焦化企业VOCs废气处理技术应用.pdf

-85-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 7 期两星推荐对于焦化企业来讲，焦化企业各生产环节均有不同程度的污染现象，各类有机废气泄漏与无组织排放都会导致硫化合物、甲苯、二甲苯等挥发性有机气体（VOCs）出现。此类废气对人体健康、生态环境具有一定的影响，要求焦化企业不断对 VOCs 废气处理技术深入研究，从而减排或者不排此类废气，以践行企业发展的环保理念。VOCs概念VOCs 属于挥发性有机物，以 VOCs 为统称，总挥发性有机物用 TVOC 表示。VOCs 在环保意义上来讲，是属于会对环境产生影响的物质，作为挥发性有机物，VOCs 具有较强的挥发性，且性质活泼，甚至能够参与大气光化学反应。产生涉及 VOCs 排放的环节较多，其中化产车间冷鼓工段间歇排放的废气，废气中含有大量的氨、苯、酚类物质，属于产生VOCs废气的途径之一；硫铵干燥工段、脱硫再生塔、洗苯脱苯工序等均属于产生 VOCs 废气的途径。危害VOCs 通常分为非甲烷氢、含氧有机化合物、含氮有机化合物、含硫有机化合物等，属于焦化企业的常见废气。VOCs 在挥发过程中参与大气光化学反应，跟臭氧还有二次气溶胶的生成过程会发生反应，这也就能看出来了，臭氧指数和 PM2.5 数值会出现变化，变化大小不能固定。在味道方面，挥发性有机物都有一种刺激性的味道，这种味道十分浓烈，吸入到体内甚至会导致致畸或者致癌，对人体健康与自然环境具有明显且严重的影响。VOCs废气处理工艺有机废气处理技术破坏性方法。RTO、RCO、VAR 均属于这种方法，方法具有较强的破坏性，是在燃烧的基础上实现的对有机挥发性气体的祛除。焚烧法属于处理有机废气的重要方式，在乃至全球范围内，都能对这个的方法产生认同。在焚烧以后，污染物不复存在，这个过程主要通过焚烧设备实现，设备运行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度焦化企业 VOCs 废气处理技术应用杨 凯杨 凯山西焦化设计研究院（有限公司）中国科技信息 2024 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-86-两星推荐行稳定性强。破坏性方法能够实现 VOCs 废气的有效处理，且成本投入相对较低，可行性较高。非破坏性方法。不具破坏性的 VOCs 废气处理工艺同样存在，比如，吸收法和冷凝回收法，还有引入煤气负压系统法等，顾名思义不对 VOCs 废气进行破坏，而是经过相关净化装置实现对 VOCs废气的处理。以最后一种系统法来讲，主要是利用煤气净化装置所实现的，使用鼓风机的前吸力，将这种力作为动力进行使用，把放散气回收到煤气总管，保障尾气放散的组织性。这种方法十分简单，也不会出现操作污染，是废气净化的重要方法 VOCs 中的苯、氨等得到有效回收，且能够实现再利用，是改善当下 VOCs 废气处理问题的主要途径，也是治理焦化企业大气环境污染问题的重要方式。常见 VOCs 废气处理工艺低氧 VOCs 废气。在气体排放的过程中，各工艺阶段都会出现VOCs废气，这种废气中一般都会出现氨和硫化氢。此类装置密封严格，无法与氧气进行接触，因此在排放中以低氧 VOCs 废气为主。因此将此工段产生的低氧 VOCs 的废气进行回收，与引入煤气负压法进行结合，VOCs 废气处理能够得到保障。高氧 VOCs 废气。硫铵、脱硫等提盐工段所产生的废气属于高氧 VOCs 废气，气体中同样含有氨与硫化氢，此类工段设置与装置密封性不严，因此会形成高氧VOCs废气。此类废气的处理，需要使用废气预处理装置，一般以“预洗+酸洗+碱洗”流程为主，随后以燃烧处理的方式实现废气处理。生化废气。污水车间在进行运行的过程中，主要包含好氧池、二沉池等装置，此类装置一般加盖收集，好氧池与污水池运行会产生废气，此类废气的处理同样可选择预处理方式，经“翅片管换热脱水器+高效除雾器”预处理后进行燃烧处理。