專利名稱：一種含硫及粉塵的惡臭廢氣的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含硫及粉塵的惡臭廢氣處理的方法，特別是含硫、粉塵、烴 類揮發(fā)物等有害組分的惡臭廢氣的處理方法。
背景技術：
煉油企業(yè)中，催化劑是不可缺少的核心產(chǎn)品，在生產(chǎn)催化劑過程中，由于 催化劑需要加熱、焙燒等過程，因而催化劑生產(chǎn)設備不可避免地要產(chǎn)生出含有
粉塵、硫化物(硫化氫和有機含硫化合物)、VOCs (有機揮發(fā)物)、氨氣等各種 組分混合在一起的復雜廢氣。職工長期活動在被這些物質污染的環(huán)境中，可能 引發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病，也可能引發(fā)機體病變和致癌；在 污染嚴重時，還會使人產(chǎn)生頭暈、喉疼、惡心、嘔吐等急性中毒癥狀。
這些廢氣組分復雜，不但造成周邊環(huán)境的惡臭污染，也對職工健康造成威 脅。因此必須對這類廢氣進行治理。這類廢氣特點是廢氣量小，間歇性產(chǎn)生， 粉塵量大，組分復雜。
傳統(tǒng)的廢氣治理方法如吸附法、焚燒法、催化燃燒法、冷凝法、吸收法等 并不能很好地對這類廢氣進行治理?，F(xiàn)有的吸附法所用的吸附劑直接吸附此類 廢氣容易使吸附劑床層很快堵塞，從而使處理裝置不能運行。由于此類廢氣間 歇產(chǎn)生，因而焚燒法存在能耗高、經(jīng)濟性差的缺點。催化燃燒法雖然能耗降低， 但廢氣組分復雜，催化劑容易中毒失效，也同時存在催化劑床層堵塞的問題。 冷凝法和吸收法僅僅能去除此類廢氣中的部分組分。
CN01127539.1介紹了一種凈化硫化氫的方法，CN1133568A介紹了一種吸 收方法去除硫化氫的方法。CN91110451.8介紹了一種烴類加工過程中的溶劑回 收方法。這些方法均僅能去除硫化氫或烴類。對于含硫及粉塵的惡臭廢氣治理尚沒有更好的方法。
《石油化工環(huán)境保護》2005年28巻第4期介紹了采用吸收法凈化含硫污水 罐廢氣的治理方法。該方法采用二級吸收法處理酸性水罐廢氣，吸收劑為堿性 溶液。將數(shù)個含硫污水罐和堿渣罐通過噴射泵引出來的尾氣先與堿液在文丘里 混合器里混合吸收，在堿液罐中進行氣液分離，然后經(jīng)過一級堿液吸收塔和二 級除臭劑吸收塔吸收處理，最后匯集到除臭劑罐氣液分離后進煙囪排放。但該 工藝僅可以將吸收的硫化物氧化轉化，但沒有脫除經(jīng)類的能力。
《硫磷設計與粉體工程》2004年第6期介紹了采用固體吸附劑吸附凈化含 硫污水罐的廢氣。該方法采用鐵型吸附劑對該廢氣進行處理，取得了一定的效 果。但該法僅僅將硫化氫凈化，其它污染物并沒有凈化，而且吸附劑還存在安 全問題。
現(xiàn)有的吸附法均使用爭段床層，通常采用活性炭或活性炭纖維。專利 CN03254728.5 CN03254729.3 、 CN200楊023944-7 、 CN02805902.6 禾Q CN00118594.2均提出了由活性炭對烴類進行吸附，然后進行蒸汽解吸冷凝回收 或真空解吸溶劑吸收回收的方法。專利CN03254728.5 CN03254729.3分別提出 了一種吸附法油氣回收的裝置，釆用活性炭做為吸附劑，真空解吸后的烴類作 為液化氣或柴油吸收。以活性炭或活性炭纖維為吸附劑，其優(yōu)點是吸附量較大， 吸附效率較高，排放尾氣容易達到環(huán)保指標要求。
