CN114191929A - 一种化工尾气处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及尾气处理领域，具体公开了一种化工尾气处理工艺，包括如下步骤：S1、预处理：将化工尾气经过滤处理，除去尾气中的固体颗粒，得预处理尾气；S2、一次水洗：将预处理尾气通入一次水洗设备中进行一次水洗处理，得粗脱尾气；S3、吸附：使粗脱尾气与吸附剂接触进行精脱，得精脱尾气；S4、燃烧：将精脱尾气通入燃烧炉中，燃烧处理，得燃烧尾气；S5、二次水洗：将燃烧尾气通入二次水洗设备中进行二次水洗处理，进行排放。本申请的化工尾气处理工艺具有使尾气排放后不易污染环境、不易对人体健康造成不良影响的效果。

Description

一种化工尾气处理工艺
技术领域
本申请涉及尾气处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种化工尾气处理工艺。
背景技术
化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体。化工废气往往含有污染物种类很多，物理和化学性质复杂，毒性也不尽相同，严重污染环境和影响人体健康。
按照污染物存在的形态，化工废气可分为颗粒污染物和气态污染物，颗粒污染物包括尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘等；气态污染物包括含硫化合物、烃类化合物、氮化合物等。相关技术中，尾气大多采用排放至高处的烟囱，或者兑入氮气放空的方式进行直接排放，存在污染环境，影响人体健康的问题。
发明内容
为了改善尾气排放后污染环境，影响人体健康的问题，本申请提供一种化工尾气处理工艺。
本申请提供的一种化工尾气处理工艺采用如下的技术方案：
一种化工尾气处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、预处理：将化工尾气经过滤处理，除去尾气中的固体颗粒，得预处理尾气；
S2、一次水洗：将预处理尾气通入一次水洗设备中进行一次水洗处理，除去预处理尾气中的水溶性组分，得粗脱尾气；
S3、吸附：使粗脱尾气与吸附剂接触进行精脱，得精脱尾气；
S4、燃烧：将精脱尾气通入燃烧炉中，燃烧处理，除去精脱尾气中的可燃物质后降温，得燃烧尾气；
S5、二次水洗：将燃烧尾气通入二次水洗设备中进行二次水洗处理，除去燃烧尾气中的水溶性组分后，进行排放。
通过采用上述技术方案，首先通过步骤S1中的过滤处理，除去化工尾气中的颗粒污染物，得到预处理尾气；随后通过步骤S2，除去预处理尾气中的二氧化氮、二氧化硫、部分硫化羰和部分硫化氢，得到粗脱尾气；粗脱尾气，即烃类化合物和剩余部分的硫化羰和硫化氢则进入步骤S3中，步骤S3则对硫化羰和硫化氢进行吸附，进一步去除，得到精脱尾气；精脱尾气，即烃类化合物和仍未脱除的少量硫化物则进入步骤S4中进行燃烧处理，得到二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫，即燃烧尾气；随即燃烧尾气进入步骤S5中，进行二次水洗处理，对燃烧尾气，即二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫进行吸收，而后进行排放，改善了尾气排放对环境的污染问题，不易对人体健康产生不良影响。
优选的，所述步骤S1、预处理还包括冷凝处理，所述冷凝处理包括如下步骤：将过滤处理后的化工尾气依次进行一次冷凝和二次冷凝，得预处理尾气；所述一次冷凝的温度为50-60℃，所述二次冷凝的温度为30-40℃。
通过采用上述技术方案，二硫化碳的沸点为46.2℃，一次冷凝的温度略高于二硫化碳的沸点，过滤除去化工尾气中的固体颗粒后，通过一次冷凝，可将化工尾气的温度降至50-60℃，与二硫化碳的沸点接近，随后再通过二次冷凝，使二硫化碳冷凝，对二硫化碳进行回收，实现资源化利用。逐步通过两次冷凝则是为二硫化碳的冷凝提供缓冲时间，以提高收率。
优选的，所述步骤S2、一次水洗中，对一次水洗设备中的水进行加热，加热至沸腾，并向一次水洗设备中放置催化剂，催化剂放置于水液面的上方。
通过采用上述技术方案，对水洗设备中的水进行加热，加热至沸腾，因此水沸腾产生水蒸气，硫化羰在催化剂的作用下与水蒸气接触产生水解反应，生成硫化氢，从而减少尾气中污染物的种类，便于后续处理。
优选的，所述一次水洗设备和二次水洗设备中均加入有碱性中和剂。
通过采用上述技术方案，经过一次水洗和二次水洗后的水呈酸性，碱性中和剂能够进行中和，从而减少酸液对一次水洗设备和二次水洗设备的腐蚀。
优选的，所述碱性中和剂为氢氧化钙，所述一次水洗设备和二次水洗设备中加入氢氧化钙后，分别得第一沉淀和第二沉淀，所述步骤S2、一次水洗中，对第一沉淀进行一次沉淀回收处理，所述步骤S5、二次水洗中，对第二沉淀进行二次沉淀回收处理。
通过采用上述技术方案，氢氧化钙能够在一次水洗设备中与酸液中的SO3 2-和SO4 2-反应生成硫酸亚钙和硫酸钙沉淀，即第一沉淀。且氢氧化钙能够在二次水洗设备中与酸液中的和CO3 2-、SO3 2-和SO4 2-反应生成碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙沉淀，即第二沉淀。从而对第一沉淀和第二沉淀加以回收，实现资源化利用。
优选的，所述一次沉淀回收处理包括如下制备步骤：向一次水洗设备中通入氧气，将一次水洗设备中的混合物过滤，取滤渣干燥后得第一反应沉淀；
所述二次沉淀回收处理包括如下制备步骤：
（1）将二次水洗设备中的物质过滤，取滤渣干燥后得第二反应沉淀；
（2）将第二反应沉淀置于水溶液中，通入氧气和二氧化碳，过滤取滤饼干燥后，得第二反应沉淀A，将滤液加热至蒸干，得第二反应沉淀B。
