焦化行業(yè)全工段VOCs末端廢氣治理解決方案

一、概述

①廢氣來源：粗苯工段的廢氣主要來自于泵在打料和進料過程中的氣體逸散以及儲罐內(nèi)原料的表面揮發(fā)。包括粗苯貯槽、貧油槽、洗油槽、地下槽和粗苯計量槽等區(qū)域。冷鼓工段的廢氣主要指氨氣、硫化氫和少量的VOCs。
主要來自焦油貯槽、氨水槽、焦油中間槽、焦油船、地下水封槽、焦油渣出口。脫硫工段的廢氣主要是氨氣、硫化氫和少量的VOCs。來自于母液槽、再生槽和破泡沫槽等區(qū)域。污水調(diào)節(jié)池工段的廢氣主要是苯系物有機揮發(fā)物，重點對苯系物進行處理。
②尾氣分析：粗苯罐區(qū)氣體具有流量小，濃度高的特點。要根據(jù)罐內(nèi)壓強變化間歇性工作，對粗苯成分進行回收。冷鼓工段的生產(chǎn)狀況屬常年連續(xù)開機，系統(tǒng)穩(wěn)定運行，排氣連續(xù)、穩(wěn)定，需要對尾氣進行連續(xù)處理。
主要成分為焦油、硫化氫、水蒸氣、氨氣、萘、苯系物等有機、無機混合物。脫硫工段的生產(chǎn)狀況屬常年連續(xù)開機，系統(tǒng)穩(wěn)定運行，系統(tǒng)排氣屬連續(xù)、穩(wěn)定狀態(tài)，需要對尾氣進行連續(xù)處理。主要成分為焦油、硫化氫、水蒸氣、氨氣、萘、苯系物等有機、無機混合物。污水調(diào)節(jié)池的主要成分為苯系物、硫化氫燈有機、無機混合物。
③廢氣濃度：粗苯罐區(qū)原料直接揮發(fā)，苯的沸點為80.1℃，是輕液，極易揮發(fā)，故粗苯罐區(qū)VOCs濃度含量高；根據(jù)經(jīng)驗，冷鼓工段廢氣濃度較低。具體濃度根據(jù)專業(yè)機構(gòu)檢測結(jié)果為準；

④廢氣溫度：粗苯罐區(qū)為常溫儲罐。冷鼓工段廢氣經(jīng)過降溫后，氣體溫度均低于200℃（通常在80℃以下）。
⑤廢氣風量：粗苯罐區(qū)：儲罐的大呼吸排放來源于儲罐進料過程，廢氣流量跟進出料泵的流量相關(guān)，小呼吸為因溫度變化儲罐內(nèi)的氣體體積膨脹而呼出的廢氣量。裝車過程排放的機油氣采用蒸氣平衡系統(tǒng)。
冷鼓工段和脫硫工段：兩個工段廢氣放散點由于距離很近，為優(yōu)化投資，決定將兩處廢氣集中收集處理。收集方式采用敞口式集氣罩，收集每個放散口排除的廢氣，確保不主動抽取物料氣的同時，能保證所有放散出來的廢氣都被收集。收集率≥90%。污水池：首先需要對污水池開放空間進行加蓋密封，其密閉空間按照廢氣換氣量6-10次每小時進行設(shè)計。
⑥排放方式：粗苯罐區(qū)呼吸閥連接冷凝回收設(shè)備，經(jīng)過15 m煙囪排放；冷鼓、脫硫段排放口廢氣經(jīng)收集處理后，經(jīng)過15 m煙囪排放；污水池表面需要加蓋收集揮發(fā)的廢氣經(jīng)過頂部安裝管道通入廢氣治理設(shè)備除臭、除VOC之后，經(jīng)過15 m煙囪排放。
二、達標排放要求
焦化行業(yè)，粗苯罐區(qū)氣體主要成分為苯，冷鼓工段主要氣體成分為焦油氣，根據(jù)《石油化學工業(yè)污染物排放標準》(GB31571—2015)、《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》(GB16171-2012)中規(guī)定的主污染物排放限值，還需要結(jié)合當?shù)氐牡貥艘蟆?/span>

三、各工段治理技術(shù)
（1）粗苯罐區(qū)
粗苯罐區(qū)為廢氣回收系統(tǒng)，選取冷凝回收+活性炭吸附+裝車蒸汽平衡的處理技術(shù)。其粗苯罐區(qū)VOC治理示意圖如下所示：