但上述的方法處理本發(fā)明所述的此類廢氣并不經(jīng)濟，本發(fā)明所涉及的含硫 及粉塵的惡臭廢氣中，VOCs量較少，回收后需要進一歩加工才具有利用價值， 對于所回收的VOCs所體現(xiàn)的價值而言，并不經(jīng)濟。
另外，對于此類廢氣中的硫化物而言，采用傳統(tǒng)的硫回收技術吏小經(jīng)濟， 本發(fā)明涉及到的硫化物濃度小于1% (體積比)，而傳統(tǒng)的硫回收技術硫化氫濃 度一般在10% (體積比)以上。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種含硫及粉塵的惡臭廢氣的凈化方法，本發(fā)明可應用于各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫化物、氨及烴類氣體的場合， 特別適用于催化劑生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的惡臭廢氣。本發(fā)明具有流程簡單，無安全性 問題，吸附劑壽命長的優(yōu)點。
本發(fā)明含硫及粉塵惡臭廢氣的處理方法包括如下內容廢氣釆用液體吸收 除塵處理，液體吸收除塵處理然后可以通過固體吸附劑脫除有害雜物質。其中 液體吸收除塵處理以含有添加劑的水溶液為吸收洗滌液，添加劑包括清洗劑， 添加劑還可以包括堿性物質或氧化劑。清洗劑為具有清洗有機物功能的物質， 具體可以使用表面活性劑、洗滌劑、乳化劑、分散劑等中的一種或幾種。清洗 劑用量以重量計為吸收洗滌液的0.1%~50%，優(yōu)選為2%~20%。
吸收洗滌可以采用各種適宜設備，如可以為填料塔洗滌設備、旋風洗滌設 備、自激噴霧洗滌設備、板式洗滌設備、文丘里洗滌設備、超重力吸收設備、 機械誘導噴霧洗滌設備、導管式吸收洗滌設備等。廢氣在吸收洗滌設備內的空 速為lOOh—'-SOOOOh-1,優(yōu)選200 5000h1，液氣比為0.2 50L/m3，優(yōu)選0.5 20 L/m3 ，最優(yōu)選1.0 15 L/m3 。
吸收洗滌液中根據(jù)廢氣的組成可以添加其它類型添加劑，例如廢氣中含有 硫化氫較多時，Bj以添加堿性物質吸收，如果廢氣中有機硫化物含量較多，可 以在添加堿性物質的同時添加氧化劑。上述添加劑可以使廢氣中的硫化物在吸 收洗滌除塵過程中部分脫除，降低后續(xù)脫硫吸附劑的負荷。
固體吸附劑的種類可以根據(jù)廢氣中有害雜質的種類進行選擇，如含硫化合 物可以采用脫硫吸附劑凈化，烴類等揮發(fā)性有機物可以采用脫烴吸附劑凈化。 脫硫吸附劑和脫烴吸附劑可以使用本領域常規(guī)的吸附劑，如脫硫吸附劑可以為 活性炭型脫硫劑、金屬氧化物型脫硫劑、堿型脫硫劑等。脫烴吸附劑可以是硅 膠、氧化鋁、分子篩、沸石、活性炭等材料。脫硫吸附劑和脫烴吸附劑可以裝 填在一個吸附器內，也可以分別裝填在不同的吸附器內。廢氣先通過脫硫吸附 劑，然后通過脫烴吸附劑；可以先通過脫烴吸附劑，然后通過脫硫吸附劑；也 可以將脫硫吸附劑和脫烴吸附劑混合使用。脫硫吸附劑和脫烴吸附劑的用量根 據(jù)廢氣的流量，廢氣中硫化物和經(jīng)類的濃度，以及所設計的操作周期等因素確
6定。
