分析焦化尾氣的主要組成成分，對比幾種常見的有機廢氣處理方法和脫硫除臭方法，最后總結(jié)得出一種能夠有效處理焦化尾氣的處理工藝——“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”組合工藝。

焦化尾氣就是冷焦水所揮發(fā)出的含硫化物以及烴類等污染物質(zhì)的惡臭氣體。對焦化尾氣進行組分分析，發(fā)現(xiàn)其主要污染組分有：在生焦過程中大烷烴斷鏈裂解成的小分子烷烴和烯烴；環(huán)烷烴裂環(huán)產(chǎn)生的烯烴和脫氫生成的芳烴；芳香烴縮合生成的大分子多環(huán)烴或稠環(huán)烴；各種含N、S、O元素的惡臭物質(zhì)。

2.1 吸附法

吸附法主要適用于低濃度、高通量、可揮發(fā)性的有機廢氣凈化。該法去除率高，無二次污染，凈化效率高，操作方便，且能實現(xiàn)自動控制；不足之處是由于吸附容量受限，不適于處理高濃度有機氣體，同時吸附劑需要再生[1]。

2.2 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)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程[2-3]。冷凝法具有回收物質(zhì)純度高、所需設(shè)備和操作條件簡單等優(yōu)點，但由于其通常需要較高的壓力或較低的溫度，使得處理的運行費用過高，因而常作為預(yù)處理應(yīng)用。

2.3 熱破壞法

熱破壞法主要包括直接燃燒法、催化燃燒法和濃縮燃燒法三種方法。有機化合物的熱破壞機理比較復(fù)雜，有氧化、熱裂解和熱分解等反應(yīng)過程，此法適合小風(fēng)量、高濃度、連續(xù)排放的場合。

2.4 膜分離法

膜分離技術(shù)是指借助膜的選擇滲透作用，在外界能量或化學(xué)位差的推動作用下對混合物中溶質(zhì)和溶劑進行分離、分級、提純和富集的過程[4]。膜法處理有機物濃度較高的廢氣，回收率97%以上，該法流程簡單、回收率高、能耗低、無二次污染。

2.5 生物法

生物法通過附著在介質(zhì)上的活性微生物來吸收有機廢氣，并將其變?yōu)闊o害的無機物（CO2、H2O）或細胞組成物質(zhì)的過程，主要包括生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤式生物過濾反應(yīng)器法[5]等。生物法設(shè)備簡單、投資少、環(huán)保且無二次污染，但占地面積大、反應(yīng)時間較長。

2.6 光氧化分解法

光氧化分解法的原理是在一定波長的光照和特定的光催化劑（如TiO2）的作用下，H2O被分解為?OH，而有機物被?OH氧化成CO2、H2O等無機物。光催化氧化法能將有機氣體的無機化，并且副產(chǎn)物少，但是該技術(shù)目前尚未得到工業(yè)化應(yīng)用。

目前，我國焦化尾氣脫硫除臭的方法主要有干法脫硫、半干法脫硫、濕法脫硫和甲醇脫硫等，主要特點如下。

3.1 干法脫硫

干法脫硫是指加入鍋爐尾部煙道中的脫硫劑是干態(tài)的，脫硫的最終產(chǎn)物也是干態(tài)的，即直接噴射干燥的吸收劑粉料來吸收硫化物。該工藝流程短、無污水廢酸排出，設(shè)備腐蝕小，但脫硫效率低，設(shè)備龐大。

干法脫硫劑常用的有鐵酸鈣、鐵的氧化物等，以鐵酸鈣、鐵的氧化物為主要成分的脫硫劑來吸附硫化氫，將發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca2Fe2O5 + H2S→ Fe7S8 + S+ Ca2Fe2S2O3 + FeS

Fe2O3 + H2S→FeS+ S+ H2O↑

3.2 濕法脫硫

濕法脫硫過程是氣-液-固三相的復(fù)雜吸收和化學(xué)反應(yīng)體系，主要有石灰石-石膏法、海水洗滌法、氧化鎂法脫硫等。其中堿法脫硫常見，即將揮發(fā)烴通入裝有堿液的脫硫劑罐，其處理流程及硫化物和堿液發(fā)生的主要反應(yīng)為：

