本發(fā)明涉及一種去除石化工業(yè)廢氣中芳香烴化合物的處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)中的廢氣處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，揮發(fā)性有機(jī)廢氣是大氣污染物的重要來源。隨著我國石化工業(yè)的迅猛發(fā)展，其生產(chǎn)過程中排入大氣環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)廢氣也在不斷增加，這些污染物主要包括芳香烴化合物（苯系物）、醛酮類、鹵代烴、醇類等。其中，芳香烴化合物的排放量相對較大，其對生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害又相對突出，因此，芳香烴化合物的凈化處理已經(jīng)越來越受到人們的重視。

由于芳香烴化合物的揮發(fā)性很強(qiáng)，暴露于空氣中很容易擴(kuò)散。人和動(dòng)物通過吸入或皮膚接觸攝入過量的芳香烴，會引起急性和慢性苯中毒。有研究報(bào)告表明，引起苯中毒的部分原因是由于體內(nèi)的苯生成了苯酚。苯會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻痹作用，引起急性中毒。重者會出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐、神志模糊、知覺喪失、昏迷、抽搐、甚至死亡；少量苯也能使人產(chǎn)生睡意、頭昏、心率加快、頭痛、顫抖、意識混亂、神志不清等癥狀。正常人吸入20000ppm的苯蒸汽5~10分鐘便會有生命危險(xiǎn)。

長期接觸苯會對血液造成極大傷害，引起神經(jīng)衰弱綜合癥。苯可以損害骨髓，使紅血球、白細(xì)胞、血小板數(shù)量減少，并使染色體畸變，從而導(dǎo)致白血病，甚至出現(xiàn)再生障礙性貧血。苯可以導(dǎo)致大量出血，從而抑制免疫系統(tǒng)的功用，使疾病有機(jī)可乘。有研究報(bào)告指出，苯在人體內(nèi)的潛伏期可長達(dá)12~15年。

目前，我國石化工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)工藝流程及廢氣排放方式各不相同，其廢氣污染控制技術(shù)也大相徑庭?？傮w上來說，我國較廣泛采用的處理方法主要有：吸附法、熱破壞法、冷凝法、吸收法等。

（1）吸附法：

用多孔性固體處理流體混合物，使其中所含的一種或幾種組分富集在固體表面，而與其它組分分離的過程稱為吸附。吸附法主要用于低濃度高通量芳香烴的凈化。

（2）熱破壞法：

熱破壞法是目前應(yīng)用比較廣泛、研究較多的芳香烴治理方法，特別適用于含有低濃度芳香烴的廢氣。該方法可分為直接火焰燃燒和催化燃燒，其過程復(fù)雜并且可能包括一系列分解、聚合及自由基反應(yīng)。而最重要的芳香烴熱破壞法機(jī)理包括氧化、熱裂解和熱分解，熱破壞法正是基于此機(jī)理進(jìn)行的。

（3）冷凝法：

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸汽狀態(tài)的芳香烴冷凝并從廢氣中分離出來的過程。

（4）吸收法：

吸收法主要利用芳香烴能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的芳香烴，常見的吸收器是填料洗滌吸收塔。

（5）生物膜法：

所謂生物膜法就是將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，并使污染氣體在填料床層中進(jìn)行生物處理，可將其中的污染物除去，并使之在空隙中降解。揮發(fā)性有機(jī)污染物被吸附在空隙表面，被空隙中的微生物所耗用，并降解成CO₂、H₂O和中性鹽。