在含烴類及粉塵的惡臭廢氣中，顆粒較小的粉塵一般不易以普通的洗滌除 塵方式脫除，未脫除的粉塵對后續(xù)的廢氣處理過程具有一定的影響，特別是對 采用固定床廢氣處理工藝具有更大的影響，肉為這些粉塵沉積在固定床吸附劑 或催化劑中，會造成床層堵塞，縮短運轉周期。普通洗滌除塵方法不能有效脫 除這類粉塵可能的原因在于粉塵顆粒較小，具有較大的外表面，這些粉塵顆粒 易于吸附廢氣中的烴類等極性弱的有機物，使粉塵顆粒成為具有疏水性的顆粒。 由于顆粒的疏水性，而吸收洗滌溶液為水溶液，在表面張力作用下，疏水性的 顆粒不易進入洗滌溶液中被洗滌下來，大部分在氣液兩相表面碰撞后又回到氣 相中。本發(fā)明方法通過在洗滌液中加入清洗劑，破壞粉塵顆粒表面的疏水性， 減小吸收洗液表面張力，可以將粉塵顆粒順利洗滌吸收到洗滌液中。在吸收洗 滌液中加入堿性物質及氧化劑等添加劑，可以吸收廢氣中部分硫化物，降低后 續(xù)處理丄藝的負荷，延長運轉周期。如果廢氣中硫化物濃度較低，經(jīng)洗滌除塵 后可以直接排放。
通過本發(fā)明，可消除含硫化物、烴類及粉塵的惡臭污染，經(jīng)過本發(fā)明處理 后，凈化氣可達到國家相關排放標準，凈化效率高，逸散惡臭的裝置周邊口J完 全消除惡臭污染。


圖1是本發(fā)明廢氣凈化處理一種具體流程示意圖。
具體實施例方式
本工藝采用吸收洗滌-兩段吸附工藝將含硫及粉塵的惡臭廢氣凈化。含硫惡 臭廢氣經(jīng)過本發(fā)明的工藝凈化后，硫化物可零排放，大大改善周邊環(huán)境空氣。 可適用于各種產(chǎn)生含硫及粉塵的惡臭廢氣的裝置。特別適合于催化劑生產(chǎn)裝置 產(chǎn)生的含硫惡臭廢氣的凈化回收領域。
如果廢氣中含有顆粒較大的粉塵或液滴，可以在吸收洗滌操作之前設置沉降箱，采用電除塵、重力沉降除塵、慣性除塵、旋風除塵等方式脫除部分大顆 粒粉塵或液滴。
在吸收洗滌設備出口端，設置除沫設施。除沫設施可以選用本領域常規(guī)除 沫設施。如絲網(wǎng)狀除沫設備，非絲網(wǎng)狀除沫設備，除沫氣體分布器等。
清洗劑可以選擇下面幾類物質中的一種或幾種，烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚 乙烯、乙氧基醚硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、烷醇酰胺、季胺鹽陽離子型表面 活性劑、乙一-醇硬脂酸酯、硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸、多羥基脂肪酰胺、聚羧酸 鹽、聚乙二醇聚合物、烷基酯磺酸鹽、高級脂肪醇、高級脂肪醇聚醚、含氮聚 醚、脂肪酸酯、有機聚硅氧垸類、乙醇、乙酸、乙醛、丙酮、餐具洗滌液、衣 物洗滌液、肥皂及牙膏等。
堿性物質一般選自氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、 碳酸鉀、碳酸氫鉀等堿性溶液。堿性物質用量為0.5% 50% (重量)，優(yōu)選1 % 30%。
氧化劑包括次氯酸鈉、雙氧水、—氧化氯、磺化酞菁鈷、鐵鹽、高錳酸鉀 等之中的一種或幾種，用量為0 30% (重量)，優(yōu)選0.5% 20%，最優(yōu)選1% 10%。
吸收洗滌液屮清洗劑、堿性質和氧化劑的具體濃度可以由本領域技術人員 根據(jù)廢氣中有害物質的濃度、洗滌吸收操作的液氣比、吸收洗滌液循環(huán)使用時 間等條件來確定。
