化工廠煤氣精制槽區(qū)VOCs廢氣處理案例

某化工廠槽區(qū)有2個(gè)4000m3氨水貯槽、2個(gè)4500m3焦油貯槽、1個(gè)3000m3粗苯貯槽。氨水貯槽溫度在60~70℃,焦油貯槽溫度70~80℃,輕油貯槽為常溫。槽內(nèi)通過呼吸閥揮發(fā)出氨、硫化氫、萘、苯等非甲烷總烴(VOCs)類廢氣,需要對(duì)槽區(qū)進(jìn)行廢氣治理。

1廢氣處理工藝

由于廢氣中含有氨、硫化氫、萘、苯類物質(zhì),其中焦油貯槽廢氣中的苯類物質(zhì):苯40g/m3、甲苯20g/m3、二甲苯90g/m3,上述物質(zhì)具有易燃、易爆、易腐蝕等特性,常規(guī)的抽氣洗滌方法不僅安全風(fēng)險(xiǎn)高,而且對(duì)有機(jī)物治理效果不明顯。需要改變思路,進(jìn)行回收治理。

根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3007─2007中相關(guān)條款規(guī)定,固定頂貯槽的吸入量及呼出量主要由進(jìn)、出料導(dǎo)致的“大呼吸”及由于大氣最大溫差導(dǎo)致的“小呼吸”產(chǎn)生的廢氣量組成。

2處理工藝方案

將5個(gè)貯槽內(nèi)的揮發(fā)物如氨、硫化氫、萘、苯類等非甲烷總烴物質(zhì)進(jìn)行收集后,接至煤氣負(fù)壓管道,引入煤氣負(fù)壓系統(tǒng)混配到煤氣中,避免廢氣直接排放。為此,需要配置氮?dú)夥€(wěn)壓、安全水封、蒸汽保溫、蒸汽吹掃等措施。治理方案見流程圖1。

2.1氮?dú)夥€(wěn)壓

進(jìn)出貯槽的物料量多、變化頻繁,液面以上的空間內(nèi)氣體無法保持在一個(gè)恒定的壓力,而進(jìn)入煤氣總管前的吸力是一定的。簡(jiǎn)單的廢氣接入,容易造成廢氣收集管的壓力調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作,存在貯槽吸氣不足或被吸癟的風(fēng)險(xiǎn),必須配置氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)。通過氮?dú)庋a(bǔ)充到槽內(nèi),控制槽內(nèi)壓力在200~300Pa,貯槽廢氣通過廢氣支管引至廢氣總管,廢氣總管接入煤氣負(fù)壓管道,廢氣支管壓力控制在100~150Pa,確?？諝獠槐晃氲綇U氣中。

2.2安全水封

設(shè)置安全水封的目的:①當(dāng)廢氣管道堵塞,槽內(nèi)壓力超過一定壓力時(shí),則水封瞬間被擊穿,防止槽內(nèi)憋壓。②一旦槽內(nèi)物料下降過快,短時(shí)間槽內(nèi)形成較大的負(fù)壓,水封就被抽干,從而保證貯槽不被吸癟,保證貯槽運(yùn)行安全。

2.3管道設(shè)計(jì)

廢氣中含有萘、油等物質(zhì),容易粘附在管壁,管徑通量變小,嚴(yán)重時(shí)堵塞管道,造成廢氣系統(tǒng)無法正常使用。所以廢氣收集管設(shè)計(jì)時(shí),需要設(shè)置蒸汽吹掃管和冷凝液排放管,而且管道還需要伴熱保溫。

3廢氣治理的運(yùn)行與控制

1)通過氮?dú)夥€(wěn)壓,當(dāng)貯槽由于進(jìn)料或溫度升高導(dǎo)致槽內(nèi)壓力升高至設(shè)定上限時(shí),廢氣出口壓力調(diào)節(jié)閥打開,廢氣從由各貯槽呼吸閥下部管道接出的各支管匯集至廢氣總管后進(jìn)入煤氣負(fù)壓系統(tǒng)。

2)當(dāng)由于出料或溫度下降導(dǎo)致槽內(nèi)壓力下降至設(shè)定下限時(shí),廢氣出口壓力調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)閉,貯槽處于密閉狀態(tài),既不向煤氣負(fù)壓系統(tǒng)呼出廢氣,也不向槽內(nèi)注入氮?dú)?。?dāng)貯槽內(nèi)壓力繼續(xù)下降至設(shè)定下下限時(shí),氮?dú)夥€(wěn)壓裝置開啟,向貯槽內(nèi)注入氮?dú)?span lang="EN-US">,使槽內(nèi)壓力保持的設(shè)定上限與下限之間。

3)煤氣含氧量的控制。由于各槽的廢氣通過廢氣收集管進(jìn)入煤氣負(fù)壓管內(nèi),在呼吸閥關(guān)閉時(shí),氣系統(tǒng)與外界是隔斷的,在全部槽內(nèi)壓力受控的前提下,氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)保證空氣不被吸入煤氣中。槽區(qū)廢氣系統(tǒng)的投運(yùn)不增加煤氣中的氧含量。

4)系統(tǒng)單獨(dú)控制各槽內(nèi)壓力,槽內(nèi)壓力維持在200Pa左右,調(diào)節(jié)閥根據(jù)槽內(nèi)壓力自動(dòng)跟蹤,上下調(diào)節(jié)幅度在20%左右。氮?dú)庾詣?dòng)控制系統(tǒng)有足夠的能力完成槽內(nèi)壓力的跟蹤和調(diào)整。系統(tǒng)投用近1年來,運(yùn)行穩(wěn)定。

5)三期煤氣精制槽區(qū)廢氣回收裝置,在大陸地區(qū)焦化行業(yè)為首次運(yùn)行,裝置投費(fèi)用相對(duì)較低,主要管材采用普通碳鋼,費(fèi)用主要用于控制系統(tǒng)和工程安裝。

4結(jié)語(yǔ)

1)三期槽區(qū)廢氣回收裝置,是國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)中首套正常運(yùn)行的裝置。

2)槽區(qū)廢氣回收裝置的投用,徹底解決了槽區(qū)VOCs治理的難題。

3)槽區(qū)VOCs回收裝置采用氮?dú)夥€(wěn)壓方式,不增加煤氣中的氧含量。

4)槽區(qū)VOCs回收裝置的運(yùn)行是安全、可靠的。

來源：《燃料與化工》

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