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强化大气污染整治力度推动工业企业绿色发展

左云
  
一起生活科学
2022年2期

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摘要:本文对工业企业大气污染问题的整治进行研究,首先介绍了工业企业废气的污染类型,随后对我国的大气污染现状进行研究,对相关处理技术的应用进行探讨,以提高企业的废气处理效率。通过这种方式,工业排放气体质量能够满足环保标准的要求,这不仅能够有效改善我国的大气环境质量,还能使企业的生产效益得到显著提升,推动企业绿色发展。

关键词:工业企业;大气污染;整治

现如今,工业企业的蓬勃发展使得我国大气污染问题愈发严重,这使得政府部门需要加强对工业企业的关注,督促其做好对生产方式的整改,以减少污染问题的发生。然而,当在当前的工业生产中,污染问题仍没有得到妥善处理,这不仅给企业的发展埋下了安全隐患,还对我国生态环境造成了严重的破坏。为此,工业企业需采取适宜的措施,提高对大气污染的整治力度,尤其是加强对VOCs企业排放的整治提升。

1 工业废气大气污染的类型

1.1 气体污染物

随着城市建设水平的提高,我国工业废气的排放量逐年提高,但对这些废气的净化方法却相对有限,无法起到预期的效果,导致大部分工业废气在未经任何处理的状态下被排放至大气中[1]。一般而言,气态污染物主要分为VOCs、含硫污染物、一氧化碳污染、含氮污染物等。这类污染物往往以气态的形式存在,会给臭氧层造成严重的破坏,进而引发酸雨等现象,给人们的生命财产安全带来危害。

1.2 固体污染物

从生态学的角度来看,固体污染物被定义为悬浮于空气中的各类固体或气溶胶等[2]。根据其主要性质的不同,气溶胶也能被分为一次气溶胶与二次气溶胶两种。其中,一次气溶胶指在污染物排放源处产生的细小颗粒,如烟尘、粉尘等,多来自于各工业企业的生产锅炉中;二次气溶胶则指排放气体中的硫化氢、二氧化硫等小颗粒物,在大气中逐渐被氧化为硫酸盐分子,进而对大气环境造成了污染。现如今,我国多地区空气中的颗粒物含量存在超过临界数值的问题,给人体健康及日常生活造成了严重的威胁。

2 我国工业废气污染现状

工业的高效发展是保障经济快速发展的基础因素,尤其重工业的建设,其对我国经济发展十分重要。但是,重工业的高效发展也给空气污染严重程度的提高打下了基础。且由于我国各地区的经济发展不平衡,使得其在大气环境保护这方面缺乏足够的重视,导致大气质量逐渐下降[3]。同时,企业在设置环保设施的过程中,没有对生产工艺、材料组成、污染物含量、VOCs组分等进行深入研究,没有结合企业的实际发展需要进行环保设施的采购,导致资源浪费问题频发,污染物无法得到有效清除。例如,当车间在运行状态下进行甲醇清洗时,生产人员会先关闭所有门窗,保证室内的气密性。再利用的废气净化装置来吸收剩余甲醇。但是,由于这类废气净化装置多以活性炭作为主要的吸附材料,而甲醇作为极性物质,活性炭对其的吸收效果并不好。这不仅的使甲醇清洗的效用发挥大打折扣,还会对车间内部的空气质量造成影响,进而引发资源浪费等问题。

3 常用的废气处理技术

3.1 有机废气(VOCs)处理技术

3.1.1 预处理技术

3.1.1.1干式过滤器

在治理装置前设置高效干式过滤作为预处理器,旨在全力降低颗粒物、固体杂质进入废气处理系统,防止吸附材料被堵塞。过滤器一般采用初效、亚高效、高效过滤材料组合的形式,具体过滤等级、组合形式根据行业、废气工况进行调整。系统运行过程中,亦可根据调试情况对滤料进行选择调整。这类设备的过滤效果高,粉尘过滤效率可达99%以上,并可有效延长活性炭、沸石、催化剂、蓄热体等设备使用寿命,且设备维护方便、运行成本低,应用范围比较广泛,主要应用于实验室、医药车间、化工厂、食品车间、橡胶车间、喷涂车间等场所。

