揮發性有機化合物廢氣的危害與治理初探

周建華

（362323198110175452，福建 漳州 363000）

1 揮發性有機化合物廢氣的危害

揮發性有機化合物廢氣對于人體的危害是多方面的，對于不同行業的有機化合物廢氣的毒性和對人體的傷害也是不同的。其中工業廢氣中常見的揮發性有機化合物對于人體的危害具體可分為以下幾種：

第一：苯。苯類有機化合物可以損害人體的中樞神經系統，造成系統障礙，尤其是當苯蒸氣濃度過高時，會直接引起致死性的人體急性中毒。

第二：多環芳烴。多環芳烴有機化合物具有強烈的致癌性，苯酸類有機化合物可以使細胞蛋白質發生變形或者凝固，導致人體全身中毒。

第三：有機物硝基苯。其主要是影響神經系統、血相和肝以及脾器官。如果皮膚大面積吸收可以致人死亡。

第四：有機氮化合物可以致癌；有機磷化合物可以降低人體血液中的膽堿脂酶的活性，促使人體神經發生喜用功能性障礙。

第五：有機硫化合物。人體發生不適的狀態都是由于其中的低濃度硫醇，其濃度較高的情況下可以致人死亡。

2 案例背景

某石油化工公司污水處理廠，其對VOC 治理項目的確定范圍是11 臺污水罐以及含油污水提升池、浮渣收集池和氣浮池，其中這些項目主要是由業主負責。對于該污水處理廠的技術指標為：VOC 治理裝置規模總氣量1500Nm3/h，設計負荷為30%-130%，采用引風機+堿洗設施+催化氧化工藝。考慮到污水池廢氣非甲烷總烴約20g/m3，VOCs 體積濃度約0.75%，約爆炸下限的50%，同時廢氣中含有少量硫化氫，為保證尾氣排放達標及防止催化劑硫中毒，設計堿洗塔+催化氧化集成工藝處理廢氣。

3 堿洗+催化氧化法治理揮發性有機化合物廢氣

首先利用酸堿中和反應來去除廢氣中的酸性含硫成分，循環吸收，并且等堿液飽和之后將其與廢堿液一同排放至業主污水系統，然后利用催化劑進行催化氧化方法。催化劑可以使碳氫化合物在低溫條件下氧化分解成二氧化碳和水，進而生成無害有機化合物。

在堿洗脫硫后的廢氣送到催化氧化裝置時，其要求進入該裝置的廢氣中有機物的濃度爆炸下限為百分之25，如果其濃度高于下限濃度，應當用過相關的處理工藝來降低其爆炸下限，達到百分之25 之后才能夠進行催化氧化操作。具體的操作為將廢氣與空氣相互混合，經過尾氣換熱器預熱之后進入催化氧化反應器，然后進行催化氧化反應，將揮發性有機物轉化為二氧化碳和水，然后經過尾氣換熱器回收余熱后，最終將凈化氣通過排氣筒排入大氣，保證廢氣的有效去除。去除率基本上可達到99.9%以上，出氣達到《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）廢氣處理有機廢氣收集處理裝置中非甲烷總烴小于120mg/m3。出氣氣體各項指標數值遠遠低于排放標準，非甲烷總烴基本在20 mg/m3以下，大大減少了環境污染（如圖1）。

圖1 催化氧化工藝流程

管道收集采用說明如下：

①含油污水調節除油罐59-T-1001A/B 公稱容積為5000m3，原有3 臺DN250呼吸閥，根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求，設置兩臺DN250 帶阻火器呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次需更新2 臺DN250 帶阻火器呼吸閥，另一個呼吸閥口改造成廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口），同時罐頂上需增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖。

②含油污水調節除油罐59-T-2001A/B 公稱容積3500m3，原有3 臺DN250 呼吸閥，根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求，設置兩臺DN250 帶阻火器呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次需更新2 臺DN250 帶阻火器呼吸閥，另一個呼吸閥口改造成廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口），同時罐頂上需增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖。