目前，我國普遍采用的芳香烴廢氣處理方法，普遍存在初期投資大、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且其處理效果也難以滿足日益嚴(yán)格的排放要求。為此，需要尋找新的方法和途徑來解決這一難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種凈化工業(yè)廢氣的處理方法，含有芳香烴化合物的石化工業(yè)廢氣通過氣體管路進(jìn)入氣體過熱保護(hù)器，其作用是當(dāng)廢氣溫度過高時(shí)，可暫時(shí)切斷氣路，起到保護(hù)后端處理裝置的作用，氣體過熱保護(hù)器的出口通過氣體管路連接智能孔板流量計(jì)，可對廢氣流量、流速等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄，智能孔板流量計(jì)的出口通過氣體管路連接前端引風(fēng)機(jī)，其作用是提供廢氣流動(dòng)所需要的動(dòng)力，前端引風(fēng)機(jī)的出口通過氣體管路連接旋風(fēng)式除塵器，在此除去廢氣中的顆粒污染物，防止磨損或阻塞后端處理裝置，旋風(fēng)式除塵器的出口通過氣體管路連接氣體穩(wěn)壓裝置，其作用是穩(wěn)定廢氣的壓力和流速，防止其對后端處理裝置產(chǎn)生沖擊，氣體穩(wěn)壓裝置的出口通過氣體管路連接紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器的出口通過氣體管路連接氣體余熱回收裝置，在此經(jīng)過熱交換作用使過熱的廢氣得到降溫和穩(wěn)定，并可回收利用剩余熱量，氣體余熱回收裝置的出口通過氣體管路連接濕式氣體凈化器，在此對處理后的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的水洗凈化和冷卻，濕式氣體凈化器的出口通過氣體管路連接后端引風(fēng)機(jī)，后端引風(fēng)機(jī)的出口通過氣體管路連通大氣環(huán)境；其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器采用不銹鋼材質(zhì)，其左側(cè)下部設(shè)有進(jìn)氣閥門，右側(cè)上部設(shè)有超細(xì)濾網(wǎng)和排氣閥門，反應(yīng)器底部并排安裝有5支紫外線發(fā)生器，紫外線發(fā)生器上方設(shè)有1道箔片防護(hù)網(wǎng)，箔片防護(hù)網(wǎng)上方左、右兩側(cè)分別安裝有1個(gè)活塞限位器，反應(yīng)器內(nèi)部均勻漂浮著若干鎳鈀合金箔片，反應(yīng)器頂部安裝有1套氣體壓縮活塞，氣體壓縮活塞由伸縮式傳動(dòng)桿連接至位于反應(yīng)器頂端的液壓壓縮裝置。

其中，含有芳香烴化合物的石化工業(yè)廢氣通過位于紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器左側(cè)下部的進(jìn)氣閥門進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部，位于反應(yīng)器頂端的液壓壓縮裝置首先開始工作，通過伸縮式傳動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)氣體壓縮活塞做下壓運(yùn)動(dòng)，使廢氣體積被壓縮，除了使其內(nèi)能逐漸升高外，還可以使廢氣與反應(yīng)器內(nèi)部的鎳鈀合金箔片充分混合，當(dāng)氣體壓縮活塞到達(dá)活塞限位器處時(shí)將停止壓縮運(yùn)動(dòng)并在該位置停留一定時(shí)間，此時(shí)，位于反應(yīng)器底部的5支紫外線發(fā)生器啟動(dòng)，向被壓縮的廢氣發(fā)射紫外線，在紫外線持續(xù)照射激發(fā)的條件下，高內(nèi)能的廢氣中所含的芳香烴分子中的苯環(huán)共軛化學(xué)鍵會在鎳鈀合金箔片表面發(fā)生斷裂，芳香烴分子會逐步裂解生成H₂O和CO₂等無機(jī)分子，其后，氣體壓縮活塞開始上升并返回反應(yīng)器頂部，經(jīng)過分解處理后的廢氣通過位于反應(yīng)器右側(cè)上部的超細(xì)濾網(wǎng)濾除鎳鈀合金箔片后，通過超細(xì)濾網(wǎng)后端的排氣閥門排出反應(yīng)器，并進(jìn)入下一處理工序；其中，箔片防護(hù)網(wǎng)的作用是阻截鎳鈀合金箔片的下落，防止其與紫外線發(fā)生器發(fā)生接觸，從而避免紫外線發(fā)生器的損壞。

