揮發(fā)性廢氣(VOCs)綜合治理方案

聞艷

一、項(xiàng)目概述

針對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻環(huán)保形勢(shì)，依據(jù)《山西省焦化行業(yè)污染整治專項(xiàng)行動(dòng)方案》和《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）的相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)有排放方式已經(jīng)無(wú)法滿足最新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，山西曙光誠(chéng)信焦化有限公司擬對(duì)煤氣凈化區(qū)域的揮發(fā)性廢氣進(jìn)行綜合治理，控制工業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域有害氣體的排放，減少其對(duì)大氣環(huán)境的污染。

二、主要設(shè)計(jì)原則、范圍、總體要求及指標(biāo)要求

（一）設(shè)計(jì)原則

為確保工程施工進(jìn)度和工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)方案遵循生產(chǎn)工藝先進(jìn)、運(yùn)行可靠、符合規(guī)范要求、能力滿足要求以及安全環(huán)保生產(chǎn)的總體思路。其設(shè)計(jì)原則如下：選擇能確保治理效果的技術(shù)路線;選用節(jié)省投資、因地制宜、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的設(shè)備;結(jié)合廠區(qū)現(xiàn)狀，布局力求緊湊、簡(jiǎn)潔，工藝流程合理通暢，盡可能縮短建、構(gòu)筑物間的管路距離;異味氣體經(jīng)本凈化系統(tǒng)處理后，要低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)、山西地方排放標(biāo)準(zhǔn)要求限值的80%以上，保持系統(tǒng)的先進(jìn)性;綜合考慮本項(xiàng)目處理廢氣性質(zhì)，采取合理可行的處理工藝，減少二次污染;盡量選用國(guó)產(chǎn)先進(jìn)、高效、節(jié)能、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便的廢氣治理設(shè)備，以節(jié)省能源，降低處理成本。

（二）指標(biāo)要求

達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16171-2012表6“大氣污染物特別排放限值”要求、《山西省工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

三、設(shè)計(jì)方案

（一）處理廢氣工藝介紹

化產(chǎn)廢氣污染物種類繁多，特性各異，因此相應(yīng)采取的治理方法也應(yīng)當(dāng)根據(jù)性質(zhì)不同，目前應(yīng)用最廣的VOCs治理技術(shù)主要有：冷凝法、活性炭吸附法、燃燒法、濃縮法和液體洗滌法、吸收法、生物處理法、光催化氧化技術(shù)、膜吸收等。理論上，各種有機(jī)物都可以在高溫（800℃或300℃以上）下完全氧化為CO2、水和其他組分的氧化物，但由于各種污染氣體中有機(jī)組分含量、廢氣排放溫度和風(fēng)量的不同，因此，對(duì)于各種不同類別的廢氣有不同的廢氣治理方法。具體如下：

（1）活性炭吸附法?；厥杖軇哼m合廢氣溫度為常溫，且廢氣中含有的有機(jī)氣體最好為單一品種。若溫度在50～100℃之間，可選配氣體冷卻裝置來(lái)降低廢氣溫度，使之達(dá)到活性炭最佳吸附狀態(tài)?；钚蕴课交厥杖軇┓ǖ膬?yōu)點(diǎn)在于運(yùn)行費(fèi)用低，缺點(diǎn)是活性炭再生時(shí)會(huì)產(chǎn)生不凝氣、再生廢水等二次污染。

不回收溶劑：適合廢氣溫度為常溫，廢氣中含有的有機(jī)氣體種類多，不適宜回收溶劑。若溫度在50～100℃之間，可選配氣體冷卻裝置來(lái)降低廢氣溫度，使之達(dá)到活性炭最佳吸附狀態(tài)?；钚蕴坎换厥杖軇┓ǖ膬?yōu)點(diǎn)在于無(wú)活性炭再生的二次污染，操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是活性炭消耗量大，運(yùn)行費(fèi)用高。

吸附原理：吸附，就是物質(zhì)從流體相中由于固體的表面力而富集于固體的表面從而達(dá)到分離的過(guò)程。在表面上能發(fā)生吸附作用的固體物質(zhì)稱為吸附劑，而被吸附的物質(zhì)稱為吸附物。將吸附物從吸附劑上脫離出來(lái)的過(guò)程稱為解吸作用。用于解吸的液體稱為解吸劑。從能量的觀點(diǎn)看，固體表面層分子具有的能量與固體內(nèi)部分子不同，具有剩余表面能，因而有自發(fā)從外界吸引其它分子（原子或離子）以便部分或完全與固體表面力相平衡，并降低自己能量的傾向，而將吸引的分子富集于固體的表面，形成單分子層或多分子層，這就是產(chǎn)生吸附的原因。按照吸附劑和吸附物之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附、化學(xué)吸附。