③BTX 廢水調節罐59-T-7001 罐公稱容積1000m3，原有2 臺DN250 呼吸閥，根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求，設置1 臺DN250呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN250 呼吸閥，另一呼吸閥口作為廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口）。同時罐頂上需增設增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖。

④生產事故罐59-T-3001 罐公稱容積5000m3，原有1 臺DN250 呼吸閥，根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求，應設置兩臺DN250帶阻火器呼吸閥。

本次新增一臺DN250 帶阻火器呼吸閥，由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次另需更新1 臺DN250 呼吸閥，共計2 臺DN250 呼吸閥。同時罐頂上需增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖，廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。罐壁上方的原有溢流口現場用法蘭蓋封閉。

⑤污油脫水罐59-T-4001A/B/C 公稱容積200m3，有一臺DN100 呼吸閥，符合《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求。

由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN100 呼吸閥。

污油脫水罐頂揮發油氣濃度較高，根據《中國石化煉發函〔2016〕127 號》文要求，應加氮封及緊急泄放人孔。本次在罐頂新增一個DN50 氮氣入口及一臺DN600 緊急泄放人孔，同時罐頂上需增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖。廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。罐壁上方的原有溢流口現場用法蘭蓋封閉。

⑥浮渣濃縮罐59-T-4002A/B 公稱容積100m3，有一臺DN100 呼吸閥，符合《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/G3007-2014）要求。

⑦污水處理場的自產含油污水提升池與浮渣收集池原設計為加蓋的水池，未對廢氣進行收集處理，造成揮發性有機氣體無組織排放。自產含油污水提升池現有一個DN200 通氣孔，可改造作為廢氣收集管并增設呼吸閥；浮渣收集池現有二個DN200 通氣孔，一個可改造作為廢氣收集管，另外一個改造為呼吸閥口。此兩池目前均有敞開口，未封閉。業主可根據現場開口情況，使用混凝土進行封閉。

由于原有呼吸閥設定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN100 呼吸閥。同時罐頂上需增設一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關閥聯鎖。廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。

因催化氧化工藝增加了氣體的溫度，同時廢氣中污染物濃度過高時催化氧化還會鍶、釋放出大量的熱量，造成廢氣溫度更高，如控制不好會影響催化劑的使用壽命，甚至發生安全事故，為了更好的保證系統安全穩定的運行，針對此系統采用了如下安全保證措施：

管道收集總管增加爆炸下限LEL 在線分析儀，盡可能地控制廢氣的濃度低于爆炸下限的25%，同時設置在線濃度檢測儀，檢測可烯氣體濃度；如出現濃度超出爆炸下限的25%時，自動控制打開稀釋空氣閥門，補充空氣量，降低廢氣的濃度。

每個罐體與管道收集的部位增設各增設一臺防爆轟型阻火器，系統工作壓力基本上保持在3～5KPa 的壓力下正常工作，在壓力突然達到50KPa 時，系統會自動停止工作，同時廢氣進行緊急排空處理。如壓力持續升高，達到150KPa。系統還設置了帶報警裝置的防爆膜片，如壓力持續升高，達到150KPa 時，防爆膜片自動爆開，并發出報警，可有效的保護本裝置和周圍的設備，同時對人員不造成傷害。系統所有采用的電氣儀表設備全部采用防爆型的，防爆型ExdIIBT4。

4 結語

綜上所述，隨著我國對于廢氣處理的不斷深入研究，以及一些新的技術不斷的出現，對于傳統處理揮發性有機化合物廢氣的處理方法進行了一次大的改變，解決了傳統處理技術的弊端和難點，運用新型技術不但可以有效的處理現實中的大量廢氣污染，還因為其運行費用較低的特點來提升了的廠家的經濟效益，為我國的環保事業和經濟發展做出了巨大的貢獻。