通过采用上述技术方案，一次沉淀回收处理中，亚硫酸钙能够被氧气氧化为硫酸钙，过滤取滤渣得到第一反应沉淀，即第一反应沉淀为硫酸钙。硫酸钙能够用于制造水泥、用作环氧树脂的填充剂，也可用作化肥，降低土壤碱度、改善土壤性能。
二次沉淀回收处理中，步骤（1）将二次水洗设备中的物质过滤，取滤渣得第二反应沉淀，此时第二反应沉淀包含碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙沉淀。随后通过步骤（2），将第二反应沉淀置于水溶液中，通入氧气和二氧化碳，亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，碳酸钙沉淀则在通入二氧化碳的条件下生成溶于水的碳酸氢钙，此时过滤取滤饼，则得到硫酸钙沉淀，即第二反应沉淀A。再将滤液加热至蒸干，碳酸氢钙分解为碳酸钙，即第二沉淀B，实现硫酸钙与碳酸钙的分离，便于硫酸钙与碳酸钙的单独使用。
优选的，所述吸附剂包括活性炭。
通过采用上述技术方案，活性炭自身具有较多的孔隙结构，因此具有较大的比表面积，同时具有较多的活性基团，能够对硫化氢、硫化羰进行吸附，且活性炭价格低廉，有效节约成本。
优选的，所述活性炭为经改性剂改性后的活性炭，所述改性剂包括氢氧化钠、碳酸钠、硝酸铁中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，经过改性后的活性炭能够增加自身的化学吸附能力，随着硫化氢吸附量的增大，氢氧化钠和碳酸钠由于自身呈碱性，因此使得活性炭的表面亦呈碱性，继而能够对吸附的硫化氢进行中和并加以去除，使硫化氢不易堵塞活性炭的孔隙结构，增大活性炭的吸附容量和穿透时间，提高活性炭的吸附能力。
硝酸铁则能够为活性炭孔隙结构的表面提供过渡金属离子，进而促进硫化氢氧化为单质硫，对硫化氢加以去除。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的化工尾气处理工艺，首先通过步骤S1除去化工尾气中的颗粒污染物，随后通过步骤S2，除去预处理尾气中的二氧化氮、二氧化硫、部分硫化羰和部分硫化氢，步骤S3则对硫化羰和硫化氢进行吸附，进一步去除；烃类化合物和仍未脱除的少量硫化物则进入步骤S4中进行燃烧处理，得到二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫，即燃烧尾气；随即燃烧尾气进入步骤S5中，进行二次水洗处理，对燃烧尾气进行吸收，而后进行排放，改善了尾气排放对环境的污染问题，不易对人体健康产生不良影响。
2、本申请中优选采用步骤S1、预处理还包括冷凝处理，通过一次冷凝，可将化工尾气的温度降至略高于二硫化碳沸点的温度，随后再通过二次冷凝，使二硫化碳冷凝，对二硫化碳进行回收，实现资源化利用，逐步通过两次冷凝，以提高收率。
3、本申请中优选采用一次沉淀回收处理和二次沉淀回收处理，一次沉淀回收处理中，亚硫酸钙能够被氧气氧化为硫酸钙，过滤取滤渣得到第一反应沉淀，即第一反应沉淀为硫酸钙；二次沉淀回收处理能够实现硫酸钙与碳酸钙的分离，便于硫酸钙与碳酸钙的单独使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的药品见表1：
表1本申请实施方式的药品
Figure DEST_PATH_IMAGE002
改性活性炭的制备例
制备例1
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于30kg氢氧化钠中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例2
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于30kg碳酸钠中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例3
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于30kg硝酸铁中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例4
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于15kg氢氧化钠和15kg碳酸钠的混合溶液中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例5
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于15kg氢氧化钠和15kg硝酸铁的混合溶液中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例6
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于15kg碳酸钠和15kg硝酸铁的混合溶液中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
制备例7
取10kg市售的活性炭在50℃下浸渍于10kg氢氧化钠、10kg碳酸钠和10kg硝酸铁的混合溶液中，1h后将活性炭取出并在40℃下干燥后，得改性活性炭。
实施例
实施例1：一种化工尾气处理工艺：
S1、预处理：将化工尾气通入过滤装置中进行过滤处理，除去尾气中的固体颗粒，得预处理尾气；
S2、一次水洗：将预处理尾气通入一次水洗设备中，一次水洗设备中的水温维持为25℃，预处理尾气从一次水洗设备的底部进入，顶部排出，进行一次水洗处理，二氧化氮、二氧化硫、部分硫化羰和部分硫化氢，得到粗脱尾气；
