届上海国际固·废气展

2021年6月2-4日

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废气治理科技篇丨环保攻坚战,化工园区成为主战场!

前言:化工行业作为我国最大的基础工业,促进了我国经济的发展,但是也带来了严重的环境污染问题。为了加强对化工污染问题的治理,国家推动化工企业进区入园,开展园区化集中处理。本文就以废气治理的角度来介绍化工园区污染治理。

重化工业相当于工业经济当中的基础设施产业,没有重化工业,就没有现代工业经济所必需的原材料生产能力和机器生产能力。上世纪五十年代,苏联援建了中国156个大项目,中国的重化工业开始发展。改革开放后,我国借助市场大力发展轻工业,而此前的重化工业,由于不适应市场的需求,很多都垮掉了。到90年代后期,中国的轻工业发展到了一定程度,市场上对重化工业的需求开始大规模浮现,中国进入第二轮重化工业发展阶段。时至今日,中国已经成为了全世界唯一一个拥有联合国产业分类当中全部工业门类的国家。


(图:中国化工行业的覆盖范围)

根据欧洲化学工业委员会的统计,2016年全球化学品的销售额为3360亿欧元,亚洲化学品销售额达到2068亿欧元,其中中国化学品销售额为1331亿欧元,占亚洲化学品销售额的64.37%,占世界化学品销售额的39.6%,中国是世界上最大的化学品销售国家。


(图:2018年中国主要化工产品产量)

2018年我国化工行业规模以上企业23513家,行业产值14.8万亿元,占全国GDP的13.8%。化工行业的发展为我国的经济发展作出了巨大的贡献,但同时也带来了严重的环境污染问题。

为了治理化工行业的环境污染问题,各部委纷纷出台安全环保、经济转型、产业规划等政策,关停大批环保不达标的化工企业,推动化工企业进区入园,推进企业预处理和园区集中处理相结合,减轻化工企业污染物处理的负担,加强对园区排放的实时监控和统一管理,提高污染物治理的水平和效果。

根据中国石化联合会统计数据显示,截至2018年底,全国重点化工园区或以石油和化工为主导产业的工业园区共有676家。

化工行业园区化治理污染物已经成为趋势。

本文就主要从废气治理这一个角度的技术案例来介绍化工园区污染治理。

废气治理

化工园区VOCs排放对区域空气环境质量有很大影响,所以解决化工园区的VOCs尤为重要。

但不同化工生产行业产生的化工废气成分差别很大。如氯碱行业产生的废气中主要含有氯气、氯化氢、氯乙烯、汞、乙炔等,氮肥行业产生的废气中主要含有氮氧化物、尿素粉尘、一氧化碳、氨气、二氧化硫、甲烷等。

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、含氯化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤氧化合物等。

按照与污染源的关系可分为一次污染物和二次污染物。从化工厂污染源直接排出的原始物质,进入大气后性质没有发生变化,称为一次污染物;若一次污染物与大气中原有成分发生化学反应,形成与原污染物性质不同的新污染物,称为二次污染物。化学工业生产装置复杂,治理设施各异,其中废气的治理在石化工业中占有重要地位。

化学工业废气的种类繁多,排气量大,废气中的组成复杂,会对大气造成较严重的污染。

化学工业废气一般有如下三个特点:
1、易燃、易爆气体较多。如低沸点的酮、醛、易聚合的不饱和烃等,大量易燃、易爆气体如不采取适当措施,容易引起火灾、爆炸事故,危害极大。

2、排放物大多都有刺激性或腐蚀性。如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氟化氢等气体都有刺激性或腐蚀性,尤其以二氧化硫排放量最大,二氧化硫气体直接损害人体健康,腐蚀金属、建筑物和雕塑的表面,还易氧化成硫酸盐降落到地面,污染土壤、森林、河流、湖泊。

3、废气中浮游粒子种类多、危害大。化工生产排除的浮游粒子包括粉尘、烟气、酸雾等,种类繁多,对环境的危害较大。特别当浮游粒子与有害气体同时存在时能产生协同作用,对人的危害更为严重。

所以,化工园区的废气治理既需要考虑到化工废气本身的处理难度,也需要彻底消除企业的发展隐患。比如,山东保蓝环保工程有限公司在实际处理山东淄博化工行业SRCO催化燃烧项目时,考虑到处理的废气运营成本及安全性,工艺路线就采用以“安全型催化燃烧”为核心工艺来处理该项目废气。


(图:山东保蓝环保工程有限公司化工项目工艺流程)

废气经过蓄热体#1,将温度从10℃提高至150℃。热源为催化分解装置反应后的高温气体(300-350℃)。温度回收利用,降低了系统运行成本。


(图:山东保蓝环保工程有限公司化工项目案例)

在VOCS有机废气治理领域,保蓝自主研发的已授权发明专利SRCO、多维沸石转轮、零泄漏旋转式RTO等技术和产品,取得VOC领域历史性突破,填补了行业空白。

当然,任何废气净化处理工艺没有优劣之分,只有合适与不合适之分。在进行废气治理设计时,我们需充分了解不同的技术特点及其有效的使用范围,不同地区的化工废气治理需要适应当地不同的情况。再比如化工废气中常见的污染物甲苯,在现行的国家大气污染物排放标准中,最高允许排放浓度为40mg/m³,而在上海地方大气污染物综合排放标准中则需降至10mg/m³。


(图:嘉园环保有限公司化工项目案例)

嘉园环保有限公司在某化工废气治理项目中就考虑到这方面问题,采用了活性炭吸附-氮气脱附-溶剂回收的治理工艺,将原本废气浓度1210mg/m³,治理风量5000m³/h的废气经设备处理后,排放气体符合《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)及上海市《大气污染物综合排放标准》(DB31/933-2015)的要求。

小结

技术是我们治理环境污染,减少化工园区污染物排放的一种手段,但是仅有技术还远远不够,园区的建设需要统筹规划,合理安排。因此,化工园区的建设和管理还应当做好以下几点:

1、合理规划化工园区,遵照循环经济模式,最大化园内产业链延伸,提升上、中、下游的产业关联度,实现原料产品项目一体化聚集,提升企业经济效益的同时,降低废物的处理成本。

2、加强园区的智慧化建设,对园区的污染物排放进行实时实地监测监督,并通过园区的系统协同,实现信息共享,保证园区的安全和环保监控与提升。

3、推动化工园区环境污染第三方治理,明确政府的监督责任、排污企业的主体责任,及环境服务单位的履约责任。由“污染谁治理”转变为“谁污染谁付费”,让专业的人做专业的事,提升园区环境污染治理的水平和能力。

只有技术、设施、管理、监督方方面面都做到位了,才能真正有效的提升化工园区污染治理水平和效果,提高园区的环境质量。

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