浅析工业原料气净化与绿色化工相关问题

2023-02-07

改革开放以来, 我国的工业化进程已经进行了很远。伴随着工业化的深入推进, 近年来, 我国的大气污染问题也越来越严重, 雾霾天不仅严重影响着人民的生产生活, 也对人民的生命健康形成了巨大的威胁, 这些都广受人民的诟病。所以当前开展绿色化学工业技术和工业原料废气除尘净化技术的研究是非常紧迫, 也非常有意义的。接下来我们将主要以气体净化中的去硫、去碳技术为主, 对工业气体净化和绿色化学工业的相关问题进行思考和探讨。

一、国内气体净化技术发展的现状

目前, 虽然国内在开发引进及现实工业生产中, 绿色化学工业的观念和意识还比较淡薄, 但我国绿色化学工业技术总的发展方向还是正确的。实际上, 我国自上世纪八十年代开始, 就开始着手进行气体净化和绿色生产方面的科学研究, 但由于种种原因, 我国的绿色化学工业和工业废气净化技术还比较落后, 这也是实际情况。

1. 气体脱硫脱碳技术的主要类别

在工业气体脱硫脱碳技术研究方面, 我国目前采用的方法主要包括干法和湿法两大类。湿法又主要包括湿式氧化法、胺法以及物理吸附法等。通常来说, 采用湿法来进行脱硫处理主要适用于气量比较大的情况, 可对工业原料气体的含硫化合物进行大规模的去除;干法则是通过采用吸附剂等改性剂将含硫化合物进行直接清除或先转化为其它物质再予以清除, 干法常用的方法主要包括Claus法、有机硫化物水解法及SCOT法等, 这些方法脱硫精度比较高, 花费费用较少, 可用作需要进行精脱硫的情况。

在进行CO2的脱除时, 也可采用两种不同的方法, 分别是干法和湿法、其中干法主要是通过采用化学的或物理的方法对碳化物进行去除, 而干法去除碳化物则主要是通过固体吸附的方法来达到这一目的的。

2. 无毒溶剂代替有毒溶剂在绿色化学工业中获得广泛应用

在开展绿色化学工业, 上世纪需要用到溶剂时, 应尽可能少使用或不使用有毒溶剂, 上世纪七八十年代, 我国在进行氮肥生产时, 多采用G-V来进行脱硫, G-V, 即一种改良的砷碱, 是一种剧毒, 虽然这种方法除硫效果很明显, 但由于操作不当很容易造成恶性事故, 所以目前我国已禁止使用。目前我国主要采用TV法、MSQ法和MDEA法等进行气体脱硫, 其中, 我国的中小型企业几乎全部采用的是TV法与磺化钛氰钴法, 而在针对焦炉气体进行脱硫时, 则更多的会采用HPF法, 其它方法虽然也在不断发展和完善, 但由于种种原因, 在实际中应用相对较少。

3. 物理吸收法与化学处理法结合使用提高除硫精度

目前我国的气体除硫技术主要以物理吸收法为主, 但有时为了提高脱硫精度, 也会同时辅以化学的方法来对工业原料气体进行综合处理。这种结合了物理吸附去硫法和化学除硫技术的方法其除硫费用也介于这两种方法之间, 其中的代表性方法当属Amisol法, 即常温下的甲醇洗法。通常情况下, 由煤或其它的重质量的矿物原料所制成的气体中, 其内部所含有的杂质很容易和化学吸附法所用的溶液发生不可逆的化学反应, 可能会对工业的生产净化除尘设备造成严重的腐蚀破坏。所以目前我国已很少单纯的只采用物理或化学的方法进行气体的净化处理了, 目前工作人员的研究重点主要集中于开发出能使绝大多数含硫化合物能在低成本情况下予以去除的方法, 而将物理吸附去硫技术与化学方法去硫技术相结合则是将来气体脱硫技术的发展方向。

4. 气体脱硫技术的工艺流程及设备获得改进, 更加节能

要开展工业原料气体净化的工作, 首先要有可利用的脱硫生产设备, 随着我国经济社会的快速发展, 一些传统的脱硫工艺和技术也迅速获得了更新换代, 新升级的工艺和生产设备往往具有经济效益高、节能环保的特点, 能够很好的避免二次污染, 而且更加节能和经济。目前我国脱硫技术的工艺设备改进主要集中在脱硫塔形状、结构、填充料等方面上。通过对传统除硫设备的优化升级, 充分利用硫化物的脱除反应机理, 可以使气体在短时间内和液体进行充分的接触, 从而提高脱硫的效率, 使除硫更加干净、彻底。

二、工业原料气体脱碳技术的一些新进展

脱硫脱碳技术是绿色化学工业技术研究的一大重点, 各国都对这方面非常重视, 进行了很多研究。清华大学的费维扬教授是国内这方面研究很有成效的一位学者, 他最近的研究成果为当前除碳技术的进行提供了一种全新的思路, 通过对碳酸二甲酯的应用, 我们可以很好的将CO2进行捕集和分离, 从而可实现绿色除碳。

除了关于物理的和化学的脱硫脱碳技术之外, 微生物脱硫和生物酶脱碳技术近年来也开始兴起, 并展现出极其光明的应用前景。通过细菌的分解作用以及各种生物酶的催化作用, 我们可以实现对工业原料气体的完全绿色无污染的脱硫脱碳处理。这种方法符合我国可持续发展战略的基本国策, 效益高、稳定易控制, 应当成为国内业界的研究重点, 目前, 一些生物的脱硫脱碳技术已在实际生产中获得了应用, 并初步展现出了其它方法无法比拟的优点, 我们应加紧对这种方法进行推广和普及, 尽早实现这种技术的工业化。

摘要：绿色化工技术是关于环境的一种新型化工技术, 本文结合绿色化工技术的相关原则, 对工业原料气体净化技术的发展经历及目前在国内外的应用情况进行了简单的分析, 并针对绿色化学工业技术及气体净化除尘技术的若干问题进行了一些思考和探讨, 简单给出了一些相应的建议, 以供业内人士参考。

关键词：原料气净化,绿色化工,脱硫除尘,问题