3.1.1.2 喷淋塔

喷淋塔作为最常用的预处理设备之一,被广泛应用于大量废气治理工程中。喷淋塔属两相逆流填料吸收塔,气体从塔体下方进气口沿切向进入吸收塔,在风机的动力作用下,通过填料吸收段。在填料的表面上,气相中污染与液相中物质发生化学反应。反应生成物(多为可溶性盐类)随吸收液流入下部贮液槽。塔体的最上部是除雾段,气体中所夹带的吸收液雾滴在这里被清除下来,经过处理后的洁净气体从喷淋塔上端排出进入大气后续处理设备中。这类设备的除尘、脱酸效率高,采用碱液情况下,脱酸效率可达85%以上,且设备占地小,安装方便,耗水耗电小,运行维护成本低。主要应用于实验室、医药车间、化工厂、食品车间、粉尘和高温及油烟等场所和工段。

3.1.2 后续处理技术

3.1.2.1吸附技术

3.1.2.1.1活性炭吸附箱

采用多孔性固体物质处理流体混合物时,流体中的某一组分或某此组分可被吸引到固体表面并浓集保持其上,此现象称为吸附。在进行气态污染物治理中,被处理的流体为气体,因此属于气-固吸附。被吸附的气体组分称为吸附质,多孔固体物质称为吸附剂。含有机物及恶臭气体经风机的作用,经活性炭吸附层,利用活性炭多微孔比表面积大的吸附能力强,将有机物质吸附在活性炭微孔内,洁净气被排出。它的优势是弹夹式结构、方便、快捷装卸活性炭,采取高效活性炭吸附效率高,广泛应用于石油化工、涂布涂胶、喷涂、印刷、医药化工、食品、电子、注塑等行业。

3.1.2.1.2 沸石转轮

分子筛转轮吸附浓缩装置采取优质产品分子筛,分子筛是一种人工合成的具有多孔骨架的水和硅酸铝盐结晶体,吸附材质为沸石,沸石结构类似于晶体状,分子像搭架子一样连在一起,中间形成很多空腔,这便形成了很多的微孔,具有很强的吸附能力。大流量的低浓度有机废气被送至转轮吸附区,转轮可根据废气处理量,调节旋转速度,废气中含有的VOCs被截留吸附在转轮上的沸石分子筛内部,净化后的洁净空气则直接排放至大气,转轮持续旋转吸附VOCs,逐渐趋向饱和,当转轮旋转进入至脱附并带走,转轮从而恢复吸附能力,脱附后的转轮进入冷却区,经冷却空气吹扫,恢复至常温,再次旋转至吸附区,重新开始下一轮的工作。这类设备特别适合用于处理大风量、低浓度的有机废气,净化效率稳定,VOCs去除率达到90%以上,反复加热脱附实现再生,理论使用寿命可达10年左右。应用于石油化工、涂布涂胶、喷涂、印刷、医药化工等行业。

3.1.2.2 催化燃烧技术

3.1.2.2.1 蓄热式势力焚烧炉设备(RTO)

蓄热式势力焚烧炉设备(Regenerative Thermal Oxidizer简称RTO)的原理是在高温下将废气中的有机物(VOCs)氧化成二氧化碳和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量。主体结构由燃烧室、蓄热室和切换阀等组成,可根据实际需要,选择不同的热能回收方式和切换阀方式。这类设备能耗低,一般进气浓度在1500-2000mg/m3时可持续自燃,无需燃料补给,余热回收效率高,采用新材料技术,热回收效率可达95%以上,可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠。应用于石油化工、涂布涂胶、喷涂、印刷、医药化工等行业。

3.1.2.2.2 催化燃烧设备(CO)

催化燃烧设备(Catalytic combustion简称CO)的原理是在催化剂作用下使用可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程,大多数碳氢化合物在250-350℃的温度时,通过 催化剂就可以氧化完全。这类设备燃烧温度低、热回收效率高,能耗低,催化燃烧为无焰燃烧,安全性高,可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠。应用于石油化工、涂布涂胶、喷涂、印刷、医药化工等行业。

