)全事故。同時更換活性炭的工(gōng)作(zuò)量很(hěn)大，産(chǎn)生的廢棄活性炭又(yòu)形成了新(xīn)的固廢污染。故亦不建議采用(yòng)。
冷凝回收對于有(yǒu)機廢氣脫除是比較好的方法之一，但是其回收效率與冷卻液的溫度、廢氣的壓力、廢氣物(wù)質(zhì)的沸點、冷凝盤管面流速等因素息息相關。目前在企業經濟能(néng)力能(néng)接受的範圍下，冷凝回收的效率一般在50%~80%，故還是不能(néng)達到高濃度廢氣淨化的要求。
UV光解淨化技(jì )術針對有(yǒu)機廢氣和無機廢氣，能(néng)實現高效穩定的淨化。不需要添加任何化學(xué)助劑或者特殊限制條件，設備占地面積小(xiǎo)，基本可(kě)實現免維護，運行費用(yòng)較燃燒法和冷凝法要低。設備安(ān)全、防爆。
由于該廢氣濃度高、成分(fēn)複雜，在此方案中(zhōng)建議采用(yòng)以下處理(lǐ)工(gōng)藝：
廢氣收集+吸收塔+水汽分(fēn)離裝(zhuāng)置+UV光解淨化的組合工(gōng)藝，經過前處理(lǐ)，補充3000 m³/h鮮風後，再經過UV光解設備除味淨化。設計處理(lǐ)風量為(wèi)5000m³/h。
UV光解法：
根據企業有(yǒu)機廢氣的特點，成分(fēn)主要由硫化氫、氨氣、醇類、硫醚類、醛類、氯化氫、氟化物(wù)、苯和烴類化合物(wù)等氣體(tǐ)組成（如甲醇、三乙胺、甲醛、甲酸、丙酮、二氯乙烷、DMF），成分(fēn)極為(wèi)複雜。采用(yòng)UV光解技(jì )術淨化廢氣，首先需要确定這些主要廢氣或惡臭物(wù)質(zhì)的各化學(xué)鍵鍵能(néng)，隻有(yǒu)鍵能(néng)低于UV光子能(néng)量，才能(néng)被裂解，淨化效果才能(néng)夠得到保障。
表4.2-1 常見化學(xué)鍵的鍵長(cháng)與鍵能(néng)
上表中(zhōng)包含了烴類、苯系物(wù)、有(yǒu)機硫化物(wù)和胺類等有(yǒu)機廢氣的幾乎所有(yǒu)化學(xué)鍵鍵長(cháng)、鍵能(néng)參數，而這些鍵能(néng)絕大部分(fēn)低于UV高效光解設備的UV光子^高能(néng)量（704kJ/mol）。所以理(lǐ)論上以上幾種化合物(wù)都是能(néng)被裂解的。廢氣分(fēn)子隻被裂解成原子、自由基是不夠的，還需要通過臭氧将其氧化成穩定的小(xiǎo)分(fēn)子，如CO2、H2O等，從而達到廢氣淨化的目的。故需要有(yǒu)充分(fēn)的氧氣被高能(néng)UV光照射生成臭氧。
在滿足有(yǒu)機廢氣分(fēn)子鍵能(néng)低于UV光子能(néng)量以及含氧量充足的條件下，根據風量情況配置合适的UV光解設備，可(kě)以保證淨化效率≥90%，其淨化處理(lǐ)工(gōng)藝流程如下圖所示：
五、UV光解淨化設備原理(lǐ)說明
5.1概述
大自然具(jù)有(yǒu)^強大的自我修複功能(néng)，例如排放在大氣中(zhōng)的廢氣物(wù)質(zhì)，經過一段時間廢氣物(wù)質(zhì)會慢慢被分(fēn)解掉，其中(zhōng)^主要的過程是發生了光化學(xué)反應。廢氣物(wù)質(zhì)通過吸收光子或其他(tā)粒子的能(néng)量，使得化學(xué)鍵斷裂，形成遊離态的原子，再經過一系列的氧化還原等反應，^終生成H2O和CO2等簡單物(wù)質(zhì)。
經過長(cháng)期研究發現，當化學(xué)物(wù)質(zhì)通過吸收能(néng)量（如熱能(néng)、光子能(néng)量等），可(kě)以使自身的化學(xué)性質(zhì)變得更加活躍甚至被裂解。當吸收的能(néng)量大于化學(xué)鍵鍵能(néng)，即可(kě)使得化學(xué)鍵斷裂，形成遊離的帶有(yǒu)能(néng)量的原子或基團。我們通過提供UV-D波段内的真空紫外線(xiàn)（波長(cháng)範圍170-184.9nm），促使有(yǒu)機廢氣物(wù)質(zhì)通過吸收該波段的光子，而該波段的光子能(néng)量大于絕大多(duō)數的化學(xué)鍵鍵能(néng)，使得有(yǒu)機物(wù)質(zhì)得以裂解；再通過裂解産(chǎn)生的臭氧将其氧化成簡單、無害、穩定的物(wù)質(zhì)，如H2O和CO2等。
