焦化廠揮發(fā)性有機物治理技術(shù)應用

葉青保

摘 要：焦化廠在生產(chǎn)過程中，會有多種類的有機揮發(fā)物產(chǎn)生，如果不采取有效的措施進行處理，勢必會對空氣環(huán)境造成嚴重的破壞，給環(huán)境治理帶來嚴重的影響，而且在揮發(fā)的有機物中還含有強致癌物質(zhì)，會對人們的身心健康帶來嚴重的威脅。目前，我們在對這些有機揮發(fā)物VOCs進行治理時，主要的控制方式有兩種，第一就是從排放源頭抓起，對源頭嚴格控制，竟可能的減少排放量;第二種方式就是對排放末端進行治理，通過各種科學技術(shù)手段，來減底揮發(fā)性有機物的排放濃度。焦化廠對于一些常見的揮發(fā)性有機物，通常采用的治理方法有燃燒法、吸附法、吸收法、光催化氧化法、等離子法等。本文分析了焦化廠揮發(fā)性有機物治理的現(xiàn)狀和治理思路，并主要就吸收法、光催化氧化法、等離子法的治理技術(shù)進行了簡單介紹說明，希望可以提高大家對焦化廠揮發(fā)性有機物治理的理解認識。

關(guān)鍵詞：焦化;揮發(fā)性有機物;治理技術(shù)

雖然相關(guān)監(jiān)管單位制定了石化行業(yè)揮發(fā)性有機物污染治理實施方案--VOCs排放源清單及治理目標，也提出通過開展揮發(fā)性有機物綜合治理，特別以焦化行業(yè)揮發(fā)性有機物（VOCs）、尤其是對有毒有害物質(zhì)苯并芘（強致癌物）特征污染物等治理為重點，加強焦化行業(yè)VOCs廢氣排放監(jiān)管，完善污染防治技術(shù)管理體系，加強監(jiān)測監(jiān)控。但根據(jù)對國內(nèi)焦化廠典型VOCs末端治理案例的調(diào)研和分析發(fā)現(xiàn)，實際運行案例存在VOCs污染物的物相轉(zhuǎn)移、產(chǎn)生二次污染、環(huán)保設(shè)施不具備實際運行操作性且存在安全爆炸隱患等諸多問題。目前，我國在產(chǎn)以及在建的焦化項目很多，必須提高對揮發(fā)性有機物排放的環(huán)保意識，加強監(jiān)管，加強治理。基于此，本文通過對焦化行業(yè)揮發(fā)性有機物（VOCs）減排技術(shù)應用的研究分析，以及采用深冷微負壓循環(huán)凈化裝置開展VOCs無組織排放治理的工藝，對于加快焦化行業(yè)先進污染防治技術(shù)示范、應用和推廣以及對區(qū)域揮發(fā)性有機物的減排都具有重大意義。根據(jù)有機物組分的熔點和沸點的差異，采用不同的冷凝控制參數(shù)和制冷組件，研究了深冷微負壓循環(huán)凈化裝置對焦化廠化產(chǎn)工段機械刮渣槽排氣筒等部位的揮發(fā)性有機物中非甲烷總烴、苯、苯并芘、酚類化合物以及氨、硫化氫等無機物排放濃度的影響，在此基礎(chǔ)上進行了對比分析。裝置集成微負壓循環(huán)凈化裝置和壓力平衡裝置，使有機組分液化，實現(xiàn)回用至各自的主體生產(chǎn)裝置物料流程系統(tǒng)，保持治理設(shè)備與主體設(shè)備壓力平衡并實現(xiàn)VOCs近零排放。

1 主要設(shè)計思路

把生產(chǎn)過程中的VOCs氣體導入設(shè)備底部進行一級初冷。收集冷凝液體，不凝氣體自動進入二級中冷系統(tǒng)。收集二級中冷的冷凝液體，不凝氣體自動升入三級深冷系統(tǒng)。調(diào)節(jié)三級深冷溫度，讓現(xiàn)有VOCs揮發(fā)有機物，全部液化，并全部收集。在排氣管線的頂部，還設(shè)計有超微壓排空止回閥，當發(fā)生瞬間正壓事故時，排空閥會瞬間排壓，確保安全生產(chǎn)，當正常生產(chǎn)時，此閥會自動關(guān)閉，讓低沸點的有機物得到徹底的液化，以確保在安全生產(chǎn)過程中無VOCs揮發(fā)有機物從排空口排出。在排氣口的最末端，設(shè)有微量揮發(fā)有機物檢測器，隨時檢查排空口有無揮發(fā)有機氣體排出。分類收集的有機物，再進行進一步純化分類，以得到高純度的單體有機物，從而讓污染環(huán)境的有機廢物，再生成有用的有機單體，并創(chuàng)造出經(jīng)濟價值。

