針對焦化化產(chǎn)區(qū)VOCs深度治理分析

文_胡小秀 徐州市新沂生態(tài)環(huán)境局

1 污染源現(xiàn)狀

對于我國焦化廠來說，在實際生產(chǎn)的過程當中相應(yīng)的化產(chǎn)區(qū)域內(nèi)所包含的污染源有鼓冷工序，硫銨工序、粗苯工序、脫硫工序等一系列工序。這些工序在實際生產(chǎn)的過程當中由于工藝的影響，會產(chǎn)生大量對生態(tài)環(huán)境造成污染的廢氣污染物。

1.1 鼓冷工序

從焦爐集氣管來的荒煤氣溫度一般在80°C以上，與焦油、氨水混合液一起沿吸煤氣管道至氣液分離器。氣液分離后的荒煤氣進入橫管式煤氣初冷器，由橫管初冷器下部排出的煤氣進入電捕焦油器，在高壓電場作用下，將煤氣中夾帶的焦油霧脫至20mg/m3以下。從電捕焦油器出來的煤氣進入鼓風機，經(jīng)煤氣鼓風機加壓后送至煤氣脫硫單元。

為了保證初冷器冷卻及煤氣脫萘效果，在上段中部、下段連續(xù)噴灑焦油、氨水混合液。由氣液分離器分離下來的焦油和氨水首先進入機械化氨水澄清槽，在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。

該工序在實際進行的時候，所排放的尾氣當中含有酚類、VOCs以及氰化物等會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染的有毒物質(zhì)，其日常運行過程當中所排放尾氣當中VOCs的含量相對于其他工序來說比較高，其尾氣所具有的味道也比較大。

1.2 硫銨工序

硫氨工序的主要任務(wù)是用硫酸洗去煤氣中的氨并生產(chǎn)硫銨，將煤氣中的氨含量脫至30mg/Nm3以下。該工序發(fā)生的主要化學反應(yīng)如下：

在焦化廠該段工序?qū)嶋H運行的時候，所產(chǎn)生的尾氣當中富含一些酸性物質(zhì)，如果排放到空氣中的話將會使得空氣中含有大量酸性物質(zhì)，從而導(dǎo)致酸雨的形成。

1.3 粗苯工序

從硫銨單元來的煤氣進入橫管終冷器。在終冷器內(nèi)最終將煤氣溫度冷卻到25℃后進入捕霧器，脫除煤氣中夾帶的冷凝液液滴后進入洗苯塔，然后制得粗苯。

在該工段中，相應(yīng)的工作人員往往是利用洗油來對煤氣中的苯、萘等有機物質(zhì)進行相應(yīng)的洗脫工作。負責進行尾氣排放的一些設(shè)備在實際使用的過程當中，遭受腐蝕的情況比較嚴重。

1.4 脫硫工序

該工序負責處理由鼓冷設(shè)備處理后的氨水。該部分工序在實際使用的過程當中，若槽罐由于密封工作進行的不嚴密，會導(dǎo)致部分廢氣溢出。

2 深度治理方案

2.1 工藝方案

焦化企業(yè)內(nèi)部相關(guān)工作人員在對國家相關(guān)最新標準進行全方位的研究后，結(jié)合本企業(yè)的實際情況擬定出一套新的工作方案。通過對該工作方案的合理使用，可以使得其尾氣中VOC的含量符合國家及地方標準。具體方案表述如下：

①負壓收集，靈活切換。對于區(qū)域內(nèi)部的一些處于密封狀態(tài)當中的槽罐，在實際使用的過程當中結(jié)合實際情況采用煤氣負壓回收這一方式，對相應(yīng)的尾氣進行全方面的收集。在實際使用的過程當中，相關(guān)工作人員可以根據(jù)實際情況的需求，在槽罐工作時，隨時切換到洗滌吸附方式。

②改進措施，提高效率。對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣進行收集后，采用洗滌吸收+多級活性炭吸附脫附這一更加先進的處理措施。另外，為了進一步提高廢氣處理效率，相關(guān)工作人員在實際工作的過程當中設(shè)計了分工序預(yù)處理系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的優(yōu)化處理，可以使得尾氣當中的VOCs得到更加徹底的處理。

2.2 預(yù)處理系統(tǒng)