S3、吸附：采用市售的活性炭作为吸附剂，使粗脱尾气与吸附剂接触进行精脱，对硫化羰和硫化氢进行吸附，得精脱尾气；
S4、燃烧：将精脱尾气，即烃类化合物和仍未脱除的少量硫化物通入燃烧炉中，燃烧处理，除去精脱尾气中的可燃物质后降温，得到二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫，即燃烧尾气；
S5、二次水洗：将燃烧尾气通入二次水洗设备中，二次水洗设备中的水温维持为25℃，燃烧尾气从二次水洗设备的底部进入，顶部排出，进行二次水洗处理，对燃烧尾气进行吸收，而后进行排放。
实施例2：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中步骤S2、一次水洗中，一次水洗设备中的水温维持为110℃，产生水蒸气；并向一次水洗设备中加入氧化铝作为催化剂，催化剂位于水液面的上方。
实施例3：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例2的不同之处在于：步骤S1、预处理还包括冷凝处理，所述步骤S1、预处理为：将化工尾气通入过滤装置中进行过滤处理，除去尾气中的固体颗粒；将过滤处理后的化工尾气依次通入一次冷凝设备和二次冷凝设备中。依次进行一次冷凝和二次冷凝，一次冷凝的温度为50℃，二次冷凝的温度为30℃，得预处理尾气。
实施例4：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例3的不同之处在于：一次冷凝的温度为55℃，二次冷凝的温度为35℃。
实施例5：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例3的不同之处在于：一次冷凝的温度为60℃，二次冷凝的温度为40℃。
实施例6：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例4的不同之处在于：本实施例的一次水洗设备和二次水洗设备中均加入有碱性中和剂，所述碱性中和剂采用氢氧化钠。
实施例7：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例6的不同之处在于：本实施例采用氢氧化钙代替实施例6中的氢氧化钠作为碱性中和剂，一次水洗设备和二次水洗设备中加入氢氧化钙后，分别得第一沉淀和第二沉淀。
对S2、一次水洗中对第一沉淀进行一次沉淀回收处理：将一次水洗设备中的混合物过滤，取滤渣干燥后得第一反应沉淀，即亚硫酸钙和硫酸钙的混合物。
对S5、二次水洗中对第二沉淀进行二次沉淀回收处理：将二次水洗设备中的物质过滤，取滤渣干燥后得第二反应沉淀，即亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙的混合物。
实施例8：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例7的不同之处在于：一次沉淀回收处理和二次沉淀回收处理的步骤不同，具体如下：
一次沉淀回收处理包括如下制备步骤：向一次水洗设备中通入氧气，将一次水洗设备中的混合物过滤，取滤渣干燥后得第一反应沉淀，即硫酸钙沉淀；
所述二次沉淀回收处理包括如下制备步骤：
（1）将二次水洗设备中的物质过滤，取滤渣干燥后得第二反应沉淀，即亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙的混合物；
（2）将第二反应沉淀置于水溶液中，通入氧气和二氧化碳，过滤取滤饼干燥后，得第二反应沉淀A，即硫酸钙沉淀；将滤液加热至蒸干，得第二反应沉淀B，即碳酸钙沉淀。
实施例9：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例1代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例10：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例2代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例11：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例3代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例12：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例4代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例13：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例5代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例14：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例6代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
实施例15：一种化工尾气处理工艺：
本实施例与实施例8的不同之处在于：本实施例采用制备例7代替实施例8中的市售的活性炭作为吸附剂。
对比例
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于：本对比例未设置步骤S1、预处理。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于：本对比例未设置步骤S5、二次水洗。
性能检测试验