焦化企业 VOCs废气处理方案从上述 VOCs 废气处理工艺来讲，以上工艺能够实现对 VOCs 废气排放达标的控制，但从运行效益、工作手段及安全的角度来讲，焦化企业 VOCs 废气处理要基于各工段VOCs 废气排放指标进行设计，同时也要考量经济效益与综合效益，确保 VOCs 废气处理的精细化特点。化产回收区域处理在焦化企业发展中，煤气负压法的引入具有重要意义，也是焦化企业回收阶段必不可少的环节。在煤气负压净化系统装置完成后，焦化企业可将具备回收条件的 VOCs 废气引入这一装置后，实现回收工艺。对于不具备回收条件的VOCs 废气来讲，可直接进行燃烧处理。一般来讲，洗苯、脱苯等密封较好的工段，具有污染物回收价值，由此，可通过煤气负压装置等措施对污染物进行回收，但像冷鼓等含氧量较高的工段，污染物不具备回收价值，可直接选择燃烧法等破坏性回收工艺进行处理。煤气负压法从原理上来讲，是对放散气进行引入，通过内部装置对这些气体进行收集，然后通过利用煤气净化装置的负压，把 VOCs 放散气的引入过程进行实现，这也就可以保障煤气净化对废气的有效处理。除了这个意外，苯储槽大小呼吸机在进行装车运输的时候也会出现不同程度的逸散气，这种气体的排放没有规律，是在进料、放料的一瞬间出现的，没有办法很好地进行回收处理。但是对于装车口处，苯的排放浓度会增加，这个时候可以考虑对苯进行回收，用深冷凝回收的方式，这个回收方式能实现 90%以上的回收效率。反观燃烧法，作为破坏性处理方式，是在将放散气收集后，通过空气中的氧实现的燃烧，随后尽心燃烧，通过高温燃烧，VOCs 氧化分解为无害物质，可通过净化去除。以上两种方式处理工艺简单，且无明显的投资需求，废气处理无污染。污水处理区域处理对于污水区域来讲，污水区域废气具有低浓度、高含水量的特点，且具有一定的异味，这也对污水处理区域的治理提出了更高的要求。传统理念下、洗涤、光催化、吸附等方式对废气的处理效果难以体现，为更好地处理废气，可尝试生物法。生物过滤是将经过驯化筛选的活性微生物进行利用，因为活性微生物能够在适宜的环境下，对废气进行转化，这一转化过程主要是以代谢模式对挥发性物质进行代谢，这也是生物法的主要处理过程，可简单理解为生物过滤，以此实现VOCs废气的降解。此类生物降解方式同样具备工艺简单、运行成本低等特点，污水处理效果明显。焦化企业 VOCs废气处理综合措施冷鼓、脱硫工段废气处理在对此工段的废气进行处理的过程中，冷鼓工段机械化设备各槽体的设备放散气在与脱硫工段槽体的设备放散气收集后，进入油洗工艺，油洗是通过高温高沸点对污染物进行去除，通过油洗工艺各类放散气中的高沸点物质能够去除，因此能够减少这类物质形成结晶，由此这段管道能够减少堵塞现象的出现。结束油洗后进入到水洗工艺，水洗是对废气中水溶性物质进行溶解，油洗是高温工艺，因此通水洗能实现对废气温度的降低，也是控制管道腐蚀等不良现象的关键措施，蒸汽加热是在废气进行引风机后通过管道被送入焦化炉，进行燃烧处理，此类废气在进行燃烧的过程中能够充分接触到氧气，因此能够得到充分燃烧，废气中的各类挥发性物质能够得到有效处理，经燃烧所产生的烟气需要在经历降温、净化后排出，以保障烟气排放对大气环境的无污染性。放散气引入燃烧炉的工艺十分简单，其废气处理工程效率较高，为不断提升系统运行安全，要重视对以下环节的控制。1.预处理。在落实以上废气处理工艺的过程中，要对各类工艺的预处理进行提前设置。高沸点物质具有容易结晶的特点，因此为减少管道堵塞，要对此类高沸点物质进行预处理，实现包含管道在内的阀门等系统组建不会出现结晶。油洗清除高沸点物质，水洗降低废气温度，且水溶性物质也能-87-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 7 期两星推荐得到吸收。由此可见，预处理工艺能够对废气管道进行保护，是规避管道堵塞的主要途径。2.逸散气在进入焦炉的过程中，是通过焦炉开闭器所实现的，两根废气主管连接在焦炉两侧开闭器，能够实现与焦炉换向系统进行联锁，此举能够最大化保障因焦炉换向导致的串气风险。3.焦炉焚烧也要保障安全性，在焦炉燃烧的过程中，要对焚烧炉内部易燃易爆物质浓度进行监测，实现对易燃易爆浓度的控制，减少安全事故的出现。