罐頂氣體→水封罐→堿（氨）液罐（塔）→排入大氣（進硫磺煙囪）

2NaOH+ H2S= Na2S+ 2H2O

NaOH + H2S= NaHS+ H2O

NaOH + RSH = RSNa+ H2O

堿洗法的堿液來源廣泛，操作處理簡單，該法的主要問題是脫硫后的廢堿液通常含游離堿在3% ~10%，回收再生難、成本高。

3.3 甲醇脫硫

低溫甲醇洗技術(shù)是以甲醇有機溶劑作為吸收劑，利用甲醇在低溫條件下對CO2、H2S、COS等酸性氣體溶解度大的物理特性，脫除原料氣中酸性氣體的一種氣體凈化方法，已在石油工業(yè)、煤化工、化肥工業(yè)、城市煤氣工業(yè)等領(lǐng)域的酸性氣體脫除得到了廣泛的應(yīng)用[6]。

低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)點在于對酸性氣體的吸收能力強，選擇性好，化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性性能好，甲醇溶液再生能耗小，腐蝕性較小，甲醇溶劑低廉易得。不足在于工藝流程較長、甲醇的再生過程比較復(fù)雜等。

在各有機廢氣處理方法中，熱破壞法適用于小風(fēng)量、高濃度、廢氣連續(xù)排放的場合；膜分離法操作費用相對較高；生物法占地面積大；光氧化分解法存在著催化劑易失活，難以穩(wěn)定的問題。以上幾種方法單獨使用，均不太適合焦化尾氣間斷排放且用地緊張的特點。鑒于焦化尾氣大分子烴含量高、短時間氣量大的特點，本文推薦采用冷凝＋活性炭吸附的組合工藝來處理焦化尾氣中的有機成分。

在各脫硫除臭工藝中，干法脫硫產(chǎn)物易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故，存在安全隱患，目前基本處于停用狀態(tài)；濕法脫硫的脫硫產(chǎn)物易造成二次污染，需要定期更換吸收液，并存在廢液的再處理問題；而甲醇吸收性好、低廉易得，對設(shè)備材質(zhì)要求不高，同時甲醇作為吸收劑在含硫氣體凈化上已有普遍的使用，技術(shù)成熟，可靠性高，因此采用低溫甲醇吸收焦化尾氣的處理工藝更加安全、環(huán)保。

針對焦化尾氣間斷排放、溫度較高、組成復(fù)雜等特點，考慮其他有機廢氣處理方法和脫硫方法的局限性，推薦采用“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝處理焦化尾氣，將活性炭吸附作為最后工序，利用其物理吸附的特點，吸附尾氣中的有機烴組分和其余有害組分，利于進一步凈化焦化尾氣。

根據(jù)國家相關(guān)環(huán)保要求，焦化裝置的冷焦水處理應(yīng)采用密閉式處理工藝，減少焦化尾氣的無組織排放，并將廢氣進行收集后采用適宜的處理方法對有機烴和硫化物進行達標處理。因此該公司決定采用“冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝來處理焦化尾氣，處理后的焦化尾氣主要污染物濃度可以達標排放，而且有機烴和硫化物的排放量較之前將分別減少28.7t/a、1.5t/a，效果很顯著。

本文首先分析了焦化尾氣的復(fù)雜成分，然后總結(jié)對比了有機廢氣處理和脫硫除臭的幾種常見方法；其次針對焦化尾氣間斷排放、溫度較高、組成復(fù)雜等特點，并綜合考慮有機廢氣處理方法和脫硫方法單獨使用的局限性，進而探討得出了一種名為 “冷凝+甲醇脫硫除臭+活性炭吸附”的組合工藝來處理焦化尾氣；最后用某煉化公司的工程實例來論證該組合工藝的可行性與有效性。

文章來源：建筑學(xué)研究前沿