（2）吸收法。吸收法也常用于氣態(tài)污染物的處理，例如硫化氫、氨等污染物的工業(yè)廢氣都可用吸收法加以處理。吸收可分為物理吸收和化學(xué)吸收兩大類。物理吸收：大部分利用相似相溶原理，用吸收液吸收類似組分的氣體。這種一般吸收所溶解的氣體與吸收液不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)，僅僅是被吸收的氣體組分溶于液體的過(guò)程?；瘜W(xué)吸收：被吸收的氣體與吸收液發(fā)生明顯化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程稱為化學(xué)吸收。由于廢氣中污染物的含量一般很低，所以它們的處理多采用化學(xué)吸收法。

（二）高效光解氧化法

采用特殊紫外燈，使380nm波長(zhǎng)以下有效紫外輻射大幅提高，并選用185nm、254nm兩種不同優(yōu)勢(shì)波段超強(qiáng)紫外燈，即可直接使廢氣中的O2迅速裂解成O，活性氧重聚成具有超強(qiáng)氧化性的O3，同時(shí)又可激發(fā)TiO2光催化劑產(chǎn)生更具活性的羥基自由基和超氧自由基，利用兩者復(fù)合作用對(duì)氣體中的有機(jī)物分子進(jìn)行氧化分解，在相同燈管功率條件下，具有更好的催化氧化效果。

四、設(shè)計(jì)思路及技術(shù)特點(diǎn)

為了使氣--液能充分接觸，充分吸收后達(dá)到更好的效果，設(shè)計(jì)時(shí)將水洗塔、酸洗塔均采用填料塔，填料為鮑爾環(huán)填料;后置活性炭吸附裝置目的為了凈化后尾氣達(dá)標(biāo)排放。

此工藝是利用液態(tài)吸收劑處理氣體混合物以去除其中某一種或幾種污染氣體的過(guò)程。在該過(guò)程中會(huì)發(fā)生某些氣體在溶液中溶解的物理作用，屬于物理吸收;也有氣液中化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)吸收。

該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：利用洗滌介質(zhì)和尾氣的充分接觸，使尾氣降溫并被洗滌介質(zhì)吸收，吸收效果好且能耗較低;經(jīng)吸收后的洗滌介質(zhì)分別送入相應(yīng)工序，不產(chǎn)生二次污染，可實(shí)現(xiàn)洗滌液的循環(huán)利用。經(jīng)吸收后的循環(huán)液分別送入相應(yīng)工序進(jìn)行處理。

根據(jù)貴公司實(shí)際情況，貴公司無(wú)氮?dú)庠矗朔桨冈O(shè)計(jì)時(shí)增加制氮機(jī)系統(tǒng)。氮封系統(tǒng)能夠依據(jù)儲(chǔ)槽內(nèi)部壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)氮封氣上氣和排氣，在泄氮排氣的同時(shí)攜帶儲(chǔ)槽揮發(fā)性有機(jī)物引入廢氣處理系統(tǒng)，同時(shí)能夠有效防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與外界氣體（空氣）接觸而被污染變質(zhì)或與外界進(jìn)入的氣體（空氣）發(fā)生化學(xué)和（或）生物反應(yīng)，防止儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的物料由于被泵抽出和（或）由于外界溫度降低，使儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷凝或收縮，導(dǎo)致儲(chǔ)槽內(nèi)壓力波動(dòng)。對(duì)儲(chǔ)槽設(shè)置氣封系統(tǒng)，能夠確保系統(tǒng)安全生產(chǎn)。

（2）粗苯排渣廢氣區(qū)域改造。粗苯排渣處設(shè)計(jì)排渣池密封罩，同時(shí)密封罩頂部設(shè)計(jì)收集管道，將揮發(fā)性廢氣送入廢氣處理系統(tǒng)。考慮到排渣池需定期清理，密封罩的設(shè)計(jì)可便于清理排渣池。

（3）設(shè)計(jì)時(shí)考慮將庫(kù)區(qū)苯儲(chǔ)槽進(jìn)行氮封后，泄氮閥管道送入粗苯區(qū)廢氣處理系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)庫(kù)區(qū)苯儲(chǔ)槽揮發(fā)性廢氣進(jìn)行處理。