根据GB14554《恶臭污染物排放标准》进行检测。
表2 性能检测表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
将实施例2与实施例1进行对比，实施例2与实施例1的不同之处在于：实施例2的步骤S2、一次水洗中，一次水洗设备中的水温维持为110℃，产生水蒸气；并向一次水洗设备中加入氧化铝作为催化剂，催化剂位于水液面的上方。由于实施例2处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度均低于实施例1，故，实施例2的处理效果更好，说明硫化羰在氧化铝的作用下与水蒸气接触产生水解反应，生成硫化氢，从而减少尾气中污染物的种类，便于后续集中处理。
将实施例3-5和实施例1进行对比，实施例3-5和实施例1的不同之处在于实施例3-5的步骤S1、预处理增加了冷凝处理。由于实施例3-5的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度均低于实施例1，故，实施例3-5的处理效果更好，说明冷凝处理实现了二硫化碳的回收。且实施例4的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度低于实施例3和实施例5，说明实施例4的冷凝处理的温度最佳。
将实施例6-8与实施例4进行对比，实施例6-8和实施例4的不同之处在于实施例6-8的一次水洗设备和二次水洗设备中加入了碱性中和剂。由于实施例6-8的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度均低于实施例1，故，实施例6-8的处理效果更好，说明碱性中和剂能够对一次水洗和二次水洗后呈酸性的水进行中和，更好地对尾气进行吸收。
将实施例9-15与实施例8进行对比，实施例9-15与实施例8的不同之处在于实施例9-15的活性炭为改性活性炭。由于实施例9-15的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度均低于实施例8，故，实施例9-15的处理效果更好，说明改性后的活性炭能够对化工尾气中的硫化物和氮化物进行更好地吸收。
将对比例1与实施例3进行对比，对比例1与实施例3的不同之处在于对比例1未设置步骤S1、预处理。实施例3的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度低于对比例1，说明本申请的方案更佳。
最后，将对比例2与实施例3进行对比，对比例2未设置步骤步骤S5、二次水洗。实施例3的处理后的化工尾气的硫化物浓度和氮化物浓度低于对比例2，说明本申请的方案更佳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种化工尾气处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、预处理：将化工尾气经过滤处理，除去尾气中的固体颗粒，得预处理尾气；
S2、一次水洗：将预处理尾气通入一次水洗设备中进行一次水洗处理，除去预处理尾气中的水溶性组分，得粗脱尾气；
S3、吸附：使粗脱尾气与吸附剂接触进行精脱，得精脱尾气；
S4、燃烧：将精脱尾气通入燃烧炉中，燃烧处理，除去精脱尾气中的可燃物质后降温，得燃烧尾气；
S5、二次水洗：将燃烧尾气通入二次水洗设备中进行二次水洗处理，除去燃烧尾气中的水溶性组分后，进行排放。
2.根据权利要求1所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述步骤S1、预处理还包括冷凝处理，所述冷凝处理包括如下步骤：将过滤处理后的化工尾气依次进行一次冷凝和二次冷凝，得预处理尾气；所述一次冷凝的温度为50-60℃，所述二次冷凝的温度为30-40℃。
3.根据权利要求1所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述步骤S2、一次水洗中，对一次水洗设备中的水进行加热，加热至沸腾，并向一次水洗设备中放置催化剂，催化剂放置于水液面的上方。
4.根据权利要求1所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述一次水洗设备和二次水洗设备中均加入有碱性中和剂。
5.根据权利要求4所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述碱性中和剂为氢氧化钙，所述一次水洗设备和二次水洗设备中加入氢氧化钙后，分别得第一沉淀和第二沉淀，所述步骤S2、一次水洗中，对第一沉淀进行一次沉淀回收处理，所述步骤S5、二次水洗中，对第二沉淀进行二次沉淀回收处理。
6.根据权利要求5所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述一次沉淀回收处理包括如下制备步骤：向一次水洗设备中通入氧气，将一次水洗设备中的混合物过滤，取滤渣干燥后得第一反应沉淀；
所述二次沉淀回收处理包括如下制备步骤：
（1）将二次水洗设备中的物质过滤，取滤渣干燥后得第二反应沉淀；
（2）将第二反应沉淀置于水溶液中，通入氧气和二氧化碳，过滤取滤饼干燥后，得第二反应沉淀A，将滤液加热至蒸干，得第二反应沉淀B。
7.根据权利要求1所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述吸附剂包括活性炭。
8.根据权利要求7所述的一种化工尾气处理工艺，其特征在于：所述活性炭为经改性剂改性后的活性炭，所述改性剂包括氢氧化钠、碳酸钠、硝酸铁中的一种或多种。
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