①粗苯儲罐進料時排放的廢氣，經(jīng)過接管呼吸閥呼出方向的管路，當管路上壓力變送器感應(yīng)到100 Pa，自動開啟密閉氣相管路排氣方向的閥門，儲罐排放機油氣輸送到回收設(shè)備，冷凝回收處理。
②粗苯氣回收設(shè)備冷凝單元的運行流程：從密閉氣相管路輸出的粗苯氣，傳輸回收處理設(shè)備前端，壓差感應(yīng)器感應(yīng)到管路壓力100 Pa時，啟動引風機，粗苯氣依次進入冷凝單元一級、二級凝結(jié)器，冷凝至-75℃。
分段冷凝液化，余氣達標進入富集（吸附）單元；一級冷凝分為A、B兩個凝結(jié)器切換使用，目的是為了防止凝結(jié)器中因水蒸氣/萘的物質(zhì)凝結(jié)而堵塞設(shè)備。氣體中易凝結(jié)物質(zhì)由氣體通道進入凝結(jié)器后迅速凝結(jié)，并由刮刀從凝結(jié)器表面刮除，刮下的結(jié)晶由收集槽收集氣體由收集槽上方排出，由后端工序經(jīng)行處理。
③粗苯氣回收設(shè)備富集單元的運行流程：儲罐系統(tǒng)靜止排放的粗苯氣，是隨氣溫升高罐內(nèi)液態(tài)氣體體積膨脹所排放的粗苯氣，此時回收設(shè)備不在運行狀態(tài)，機油氣經(jīng)過冷凝單元通道，直接進入富集單元的吸附床，粗苯組分被吸附劑吸附，空氣達標；
④回收裝置整體能耗低、運行經(jīng)濟合理。
（2）冷鼓、脫硫工段
對于含焦油、洗油、萘、氨、硫化氫等物質(zhì)的尾氣，根據(jù)氣體濃度低、風量大的特點，選用堿性洗滌塔+酸洗洗滌塔 +UV光催化氧化+納米催化活性炭吸附技術(shù)處理；
①兩部分工段的混合廢氣中含有酸類物質(zhì)（硫化氫）、堿類物質(zhì)（氨氣）及揮發(fā)性有機物(非甲烷總烴)，為了保證尾氣達標排放，同時也為了節(jié)約再生處理能源，采用了化學洗滌法中的洗滌塔堿液和酸液兩級氧化吸收法。
對排氣中的酸性硫、堿性氨、粘性大及熔點高的大分子有機物部分有機物進行回收處理，通過測定吸收液的pH值對自動加藥系統(tǒng)進行控制，保證吸收處理的效果。定期打撈洗滌塔水性中的焦油浮層，保持水體質(zhì)量，延長循環(huán)水使用周期。
②難降解的有機物經(jīng)過光催化氧化凈化設(shè)備進行處理后的尾氣達到排放標準，其中凈化設(shè)備包括前端除濕裝置+高能離子管+高能紫外燈光催化氧化裝置+納米催化活性炭裝置。
③設(shè)備示意圖如下所示：

（3）污水池面加蓋設(shè)計
玻璃鋼弧形蓋板（如下圖所示）的弧形起拱，中間無需支撐結(jié)構(gòu)，底邊通過緊固件與池壁或鋼結(jié)構(gòu)固定。
FRP復合材料是由纖維材料與基體材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。具有質(zhì)輕而硬，不導電，機械強度高，耐腐蝕等特性。
（4）污水池
根據(jù)焦化行業(yè)污水池廢氣濃度低、風量大、臭氣濃度高的特點，選用******技術(shù)處理；
①難降解的有機物經(jīng)過廢氣凈化除臭設(shè)備進行處理后的尾氣達到排放標準，其中凈化設(shè)備包括一級噴淋洗滌塔+除濕裝置+高能紫外燈光催化氧化裝置+納米催化活性炭裝置。
②洗滌塔主要是去除廢氣中可溶性的有機廢氣，達到除臭的目的。
③光催化氧化是基于光催化劑TiO2在高能紫外燈照射下具有的氧化還原能力而凈化污染物。利用光催化凈化技術(shù)去除空氣中的有機污染物具有以下特點：
a.直接用空氣中的氧氣作為氧化劑，反應(yīng)條件溫和（常溫、常壓）。
b.可以將有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子，凈化效果徹底，除臭效果好。
c.TiO2催化劑化學性質(zhì)穩(wěn)定，氧化還原性強，成本低，不存在吸附飽和現(xiàn)象，使用壽命長。
④最后，為了確保處理效果，在光催化氧化凈化設(shè)備末端安裝有納米催化活性炭吸附裝置，利用催化活性炭吸附少量其難降解的有害氣體，保證排放合格。
⑤設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：

該系統(tǒng)優(yōu)勢：
①針對焦化尾氣特定開發(fā)，處理效率高、投資低、運行能耗低；
②前段吸收可以對大部分污染物進行處理，同時進行化學吸收、物理吸收和降溫冷凝，同時處理效果更佳；
③除濕回溫裝置的使用和安裝，保證了后續(xù)光催化裝置的壽命；
④適用于業(yè)主廠區(qū)的防爆配置，滿足業(yè)主廠區(qū)的安全要求；活性炭吸附裝置，安全可靠，尾氣達標排放；
⑤有針對性的安全性設(shè)計，可以保證在系統(tǒng)運行的絕對安全；系統(tǒng)操作彈性0~120%，滿足業(yè)主不同生產(chǎn)負荷及生產(chǎn)波動情況。
市面其他治理技術(shù)：

①經(jīng)典的噴淋+活性炭一招打天下的治理技術(shù)需要對照新的排放要求及危廢的成本考慮，是否該技術(shù)可行；

②將各工段廢氣直通焚燒爐的解決方案要考慮安全性等問題。
來源：環(huán)保