2 焦化企業(yè)VOCs治理現(xiàn)狀

2.1 對排放源頭做好控制

對焦化廠揮發(fā)性有機物進行控制的方式有多種措施，其中對生產(chǎn)工藝進行改進，強化生產(chǎn)過程的流程監(jiān)控以及管理，從源頭加強控制，是非常有效的降低排放的措施，期效果也是最為明顯的。比如：在對苯類、以及焦油類的化學物質(zhì)進行儲存的過程中，就可以對常規(guī)的儲槽進行改進，使用內(nèi)浮頂?shù)刃滦蛢迊韺ΤＲ?guī)儲槽進行代替，這樣就可以消除這些化學液體的蒸汽空間，采用這樣方式可以有效控制液體的蒸發(fā)，可減少90%左右的蒸發(fā)量;通過在浮頂?shù)膬?nèi)部空間里通上氮氣，這樣不僅可以有效降低排放，而且可以有效的控制火災，避免發(fā)生火災保障，既保障質(zhì)量，有很安全;使用這種方式存儲，因為液面上部不存在氣體空間，所以可以在很大程度上減少對罐壁和罐頂?shù)幕瘜W腐蝕，這樣就可以大大延長儲罐的壽命，延長使用時間。也可以把焦油渣回收裝置安裝在鼓冷冷凝區(qū)域中的機械化澄清槽機頭處，這是一個密閉的裝置，在負壓尾氣捕集的作用在，可以把原先機頭所放散出來的尾氣進行回收并凈化，可明顯降低污染物物的排放量。

2.2 吸收法

所謂吸收法，就是采用溶劑來吸收VOCs，因為兩種物質(zhì)之間的物理性質(zhì)上存在一定的差異，所以在吸收后可以實現(xiàn)兩種物質(zhì)的分離，然后再對吸收到的VOCs進行回收。采用吸收法進行處理，這種工藝對濃度、以及壓力有較高的要求，如果混合氣體的溫度偏低，其處理效果將更加明顯。使用吸收法對VOCs進行治理，其治理效果的成效關(guān)鍵在于吸收劑的選擇。吸收劑的選擇一般要求對VOCs溶解度大，選擇性強，蒸汽壓低、無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定、經(jīng)濟性好。水是比較傳統(tǒng)高、也是最常用的一種吸收劑，在對氨氣類的一些無機氣體進行治理時，水具有比較好的吸收效果，但是如果是治理有機氣體，水的吸收效果就不是很明顯。所以，在對VOCs進行吸收法治理時，吸收劑一般建議選擇油類溶劑，比如焦化洗油。但使用油類溶劑也有一個缺點，就是在分離過程中，如果是采用加熱工藝，就不可避免的會造成二次污染。在化工企業(yè)中，吸收法是最常用的治理技術(shù)工藝，應用非常普遍。輕苯分離水通過循環(huán)泵從文氏管頂端噴入，讓氣體的入口處產(chǎn)生負壓，便能使尾氣收集管把各槽的尾氣吸入到文氏管中，在尾氣和循環(huán)液充分接觸的過程中，就把尾氣內(nèi)含有的諸如氨、萘等有害氣體吸收。氣體被吸入之后，經(jīng)過洗凈塔的噴淋洗凈，然后再外排入大氣環(huán)境內(nèi)。廢水可循環(huán)使用，但是一定要做到定期更換。

2.3 光催化氧化法

光催化氧化技術(shù)主要應用在水處理領(lǐng)域，其原理就是通過紫外光照射，光催化劑與H20和O2進行反應，生成羥基自由基（OH），水中的有機污染物就被羥基自由基氧化。TiO2是常用光催化劑。光催化氧化法對大氣中有機污染物具有較好的處理能力。但是光催化技術(shù)也存在一些缺陷問題需要解決，比如：它的催化反應是要受到紫外光源的限制，不太適合進行量產(chǎn)，而且對于大風量，高濃度的氣體進行處理還不理想，技術(shù)的完善還需要進一步研究。

2.4 等離子技術(shù)

等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，即電離了的“氣體”，組成成分包括：離子、電子以及未電離的中性粒子，整體呈中性。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體，現(xiàn)在低溫等離子體已經(jīng)廣泛應用于多個生產(chǎn)領(lǐng)域。低溫等離子體化學活性高，反應速度快，對高、低濃度的有機物均有良好的去除效果。低溫等離子體技術(shù)是在外加電場作用下，通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量高能粒子，當高能粒子能量高于VOCs化學鍵能時，高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學鍵斷裂、電離，從而破壞VOCs分子結(jié)構(gòu)，生成小分子低毒無毒物質(zhì)，達到消除VOCs目的。該技術(shù)具有工藝簡單、適用性強、易于操作和能耗低等優(yōu)點，已成為VOCs處理的前沿技術(shù)。

3 結(jié)語

就實際情況和目前的技術(shù)水平而言，對VOCS系統(tǒng)進行綜合治理，要想取得十分滿意的效果，還是存在一定的難度。從環(huán)境治理的角度而言，最理想的治理方式就應該是加強對排放源頭的有效監(jiān)測和監(jiān)管、控制。但對于焦化企業(yè)來說，控制源頭有相當大的難度，因為整個治理過程和效果受到很多因素的影響制約，不僅涉及到工藝裝備、技術(shù)水平，還有資金投入、管理手段、人員技術(shù)、原材料等多種因素，所以源頭控制并不能完全達到排放標準的要求。而對于末端治理來講，焦化企業(yè)所排放的揮發(fā)性有機物類別多，特征復雜，如果僅僅是依靠一種單一的方法去進行治理，也不能達到要求的效果。因此，我們一定要充分利用新的科學技術(shù)，不斷進行研究、創(chuàng)新，研究新的綜合治理方案和新的技術(shù)，對傳統(tǒng)技術(shù)上的缺陷進行彌補，追求更高的治理效果，對環(huán)境負責，對社會負責。希望通過本文對化工企業(yè)治理揮發(fā)的有機物的技術(shù)手段的簡單介紹，可以提高大家對焦化廠揮發(fā)性有機物治理的認識，促進技術(shù)交流，有利于綜合治理效果的全面提升。

參考文獻：

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