其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器的有效容積為375m³，工作壓力范圍為7.0~29.0MPa，其氣體壓縮活塞可將反應(yīng)器中的廢氣壓縮至125m³，氣體壓縮比為3:1。

其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器，其紫外線發(fā)生器的工作電壓為65V，能夠產(chǎn)生波長為295nm的紫外線輻射，其使用壽命一般為6500h。

其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器，其液壓壓縮裝置的液壓油為精致礦油，油缸內(nèi)徑為140mm，其工作壓力范圍為12.0~18.0MPa，液壓油最大流量為165L/min。

通過本系統(tǒng)處理后的廢氣，其芳香烴化合物的去除效率可達(dá)99.3%。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本方法擺脫了現(xiàn)有的石化工業(yè)廢氣中芳香烴化合物的治理模式，創(chuàng)造性的利用了芳香烴分子中的苯環(huán)在其體內(nèi)能較高的狀態(tài)下易受金屬表面催化而分解的特性，對廢氣進(jìn)行體積壓縮使其內(nèi)能升高，并使其在紫外線持續(xù)照射激發(fā)的條件下與鎳鈀合金發(fā)生表面接觸，芳香烴分子中苯環(huán)的共軛化學(xué)鍵會在鎳鈀合金表面發(fā)生斷裂，并逐步裂解為H₂O和CO₂等無機(jī)分子。該方法對芳香烴化合物有較好的催化分解效果，是一種非常有針對性的處理方法，其處理效率可達(dá)99.3%。

（2）本方法不使用任何化學(xué)藥劑作為處理物料，一方面大大減少了購置處理物料所產(chǎn)生的成本，另一方面還杜絕了引入危害更大的污染物的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）本方法使用鎳鈀合金箔片作為金屬表面催化材料，其創(chuàng)造性的采用了箔片式外形設(shè)計(jì)，大大增加了接觸面積，提高了催化反應(yīng)效率。

（4）本方法技術(shù)路線先進(jìn)，設(shè)備占地面積較小，并且處理效果良好，運(yùn)行維護(hù)成本很低，有利于大范圍推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。

圖中：1-氣體過熱保護(hù)器、2-智能孔板流量計(jì)、3-前端引風(fēng)機(jī)、4-旋風(fēng)式除塵器、5-氣體穩(wěn)壓裝置、6-紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器、7-氣體余熱回收裝置、8-濕式氣體凈化器、9-后端引風(fēng)機(jī)