催化燃烧机理

CnHm+(n+m/4)O2(200-300℃催化剂)nCO2+m/2H20+热量

3.2 高效除尘技术

为进一步提高烟气排放时的除尘效果,技术人员常会采用除尘装置来去除或捕集烟气中的颗粒物,以降低烟气排放过程中对环境造成的污染。当前常见的除尘装置有机械除尘器、静电除尘器等。其中,机械除尘器主要以重力、惯性力作为除尘机理,通过对烟气施加强力涡流,使其在惯性力及重力沉降的作用下逐渐除去内部的颗粒污染物。这类除尘器的结构的普遍简单,使用方便,但净化效率一般。静电除尘器则是利用高压电场使烟气发生电离。在这种状态下,烟气中的粉尘荷电会在电场作用下与烟气发生分离。这类设备的除尘效率相对较高。湿式除尘器是以某种溶剂为媒介,捕集烟气中的粉尘等污染物。这不仅可以对液态及固态污染物有着良好的处理效果,还能有效去除部分气态污染物。过滤式除尘器指对排放烟气进行过滤,使气体中的粉尘得到有效分离的设备。在具体的废气处理过程中,技术人员常用袋式除尘器进行过滤,其主要通过各类纤维编织物作为过滤介质,能够取得明显的除尘效果。

3.3 脱硫技术

烟气脱硫是工业生产过程中应用相对频繁的废气处理技术。从实际表现来看,烟气脱硫技术主要分为湿法、半干法及干法三种形式。其中,干法脱硫指利用固体吸收剂与废气中的SO2发生反应,如通过石灰石受热分解的形成的CaO,与烟气中的SO2反应生产CaSO3。这种方式具有较高的脱硫效率,且由于反应过程中烟气的温度较低,使得二次污染现象的发生能够得到有效规避。而湿法脱硫则是指通过液体吸收剂来去除烟气中的SO2等污染气体。这一方法所用的设备相对简单,脱硫效率较高,技术较为成熟,使得其应用十分广泛。在当前的工业生产中,多数企业均以湿法脱硫作为主要的废气处理方式。通过这种方式的应用,工业企业的脱硫效果得到提高,这不仅可以进一步提高烟气的净化效果,还能有效改善企业周边的空气质量,为生态环境保护工作的落实奠定基础。

3.4 脱硝技术

当前常见的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术以及低氮燃烧法等。首先,对选择性催化还原技术来说,其在脱硝过程中主要通过氨水等容积将废气中的氮氧化物转化为氮气和水,主要的化学反应如下:

从上述反应的实际表现来看,若没有催化剂的加入,其只能在850~1100℃的条件下进行。而当催化剂加入后,反应的活化能得到有效降低,温度条件也得以下降。另外,当催化剂与氧气同时存在时,氨水会优先与氮氧化物发生还原反应,而不会与氧发生氧化反应。因此,技术人员在应用该方法的过程中,需要选择适宜的催化剂,这不仅是提高脱硝效率的重要途径,也是进一步扩展该技术应用范围的重要措施。其次,低氮燃烧法。这种方法主要指对燃烧设备进行更新升级,或对燃烧条件加以控制,从而使废气中的氮氧化物浓度得到有效降低。在国外,该技术的应用研究起步较早,技术发展也相对成熟。

结束语

为进一步提高大气环境的保护效果,工业企业需要对现行的废气处理技术进行更新,结合实际发展需要做出优化,从而有效提高废气的处理效率,为后续发展奠定基础。由此,本文对大气污染问题的整治进行研究,通过对废气的类型及污染现状进行分析,对各项废气处理技术的应用进行探讨,以充分提高废气处理效率,为大气环境的改善奠定基础。

参考文献

[1]郭亚楠.大气污染的形成及综合整治办法探析[J].化工管理,2020(15):54-55.

[2]张岩.关于大气污染问题的环境检测及对策研究[J].绿色环保建材,2020(03):45+49.

[3]张玲丽.关于大气污染问题的环境监测及对策研究[J].环境与发展,2019,31(03):25-26.

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