焦化廠化產(chǎn)區(qū)域VOCs治理技術及應用分析

李連鈺

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠，山西 太原030003）

揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一類污染物，是近地面臭氧和二次有機氣溶膠生成的重要前體物，對光化學污染、大氣環(huán)境質量、氣候變暖等有重要影響[1-2]。焦化企業(yè)在煉焦生產(chǎn)及化產(chǎn)品回收過程中，會產(chǎn)生大量含有苯類、酚類及其他有機揮發(fā)性物質的氣體，部分會逸散到空氣中，危害人體健康，污染周邊環(huán)境。

近幾年國家對環(huán)境污染治理力度不斷加大，VOCs已經(jīng)被認定為一項重要大氣污染源，各項環(huán)保法律法規(guī)也將VOCs治理作為一項重要內容。

山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠（簡稱太鋼焦化廠）積極響應國家及省市政府要求，組織開展焦化廠VOCs治理。現(xiàn)將太鋼焦化廠化產(chǎn)區(qū)域VOCs治理技術的選擇、分析及治理效果介紹如下，為同類企業(yè)的VOCs治理提供借鑒。

1 化產(chǎn)區(qū)域VOCs氣體來源

太鋼焦化廠現(xiàn)有3座70孔7.63 m焦爐，年產(chǎn)焦炭330萬t，配套化產(chǎn)回收系統(tǒng)，主要負責對焦爐煤氣凈化處理，包括鼓冷工序、脫硫工序、硫銨工序、粗苯工序及油庫。各工序VOCs來源及主要組分見表1。

表1化產(chǎn)各工序VOCs來源及主要組分

2 焦化廠VOCs治理技術對比

焦化廠VOCs的治理有很多方法，如吸收、冷凝、吸附、焚燒、生物處理和引入負壓煤氣系統(tǒng)等[3]，國內多數(shù)焦化企業(yè)采用其中1種或幾種組合的技術。各主流VOCs治理技術的原理、適用范圍、特點等見表2。

表2主流VOCs治理技術對比

3 VOCs治理技術分析及選擇

3.1 技術選擇

對比當前焦化廠VOCs治理技術可以看出，不同的治理技術存在不同的優(yōu)、缺點，想要高效、無污染、低成本的治理VOCs，就必須博采眾長、合理地選擇治理技術，而多種技術的合理組合是必然選擇。

結合焦化行業(yè)治理有機廢氣的實踐經(jīng)驗，太鋼焦化廠對鼓冷、脫硫、硫銨工序廢氣的治理選用多級洗滌+活性炭吸附+進入焦爐配風燃燒技術，對粗苯工序、油庫廢氣治理選用氮封+引入負壓系統(tǒng)技術。

3.2 工藝流程

3.2.1 多級洗滌+活性炭吸附+進入焦爐配風燃燒

鼓冷、脫硫、硫銨工序各放散點均設置全密閉尾氣收集裝置，原放散點位沒有密封罩的均增設密封罩，原放散點位有放散口的在原尾氣放散口位置的連接法蘭上去掉與大氣相通部分后，增設1個三通，三通一端增設手動風閥后直接與大氣相通，另一端增設1個手動閥門后，放散氣通過管道進入集氣主管，在風機負壓的帶動下進入尾氣處理系統(tǒng)；每個工序引入主管路前增設1個切斷閥。

多級洗滌+活性炭吸附+進入焦爐配風燃燒工藝流程示意圖見圖1。

圖1多級洗滌+活性炭吸附+進入焦爐配風燃燒工藝流程示意圖

鼓冷、脫硫、硫銨工序廢氣集中后進入主處理系統(tǒng)，首先進入油洗塔，采用貧洗油對尾氣進行洗滌，主要去除尾氣中大部分的焦油、苯、萘等有機物，油洗塔中飽和洗滌液排至機械化澄清槽；尾氣從油洗塔出來后進入酸洗塔，在酸洗塔內，廢氣中的NH3被吸收液洗滌并與吸收液中的H2SO4發(fā)生反應，酸洗塔內的吸收液排至硫銨段母液槽；廢氣經(jīng)集氣管道進入堿洗塔，在堿洗塔內采用NaOH溶液對廢氣中的H2S、HCN進行吸收，堿洗塔內的吸收液排入機械化澄清槽；氣體進入吸脫附塔，塔內采用柱狀顆?；钚蕴繉ξ矚膺M行過濾吸附，去除剩余的VOCs。吸脫附塔為吸附、脫附一體設備，當活性炭吸附飽和后，采用飽和蒸汽直接對活性炭進行脫附再生，從而節(jié)省、重復利用資源，極大地降低運行費用；脫附的混合蒸汽通過冷凝后，進入機械化澄清槽。經(jīng)活性炭吸附后的廢氣由風機加壓后送至焦爐配風加熱燃燒，從焦爐廢氣盤系統(tǒng)引入完成消耗。