由于與有(yǒu)機廢氣的燃燒本質(zhì)一樣，都是通過分(fēn)子吸收能(néng)量（燃燒吸收的熱能(néng)，光解吸收的是光子能(néng)量）被裂解後氧化生成簡單物(wù)質(zhì)，而光解的反應溫度為(wèi)常溫，故我們也習慣稱其為(wèi)“冷燃燒”。
5.2用(yòng)途
UV光解淨化裝(zhuāng)置主要用(yòng)作(zuò)污水、垃圾、塑膠、噴塗、印刷及各種化工(gōng)車(chē)間裏揮發或滲漏出有(yǒu)害廢氣的淨化及臭味的消除。
5.3原理(lǐ)
以硫化氫、甲硫醇及甲醛為(wèi)例：
UV光解原理(lǐ)簡述：在波長(cháng)範圍170nm-184.9nm（704 kj/mol - 647 kj/mol）高能(néng)紫外線(xiàn)的作(zuò)用(yòng)下，一方面空氣中(zhōng)的氧氣被裂解，然後組合産(chǎn)生臭氧（見反應①、②）；另一方面将惡臭氣體(tǐ)的化學(xué)鍵斷裂，使之形成遊離态的原子或基團（見反應③）；同時産(chǎn)生的臭氧參與到反應過程中(zhōng)，使惡臭氣體(tǐ)^終被裂解、氧化生成簡單的穩定的化合物(wù)，如CO2、H2O等（見反應④）。
注：
（1）惡臭物(wù)質(zhì)能(néng)否被裂解，取決于其化學(xué)鍵鍵能(néng)是否比所提供的UV光子的能(néng)量要低。
（2）裂解反應的時間極短（＜0.01s），氧化反應（見反應④）的時間需2-3s。
（3）提供的UV光子總功率不夠或者含氧量不足，會因為(wèi)裂解或氧化不完全而生成一些中(zhōng)間副産(chǎn)物(wù)，從而影響淨化效率。對于高濃度大分(fēn)子的有(yǒu)機惡臭物(wù)質(zhì)體(tǐ)現得較為(wèi)明顯。
（4）UV光解淨化的長(cháng)期穩定、高效，需要反應溫度＜70℃，粉塵量＜100mg/m3，相對濕度＜97%。
（5）條件滿足的情況下，UV光解淨化的^高淨化效率可(kě)達到99%以上。
（6）廢氣物(wù)質(zhì)中(zhōng)若某種特殊化學(xué)元素的含有(yǒu)量過高（如Cl、F等），也會導緻強化劑臭氧的生成量大大降低，^終影響總體(tǐ)的淨化效果。
5.4技(jì )術性能(néng)及特點
UV光解淨化設備具(jù)有(yǒu)淨化效率高，實用(yòng)範圍廣，運行成本低，占地面積小(xiǎo)，采用(yòng)SUS304材質(zhì)，原裝(zhuāng)進口UV發射燈管。
5.5噴淋吸收塔
噴淋吸收塔是用(yòng)膠花(huā)作(zuò)填料，以次氯酸鈉液體(tǐ)作(zuò)為(wèi)噴淋液。當液體(tǐ)噴灑到填料上時便形成液膜，該液膜使氣液兩相接觸面積增大，使之充分(fēn)接觸，在此接觸的過程中(zhōng)液相與氣相之間發生物(wù)理(lǐ)溶解和化學(xué)反應過程，從而廢氣中(zhōng)的有(yǒu)害成份得以去除。
對于酸性采用(yòng)逆流式填料噴淋吸收塔加堿性藥劑的方法去除該類酸性氣體(tǐ)，在反應階段使溶液的PH值保持在PH9-PH10之間。吸收塔産(chǎn)生的廢液排放到廢水處理(lǐ)系統進一步處理(lǐ)。
逆流式填料噴淋吸收塔
六、廢氣處理(lǐ)系統UV光解設備選型與技(jì )術參數
表6-1． UV高效光解廢氣淨化設備參數表
表6-2．噴淋吸收塔設備參數表
七、UV光解淨化設備運行費用(yòng)
工(gōng)業廢氣UV高效光解廢氣淨化設備隻需要電(diàn)能(néng)，故運行成本為(wèi)：
表7-1. UV高效光解廢氣淨化設備運行成本表
八、UV光解淨化設備配套設施及要求
8.1淨化後氣體(tǐ)排放管道要求
為(wèi)達到^佳淨化效果，廢氣光解後還需2-3 秒(miǎo)的充分(fēn)氧化反應時間，經淨化THY-TQ 系列工(gōng)業廢氣UV 高效光解廢氣淨化設備後的排放管道垂直高度不低于15/25米，風管的設計和施工(gōng)需根據客戶現場實際布局設置。
8.2風機與接電(diàn)要求
在UV光解淨化設備後面各配備一台風機，并與UV高效光解廢氣淨化設備聯動控制。
九、設備圖片