圖2是紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器的示意圖。

61-進(jìn)氣閥門、62-紫外線發(fā)生器、63-箔片防護(hù)網(wǎng)、64-活塞限位器、65-鎳鈀合金箔片、66-氣體壓縮活塞、67-伸縮式傳動(dòng)桿、68-液壓壓縮裝置、69-超細(xì)濾網(wǎng)、610-排氣閥門。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種凈化工業(yè)廢氣的處理方法，含有芳香烴化合物的石化工業(yè)廢氣通過氣體管路進(jìn)入氣體過熱保護(hù)器1，其作用是當(dāng)廢氣溫度過高時(shí)，可暫時(shí)切斷氣路，起到保護(hù)后端處理裝置的作用，氣體過熱保護(hù)器1的出口通過氣體管路連接智能孔板流量計(jì)2，可對廢氣流量、流速等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄，智能孔板流量計(jì)2的出口通過氣體管路連接前端引風(fēng)機(jī)3，其作用是提供廢氣流動(dòng)所需要的動(dòng)力，前端引風(fēng)機(jī)3的出口通過氣體管路連接旋風(fēng)式除塵器4，在此除去廢氣中的顆粒污染物，防止磨損或阻塞后端處理裝置，旋風(fēng)式除塵器4的出口通過氣體管路連接氣體穩(wěn)壓裝置5，其作用是穩(wěn)定廢氣的壓力和流速，防止其對后端處理裝置產(chǎn)生沖擊，氣體穩(wěn)壓裝置5的出口通過氣體管路連接紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6的出口通過氣體管路連接氣體余熱回收裝置7，在此經(jīng)過熱交換作用使過熱的廢氣得到降溫和穩(wěn)定，并可回收利用剩余熱量，氣體余熱回收裝置7的出口通過氣體管路連接濕式氣體凈化器8，在此對處理后的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步的水洗凈化和冷卻，濕式氣體凈化器8的出口通過氣體管路連接后端引風(fēng)機(jī)9，后端引風(fēng)機(jī)9的出口通過氣體管路連通大氣環(huán)境；其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6采用不銹鋼材質(zhì)，其左側(cè)下部設(shè)有進(jìn)氣閥門61，右側(cè)上部設(shè)有超細(xì)濾網(wǎng)69和排氣閥門610，反應(yīng)器底部并排安裝有5支紫外線發(fā)生器62，紫外線發(fā)生器62上方設(shè)有1道箔片防護(hù)網(wǎng)63，箔片防護(hù)網(wǎng)63上方左、右兩側(cè)分別安裝有1個(gè)活塞限位器64，反應(yīng)器內(nèi)部均勻漂浮著若干鎳鈀合金箔片65，反應(yīng)器頂部安裝有1套氣體壓縮活塞66，氣體壓縮活塞66由伸縮式傳動(dòng)桿67連接至位于反應(yīng)器頂端的液壓壓縮裝置68；其中，含有芳香烴化合物的石化工業(yè)廢氣通過位于紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6左側(cè)下部的進(jìn)氣閥門61進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部，位于反應(yīng)器頂端的液壓壓縮裝置68首先開始工作，通過伸縮式傳動(dòng)桿67驅(qū)動(dòng)氣體壓縮活塞做下壓運(yùn)動(dòng)，使廢氣體積被壓縮，除了使其內(nèi)能逐漸升高外，還可以使廢氣與反應(yīng)器內(nèi)部的鎳鈀合金箔片65充分混合，當(dāng)氣體壓縮活塞66到達(dá)活塞限位器64處時(shí)將停止壓縮運(yùn)動(dòng)并在該位置停留一定時(shí)間，此時(shí)，位于反應(yīng)器底部的5支紫外線發(fā)生器62啟動(dòng)，向被壓縮的廢氣發(fā)射紫外線，在紫外線持續(xù)照射激發(fā)的條件下，高內(nèi)能的廢氣中所含的芳香烴分子中的苯環(huán)共軛化學(xué)鍵會在鎳鈀合金箔片65表面發(fā)生斷裂，芳香烴分子會逐步裂解生成H₂O和CO₂等無機(jī)分子，其后，氣體壓縮活塞66開始上升并返回反應(yīng)器頂部，經(jīng)過分解處理后的廢氣通過位于反應(yīng)器右側(cè)上部的超細(xì)濾網(wǎng)69濾除鎳鈀合金箔片65后，通過超細(xì)濾網(wǎng)69后端的排氣閥門610排出反應(yīng)器，并進(jìn)入下一處理工序；其中，箔片防護(hù)網(wǎng)63的作用是阻截鎳鈀合金箔片65的下落，防止其與紫外線發(fā)生器62發(fā)生接觸，從而避免紫外線發(fā)生器62的損壞；其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6的有效容積為375m³，工作壓力范圍為7.0~29.0MPa，其氣體壓縮活塞66可將反應(yīng)器中的廢氣壓縮至125m³，氣體壓縮比為3:1；其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6，其紫外線發(fā)生器62的工作電壓為65V，能夠產(chǎn)生波長為295nm的紫外線輻射，其使用壽命一般為6500h；其中，紫外線激發(fā)-鎳鈀合金催化高壓分解反應(yīng)器6，其液壓壓縮裝置68的液壓油為精致礦油，油缸內(nèi)徑為140mm，其工作壓力范圍為12.0~18.0MPa，液壓油最大流量為165L/min。

通過本方法處理后的廢氣，其芳香烴化合物的去除效率可達(dá)99.3%。