同时也要将焦炉产生的烟气进行排放，将其引入废气管道，不断对进入焦炉前的废气浓度进行稀释，确保废气浓度的降低，从而保障焦炉运行安全。粗苯工段废气处理负压回收工艺能够应用在粗苯工段，这个工段的槽罐设备压力是不一样，同时氮气也体现了一定的保护作用，智能化系统也能实现对压力的控制，在不断地压力控制中，氮气能够得到有效的保护，但也会在一定程度上出现逸散气现象。对此类放散气收集后，经鼓风机前压力管道进入到净化系统中，对废气进行回收、处理。负压工艺的回收简单，也能对污染物的排放进行控制，操作过程中要保障各类管理运行的安全和稳定，减少对煤气系统的影响，尽量杜绝对机器管道压力的影响。1.在对槽罐设备压力体系进行自动分程调节的过程中，要根据不同槽罐的压力数值对系统数据进行调整，以此对放散气压力进行稳定，为实现对总管压力的平衡，要适当对放散气缓冲罐进行数值调整。2.设置氮气密封保护。在这一工段中不断对逸散气总管中的氧含量进行分析与监测，在数据出现波动时要立即作出反应，以保障含氧量数据的合理性，确保净化质量。3.蒸汽伴热系统要设置在槽罐集气管道支管和总管中，将管道的吹扫与放空接口进行设置，从而减少衍生聚合物的出现，避免管道堵塞。粗苯储罐及装车逸散气处理粗苯储罐大小呼吸气在进行处理的过程中，已知其有流量小、组分单一、浓度高的特点，这也能够为废气处理提供帮助。可通过冷凝回收的方式，对本逸散气进行回收。系统冷却之后，活性炭吸脱附系统能够将苯蒸气进行吸附，由此实现污染物的处理，确保废气达到排放指标。在进行此类工艺操作的过程中要保障各项工艺流程的安全性与细节性。1.在进料时苯储槽会排放废气，此类废气一般由呼吸阀呼出管道排出，气体不断排出的过程中，管道压力感应装置识别后，对自动开启排气阀门，因此废气能够进入回收流程。2.气体在进行回收的过程中，通过回收设备进行管道。在管道压力到达预设阈值时，使用引风机，在引风机的作用下，粗苯气能够进入冷凝单元，从而粗苯气温度能够不断下降，进入下一分段冷凝液化环节。此环节专业性明显，且需要两个凝结器进行切换使用，以此防范凝结器设备堵塞等不良现象的出现。污水处理污水处理工段的废气治理十分专业，使用废气加盖收集并经预处理后，废气会进入到生物净化池。生物净化是基于微生物进行的废气处理，因此在进行污水处理的过程中，要注重处理工艺及其程序的有序性。不同的程序能够对污水中的不同物质进行去除。废气在经过喷淋加湿后，进入生物过滤装置，在装置中，各类有害物质能够得到降解。1.预处理。预处理能够减少后续污水处理问题的出现，在此工段内，预处理主要是以酸洗与碱洗为主，对污水中的酸碱性物质进行去除，以减少此类物质对活性微生物的影响，以此确保污水处理质量。2.增湿会降低废气温度，但微生物对生存温度的要求较高，因此可安装电加热器，对低温状态下的废气进行适当加热。温度无法达标的情况下会导致微生物存活问题，甚至会对污水处理效果造成影响，需要得到重视。3.无机矿物质作为主要填料，同时有机成分也要包含。在利用混合物质作为填料的情况下，能够避免床层的压实。从材料来讲，市面上火山岩、松树皮、贝壳粉等作为填料物质十分常见，此类填料具有稳定性，在使用过程中优势明显，也能够使得填料表面生成微生物菌群，且此类菌群密度较高，能够实现生物处理价值，由此生物滤池能够具备高生物活性和抗负荷性能。通过此类处理方式，污水处理效果好，且不会造成二次污染。生物降解作为污水处理的核心，能够确保污染物净化的安全性与稳定性。结束语对于焦化企业 VOCs 废气来讲，VOCs 废气对自然环境、人体健康等具有一定的威胁，也是当下焦化企业大气污染治理的工作要点。文章对焦化企业 VOCs 废弃处理技术进行探讨，并基于各工段提出了综合治理的措施，以此保障焦化企业发展与 VOCs 废弃处理的科学性。随着当下国内对环境质量要求的提升，为控制大气、环境污染现象，焦化企业已然成为治理重点。但传统工艺无法对焦化企业 VOCs废弃排放进行高效处理，甚至存在成本把控问题，这也就要求焦化企业不断对 VOCs 废气处理技术进行研究，深化落实VOCs 废弃处理新技术，合理引入燃烧、负压回收、生物过滤等技术理念，实现VOCs废气污染物的高质量回收与处理，确保 VOCs 废气处理过程中的经济性、技术性与安全性。