廢氣經(jīng)過吸收洗滌后，廢氣中的顆粒物和氨基本脫除完全，同時可以去除 部分硫化物和部分烴類物質。顆粒物及吸收后的鹽類經(jīng)過沉降在吸收設備底部 定期排出，另行處理。本發(fā)明氣體凈化方法中，吸收洗滌液可循環(huán)使用，失效 后進行再生或無害化處理。
吸收除沫后的廢氣進入兩段吸附塔，吸附塔采用兩層裝填，上層裝填脫烴 類的吸附劑，下層裝填脫硫吸附劑。脫烴吸附劑和脫硫劑也可分別裝填在兩個 吸附塔中。吸附劑或脫硫劑的量依據(jù)廢氣組成而定。廢氣進入吸附塔總體積空 速為10(K5000h—'。 3吸附劑吸附飽切換到另一個或另一組塔進行吸附，飽和后的吸附劑進行再牛處理，本發(fā)明中采用至少兩個或兩組吸附裝置切換操作。廢 氣經(jīng)過兩段或兩個吸附塔后，烴類和硫化物全部被去除，吸附塔出口的凈化氣 由風機抽入煙囪直接排放到環(huán)境中。
本發(fā)明中涉及到的脫除烴類的吸附劑包括硅膠、氧化鋁、分子篩、沸石、 活性炭及上述物質的改性材料，優(yōu)選分子篩、活性炭?；钚蕴堪ㄖ参镌咸?、 煤質炭、石油質炭、骨炭、血炭等，優(yōu)選煤質活性炭和石油質活性炭，最優(yōu)選 煤質活性炭。吸附劑可以選擇商品吸附劑，也可以按本領域現(xiàn)有知識進行制備。 具體形狀包括粉狀、不定型顆粒、球形、纖維狀、織物狀等，平均粒徑1 10mm， 優(yōu)選2 6mm，最優(yōu)選3 5mm。吸附劑的比表面積范圍在200 3000m2/g，優(yōu) 選400 3000 m2/g，考慮到性價比最優(yōu)選500 1500m2/g平均孔徑0.3 15nm, 優(yōu)選0.5 8nm，最優(yōu)選1.0 3.0nm?？兹?.2 2.0cm3/g，優(yōu)選0.3 1.5 cm3/g， 最優(yōu)選0.4 0.8 cm3/g。
本發(fā)明涉及到的脫硫吸附劑包括活性炭、金屬型脫硫劑、堿型脫硫劑?；?性炭包括植物原料炭、煤質炭、石油質炭、骨炭、血炭等，優(yōu)選煤質活件炭和 石油質活性炭，最優(yōu)選煤質活性炭。金屬型脫硫劑包括鐵(Fe)、鋅(Zn)、鎂 (Mg)、錳(Mn)、鋁(Al)、鈣(Ca)、釩(V)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、 銅(Cu)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鎢(W)的氧化物脫硫劑以及上述各種氧化物 組合型脫硫劑、以上述經(jīng)過一種或幾種金屬鹽溶液浸漬改性的脫硫劑。具體包 括氧化鐵型脫硫劑、氧化鋅型脫硫劑及各種溫度卜的脫硫劑。脫硫劑的具體選 擇可依據(jù)實際廢氣的組分、溫度等廢氣條件而定。
本發(fā)明中涉及到的吸附方法可為固定床、流動床及旋轉床，優(yōu)選裝置及操 作均簡單的同定床。吸附塔的數(shù)量為1 10個，優(yōu)選1 6個，最優(yōu)2 4個。
當廢氣組分比較簡單時，如只含有硫化物廢氣和粉塵，則可以不添加吸附 部分，僅需要大顆粒除塵-洗滌工藝即可，若粉塵濃度較低，則僅使用洗滌工藝。
運行過程中，只要控制吸附塔出口的硫化物特別是硫化氫的濃度達到國家 相關標準即可，主要標準有《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)，《大氣污 染物綜合排放標準》(GB 16297—1996)。具體實施方法如圖1所示，惡臭廢氣從生產(chǎn)裝置1逸散出后，進入沉降室3，
