多环芳烃(PAHs)废气处理简述及技术应用方案
一、行业来源与废气特点
主要排放行业
石油化工与焦化:石油裂解、焦炭生产、炼钢等工业过程中,PAHs通过不完全燃烧或高温裂解释放。
机动车尾气:燃油燃烧不充分时产生PAHs,尤其是柴油车尾气排放。
垃圾焚烧与工业过程:生活垃圾/工业垃圾焚烧、橡胶制造、油漆涂料生产等环节释放PAHs废气。
油气储运:汽油、柴油在储存和运输过程中挥发的VOCs中含多环芳烃。
废气特性
高毒性:含苯并[a]芘等强致癌物,长期暴露可致肺癌、皮肤癌等。
成分复杂:常与烯烃、芳烃等VOCs混合,且是臭氧污染前体物。
难降解性:化学性质稳定,易在环境(土壤、水体)中长期累积。
易燃性与危险性:部分PAHs废气浓度高时易引发爆炸风险。
二、废气处理技术应用方案
吸附法
活性炭吸附:适用于低浓度PAHs废气(<100ppm),通过物理吸附富集污染物,结合蒸汽脱附实现资源回收,去除率可达85%~95%。
分子筛/沸石吸附:选择性吸附特定PAHs组分,常用于精细化处理场景。
焚烧法
直接燃烧:高温(800~1200℃)氧化分解高浓度PAHs废气,处理效率>99%,但需配套余热回收系统以降低能耗。
催化燃烧:添加贵金属催化剂(如铂、钯),将燃烧温度降至300~500℃,减少二噁英等副产物生成。
冷凝回收
对高浓度PAHs废气(如焦化厂尾气),采用石墨冷凝器降温至-10~5℃,回收液态芳烃化合物,回收率可达60%~80%,常作为预处理工艺。
光催化氧化
UV光解+活性炭吸附:紫外线激发光催化剂(如TiO₂)产生活性自由基,分解PAHs为CO₂和H₂O,末端配置活性炭吸附残留污染物,综合效率≥90%。
洗涤法
碱液吸收:针对含酸性气体的混合废气(如同时含HCl和PAHs),采用NaOH溶液中和酸性成分,同步去除部分水溶性PAHs。
三、系统设计要点
组合工艺优化
高浓度废气:冷凝(预处理)+焚烧(主处理)+吸附(深度净化),实现PAHs去除率≥99.5%。
低浓度废气:光催化氧化+活性炭吸附,兼顾经济性与达标排放。
安全与环保要求
设备材质需耐腐蚀(如316L不锈钢、玻璃钢),防止PAHs和酸性气体腐蚀。
排放口安装在线监测系统,确保PAHs浓度低于《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)限值(如苯并[a]芘≤0.01mg/m³)。
四、典型案例
焦化厂尾气处理:采用“冷凝+催化燃烧”工艺,PAHs排放浓度从500mg/m³降至0.5mg/m³以下,年回收焦油类副产品200吨。
石化储罐废气治理:组合“活性炭吸附+蒸汽脱附”系统,苯并[a]芘去除率提升至98%,运行成本降低30%。
总结
多环芳烃废气处理需根据浓度、成分及行业特点选择技术组合,吸附、焚烧和冷凝为核心手段,辅以光催化或洗涤工艺强化净化效果。重点行业(石化、焦化)需优先采用资源化回收技术,降低环境风险并提升经济效益。