高级氧化技术处理染料烘干废气的工艺设计_徐鹏

2019年12月海峡科学December2019第12期总第156期StraitsScienceNo.12,Total156th·20·高级氧化技术处理染料烘干废气的工艺设计徐鹏（福建省环境保护设计院有限公司，福建福州350012）[摘要]以紫外线协同臭氧的高级氧化技术为主要工艺原理，处理大风量、低浓度的染料烘干恶臭废气。在实际工程案例中得到较好的处理效果，充分说明了高级氧化技术在处理该类废气上的优势，为处理该类废气项目提供了新的思路和方向。[关键词]染料烘干废气高级氧化技术治理工艺[中图分类号]X788[文献标识码]A[文章编号]1673-8683(2019)12-0020-03随着我国经济不断发展，工业产品的生产工艺也日趋多样化和复杂化，伴随而来的污染物形式也出现了多元化的发展态势。大风量、低浓度有机废气就是近年涌现出的比较有代表性的一类废气污染形式。目前业内对该类废气尚且没有统一的定义，多数意见认为废气风量大于20000m3/h、废气中非甲烷总烃浓度小于200mg/m3的有机废气可以称为大风量低浓度有机废气，废气治理工艺也趋于常规化。但对于染料烘干喷塔废气、生物制药菌渣烘干废气、污泥干化废气这几类行业废气来讲，其风量远大于20000m3/h，其浓度远远低于200mg/m3，常规处理方法不能较好地满足这几类废气的治理要求。本文以上虞市某染料生产企业的染料烘干喷塔废气处理为例，探讨臭氧协同紫外线高级氧化技术在处理大风量、低浓度有机废气方面的运用。1工程项目简介1.1项目行业背景1.1项目行业背景新中国成立以来，我国染料工业发生了翻天覆地的变化，生产规模及品种出现了跨越式增长，已成为世界第一大染料生产国。目前产能已占世界染料总产能的2/3以上，可生产的染料品种达1200多个，经常生产的品种600多个。染料干燥是染料生产过程的最后一道工序，也是染料后处理加工方面很重要的环节。将染料的滤饼或染液干燥的方法有很多种，不同种类的染料，甚至同一类染料中不同的品种常常会采用不同的干燥方法。普遍采用的有直接干燥法、带式干燥法、耙式干燥法、旋转闪蒸干燥法、喷雾干燥法以及气流干燥法、微波干燥法等。在高温烘干过程中，染料中的有机成分会不断受热挥发，同时颗粒物之间剧烈碰撞、摩擦会产生大量的粉尘，因此该烘干废气是含烟尘的高温恶臭废气。1.2处理工艺适用性分析1.2处理工艺适用性分析该工程废气的特点是风量大、浓度低。经布袋除尘后的设计风量为50000m3/h，非甲烷总烃平均浓度为20.2mg/m3，有机成分复杂，可以检测到的物质有硝基苯、甲基萘、萘等，恶臭无量纲平均值为1600。有机废气常用的方法包括冷凝法、吸收法、吸附燃烧法、生物法和高级氧化法。该工程废气风量大、浓度低、组份复杂，冷凝法适用于风量小、浓度高、单一组份的有机废气，所以冷凝法不适合该工程；该工程废气污染因子多是非溶解性的物质，所以溶液吸收法不适合该工程；该工程废气风量大，如用吸附燃烧法，吸附设备的占地面积将十分巨大，运营成本也非常高，化工厂用地紧张，无法解决处理设备用地问题，所以吸附法也不适合该工程；生物法可以处理低浓度有机废气，但由于该工程的废气风量是变化的，因此生物负荷是变化的，而生物法抗负荷变化的能力很差，因此生物法不适合该工程。通过方案比选，高级氧化法具有占地面积小、抗负荷变化能力高、运营成本低、维护便捷的工艺特点，适合大风量、低浓度有机废气处理，所以该工程选用高级氧化法处理烘干废气。2019年第12期海峡科学HAIXIAKEXUE·21·2废气工艺设计2.1设计处理规模2.1设计处理规模根据业主要求，5套烘干喷塔废气合并，用1套废气处理设备处理，处理风量为50000m3/h左右。处理工艺在原有布袋除尘器之后增加水喷淋吸收塔2套和高级氧化系统1套，废气经高级氧化系统处理后，进入原有64m烟囱排放。根据中试实验及业主的要求，同时结合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）、《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）中的相关规定，64m烟囱检测口处检测臭气无量纲值要求小于350以下。工艺流程图如图1所示。图1系统流程图2.2高级氧化技术原理及特色2.2高级氧化技术原理及特色臭氧协同紫外线高级氧化技术是利用特殊光源的紫外灯产生的辐射场直接活化臭气分子，使发生分解的直接反应与辐射产生的激发态结构分解臭气分子的间接反应相结合的一种氧化技术。该技术综合利用高强辐照场对挥发性有机物物质的破坏作用和臭氧对挥发性有机物质的氧化去除作用来去除挥发性有机物气体，并利用氧自由基在强辐射下分解所产生的次生氧化剂（·OH自由基）来氧化分解恶臭气体，改变臭气分子的无活特性，最终挥发性有机物被分解成CO2、水和其他小分子化合物以达到除臭目的。臭氧与紫外线协同作用机理可描述如下：OHOHOH