3.2.2 氮封+引入負壓系統(tǒng)

氮封+引入負壓系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖2。粗苯工序、油庫區(qū)域輕苯中間罐、苯罐等處苯附加值高，揮發(fā)性大，采用氮氣密封裝置對其進行密封，保持罐內微正壓，可有效減少高附加值化產(chǎn)品的揮發(fā)。當罐內壓力高于設定值時，系統(tǒng)自動打開泄壓閥，在負壓的帶動下廢氣進入煤氣負壓系統(tǒng)，對苯等揮發(fā)性氣體進行回收利用。

圖2氮封+引入負壓系統(tǒng)工藝流程示意圖

在廢氣管線主管上設有緊急自動放散閥、壓力傳感器、溫度傳感器、壓力調節(jié)閥、手動切斷閥、緊急自動切斷閥，系統(tǒng)通過壓力調節(jié)閥來控制主管路壓力，系統(tǒng)中壓力傳感器與壓力調節(jié)閥自動聯(lián)鎖，緊急自動放散閥和緊急自動切斷閥與含氧分析儀聯(lián)鎖，當系統(tǒng)中氧含量超標時，緊急自動切斷閥自動關閉，緊急自動放散閥自動打開，廢氣進入洗滌主處理系統(tǒng)，以保證電捕系統(tǒng)的正常運行。

3.3 治理效果

太鋼焦化廠采用此套治理技術對化產(chǎn)區(qū)域所有放散點VOCs進行收集、凈化處理，使得現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味；酸洗塔采用蒸氨廢水作為生產(chǎn)水，吸收后的溶液回硫銨工序母液槽；油洗塔采用洗油作為吸收劑，吸收完的洗油送至機械化澄清槽分離，間接增加焦油產(chǎn)量；脫附系統(tǒng)中，替換下來的飽和活性炭進入煤場，與煤混合后進入焦爐生產(chǎn)焦炭，冷凝器冷凝下來的高濃度有機廢水進入水層槽分層后，上層的有機物回收利用，下層的冷凝水直接進入機械化澄清槽，由于廢水量少、濃度低，因此進入機械化澄清槽后間接進入污水處理系統(tǒng)，不會對原系統(tǒng)造成危害；堿洗塔采用污水處理站出水作為生產(chǎn)水，吸收后的液體進入機械化澄清槽，此工序不增加新的廢水；洗滌吸附處理后的廢氣進入焦爐燃燒室燃燒，無任何污染源排放，因此無需監(jiān)測。該技術將粗苯工序、油庫區(qū)域高附加值揮發(fā)性物質引入煤氣負壓系統(tǒng)進行回收，不僅增加了經(jīng)濟收益，而且避免了多級洗滌除苯效率低、可燃氣體超標等問題，達到了VOCs治理安全、高效、無二次污染、低成本的要求。

4 結 語

4.1太鋼焦化廠對鼓冷、脫硫、硫銨工序VOCs治理采用多級洗滌+活性炭吸附+進入焦爐配風燃燒技術，實現(xiàn)了現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味，回收部分焦油、氨等，無二次污染，無廢氣排放源，無需監(jiān)測，運行安全可靠，滿足環(huán)保治理要求。

4.2太鋼焦化廠對粗苯工序、油庫VOCs治理采用氮封+引入負壓系統(tǒng)技術，有效減少了苯的揮發(fā)，實現(xiàn)了現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味，回收高附加值苯，增加經(jīng)濟收益，減少安全風險。

4.3隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，國家對VOCs的排放將采取更加嚴格的管控措施，多種技術組合使用是VOCs治理技術必然的發(fā)展趨勢。通過對國內主流VOCs治理技術的分析，并結合太鋼焦化廠VOCs治理實踐效果，可為同類企業(yè)VOCs的治理提供借鑒。