廢氣中顆粒物沉降后，進入吸收設備，本實施例中吸收設備為鼓泡式吸收塔2，
本發(fā)明不限于鼓泡式吸收塔的方式，也可為填料塔式洗滌設備、旋風洗滌設備、 自激噴霧洗滌設備、板式洗滌設備、文丘里洗滌設備、機械誘導噴霧洗滌設備、 超重力吸收設備等。經(jīng)過吸收洗滌液吸收后，廢氣中的顆粒物即粉塵固體物沉
降到吸收塔2的底部，最后排出，經(jīng)過洗滌后的廢氣進入兩段吸附塔9，吸附塔 上層裝填脫烴活性炭，下層是脫硫劑，經(jīng)過兩層吸附劑后，廢氣中的污染物均 被去除，烴類和含硫化合物均可零排放。凈化后的廢氣經(jīng)過風機ll排出。 下面通過實施例進一歩說明本發(fā)明方法的實施過程及應用效果。
實施例1
本實施例采用濕式洗滌-兩段吸附法處理含硫粉塵及烴類的惡臭氣體，其中 硫化物濃度300mg/m3，總烴濃度為0.2% (體積比)，粉塵濃度為3000 mg/m3， 廢氣溫度常溫。添加劑為烷基苯磺酸鈉，垸基苯磺酸鈉濃度為2wtX。廢氣在吸 收洗滌設備內的空速為4000h—'，液氣比為15L/m3。吸附塔下層吸附劑為鐵型脫 硫劑，比表面積713m"g，孔容0.39ml/g，平均孔徑2.2nm。上層為溶劑回收活 性炭，其比表面積1013m々g，孔容0.49ml/g，平均孔徑1.3nm。本工藝處理后， 出口氣體總烴濃度小于120 pL/L，硫化物濃度低于l ^L/L。吸附塔中脫硫劑及 活性炭體積比為1: 2，廢氣通過吸附塔空速為800h1。運轉周期(吸附劑及脫 硫劑更換周期)為1年。廢氣排放濃度遠低于國家排放標準。
比較例1
本比較例采用與實施例1相同的過程和條件，采用傳統(tǒng)旋風除塵，然后采 用不含添加劑的水進行濕式除塵，然后進行脫硫劑及吸附劑凈化。在與實施例1 相同的處理條件下，吸附劑和脫硫劑更換周期為2周(主要為粉塵沉積造成壓 降升高，需停工處理，可見不使用添加劑的濕式除塵效果較差)，運轉周期很短。實施例2
某工業(yè)設施逸散廢氣中，廢氣量為500m7h，常溫，硫化氫100mg/m3，有 機硫化物50mg/m3，粉塵濃度4000mg/m3。采用沉降箱-鼓泡式吸收塔對廢氣進 行凈化。吸收洗滌液組成為5wtX次氯酸鈉，lwt^氫氧化鈉，5wt^壬基酚聚氧 乙烯醚，5wt^垸基苯磺酸鈉。廢氣在鼓泡式吸收塔內的空速為2000h—1，液氣比 為5 L/m1。經(jīng)過木工藝凈化后，粉塵完全去除，硫化氫廢氣被完全凈化，有機 硫化物出口小于lmg/m3。
比較例2
廢氣條件同上，采用濕式文丘里除塵器除塵，除塵器粉塵脫除率只有60% 左右。采用填料塔洗滌塔凈化硫化物，吸收洗滌液組分為10wt。/。氫氧化鈉。凈 化氣中，硫化氫完全被去除，但有機硫化物去除率只有30%，并且隨著運轉時 間的延長，填料塔出現(xiàn)粉塵沉積，操作壓降升高的現(xiàn)象。
權利要求
1、一種含硫及粉塵的惡臭廢氣的處理方法，廢氣采用液體吸收除塵處理，以含有添加劑的水溶液為吸收洗滌液，添加劑包括清洗劑，清洗劑為具有清洗有機物功能的物質，為表面活性劑、洗滌劑、乳化劑和分散劑中的一種或幾種，清洗劑用量以重量計為吸收洗滌液的0.1％～50％。
2、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于吸收洗滌液中清洗劑用量為 2%~20%0
3、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于吸收洗滌液中的添加劑包括堿 性物質或氧化劑。