對于整個化產(chǎn)區(qū)的有機廢氣處理，粗苯工序產(chǎn)生的有機污染物相對較多，在這一工序當中所產(chǎn)生的廢氣重點含有苯、非甲烷總烴、氨等污染物。在對尾氣進行傳輸?shù)倪^程當中由于外部或者是內(nèi)部因素的影響非常容易發(fā)生一些安全事故。為了減少事故發(fā)生概率，焦化廠相關(guān)工作人員結(jié)合企業(yè)內(nèi)部實際情況為其增加了預(yù)處理脫除裝置。將相應(yīng)的尾氣經(jīng)過該系統(tǒng)進行全面的處理之后，再進入VOC處理系統(tǒng)當中。

粗苯裝車這一工作實際進行的過程當中，為了減少儲罐以及槽罐車“大小呼吸”時產(chǎn)生的“呼吸廢氣”，相關(guān)工作人員采用的是文丘里收集噴灑洗油除苯后，進行送粗苯預(yù)處理的相關(guān)工作。通過這樣的方法不僅可以有效減少無組織排放的有機廢氣，還可以提升安全吸附輸送的安全系數(shù)，文丘里負壓吸附洗滌具體見圖1所示，具體的預(yù)處理流程圖見圖2所示。

圖1 文丘里負壓吸收洗滌圖

圖2 預(yù)處理流程圖

2.3 施工工序

為了使得尾氣中污染物含量能夠得到充分的降低，使得工藝方案能夠得到更加具體的體現(xiàn)，相關(guān)工作人員為新的工藝方案配備了新的施工程序：將工業(yè)原料通過預(yù)制塔的槽罐→處理后的材料經(jīng)過敷設(shè)管道→現(xiàn)場工作人員將生產(chǎn)過程當中各個污染源點采取密閉的方式對其進行相應(yīng)的封堵工作→對廢氣處理裝置進行基礎(chǔ)施工→按照相應(yīng)的安裝方案進行全方位的安裝工作→管道接口連接→電氣設(shè)備安裝→單體設(shè)備調(diào)試，最后對整套設(shè)備的運行情況進行試運行。

3 處理效果

預(yù)處理系統(tǒng)在建成之后運行費用較低，主要包括電費、員工工資福利費、折舊費、維修費等，且在運行的過程中可靠度高，所有的設(shè)備運行可靠、故障率低，尾氣處理后符合國家及地方相關(guān)標準。

3.1 廢氣脫硫

荒煤氣的主要雜質(zhì)H2S、HCN、NH3、CO2以及VOCs等，這些混合氣體在水溶液中自然平衡后，溶液中的pH值可達8.5左右。就化學平衡而言，單純依靠此堿度來較好地脫除煤氣中的H2S、HCN是不可能的，但在高效、活性好的HPF催化劑作用下，以氨為堿源，經(jīng)過化學吸收，催化化學反應(yīng)中的氨在水溶液中生成NH4OH、NH4HCO3、（NH4）2CO3向水溶液中提供了較穩(wěn)定的堿原，HCN在一系列反應(yīng)中分解。在實際運行過程中，脫硫脫氰后煤氣中H2S濃度＜20mg/m3，脫硫效率達98%以上，脫氰效率達80%以上。

3.2 有機廢氣處理

對化產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生的有機廢氣，采用洗滌塔洗滌后，再進入多級活性炭吸附，洗滌塔的目的主要是去除廢氣中NH3和H2S，NH3極易溶于水，在25℃與標準大氣壓下，1體積水可溶解702體積的NH3氣體；H2S易溶于水，在25℃與標準大氣壓下，1體積水可溶解2.6體積的H2S氣體。經(jīng)洗滌后，廢氣中的VOCs污染物在多級活性炭中得到有效的去除，活性炭吸附箱內(nèi)裝活性炭層及氣流分布器，以濃縮凈化有機氣體，是整個裝置吸附濃縮環(huán)節(jié)的主要部件及核心工序，活性炭由磚砌堆放式裝填。活性炭選用以優(yōu)質(zhì)無煙煤作為原料、外形蜂窩狀，其主要特點為：強度高、吸附速度快、吸附容量高、比表面積較大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、孔隙大小介于椰殼活性炭和木質(zhì)活性炭之間。在實際運行過程中，經(jīng)檢測，廢氣中的苯、VOCs去除效率均可以達到90%以上，其中經(jīng)凈化后廢氣中苯的濃度在2.5～4.8mg/m3，VOCs濃度在19～42mg/m3之間。

4 結(jié)語

某焦化廠的預(yù)處理系統(tǒng)在建成并且投入使用之后，有效降低了焦化廠在生產(chǎn)時排放的尾氣中VOCs含量，符合國家相關(guān)標準的排放要求，對我國生態(tài)環(huán)境保護作出了突出的貢獻。