4、 按照權利要求3所述的方法，其特征在于堿性物質選自氫氧化鈉、氫氧 化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀和碳酸氫鉀中的一種或幾種，堿 性物質用量為占吸收洗滌液重量的0.5% 50%。
5、 按照權利要求4所述的方法，其特征在于堿性物質用量為占吸收洗滌液 重量的1% 30%。
6、 按照權利要求3所述的方法，其特征在于氧化劑選自次氯酸鈉、雙氧水、 二氧化氯、磺化酞菁鈷、鐵鹽和高錳酸鉀中的一種或幾種，用量為占吸收洗滌 液重量的0.5% 20%。
7、 按照權利要求6所述的方法，其特征在于氧化劑用量為占吸收洗滌液重 量的1% 10%。
8、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于吸收洗滌采用填料塔洗滌設備、 旋風洗滌設備、自激噴霧洗滌設備、板式洗滌設備、文丘里洗滌設備、超重力 吸收設備、機械誘導噴霧洗滌設備或導管式吸收洗滌設備，廢氣在吸收洗滌設 備內的空速為100h' 20000h1，液氣比為0.2 50L/m3。
9、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于廢氣采用液體吸收除塵處理后， 通過固體吸附劑脫除有害雜物質，固體吸附劑包括脫硫吸附劑或脫烴吸附劑。
10、按照權利要求9所述的方法，其特征在于所述的脫硫吸附劑為活性炭 型脫硫劑、金屬氧化物型脫硫劑或堿型脫硫劑，所述的脫烴吸附劑是硅膠、氧 化鋁、分子篩、沸石或活性炭。
11、按照權利要求9所述的方法，其特征在于廢氣先通過脫硫吸附劑，然后通過脫烴吸附劑。
12、 按照權利要求9所述的方法，其特征在于廢氣通過固體吸附劑的總體 積空速為100 5000h—'。
13、 按照權利要求8所述的方法，其特征在于在吸收洗滌設備出口端，設 置除沫設施。
14、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于在吸收洗滌操作之前設置沉 降箱，采用電除塵、重力沉降除塵、慣性除塵或旋風除塵方式脫除大顆粒粉塵 或液滴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含硫及粉塵的惡臭廢氣的處理方法，廢氣采用液體吸收除塵處理，以含有添加劑的水溶液為吸收洗滌液，添加劑包括清洗劑，清洗劑為具有清洗有機物功能的物質，為表面活性劑、洗滌劑、乳化劑和分散劑中的一種或幾種，吸收洗滌液中還可以包括堿性物質或氧化劑。廢氣經(jīng)過吸收洗滌后可以進一步通過固體吸附劑，脫除其中的硫化物、烴類等有害物質。本發(fā)明方法可以有效脫除含硫及粉塵惡臭廢氣中的各種污染物，具有凈化率高、裝置運轉周期長等優(yōu)點，可以用于各種含硫及粉塵惡臭廢氣的凈化處理，特別應用于催化劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的惡臭廢氣的凈化處理。
文檔編號B01D53/14GK101450275SQ20071015878
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者郭兵兵 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院