焦化廠揮發性有機物治理技術應用

葉青保

摘 要：焦化廠在生產過程中，會有多種類的有機揮發物產生，如果不采取有效的措施進行處理，勢必會對空氣環境造成嚴重的破壞，給環境治理帶來嚴重的影響，而且在揮發的有機物中還含有強致癌物質，會對人們的身心健康帶來嚴重的威脅。目前，我們在對這些有機揮發物VOCs進行治理時，主要的控制方式有兩種，第一就是從排放源頭抓起，對源頭嚴格控制，竟可能的減少排放量;第二種方式就是對排放末端進行治理，通過各種科學技術手段，來減底揮發性有機物的排放濃度。焦化廠對于一些常見的揮發性有機物，通常采用的治理方法有燃燒法、吸附法、吸收法、光催化氧化法、等離子法等。本文分析了焦化廠揮發性有機物治理的現狀和治理思路，并主要就吸收法、光催化氧化法、等離子法的治理技術進行了簡單介紹說明，希望可以提高大家對焦化廠揮發性有機物治理的理解認識。

關鍵詞：焦化;揮發性有機物;治理技術

雖然相關監管單位制定了石化行業揮發性有機物污染治理實施方案--VOCs排放源清單及治理目標，也提出通過開展揮發性有機物綜合治理，特別以焦化行業揮發性有機物（VOCs）、尤其是對有毒有害物質苯并芘（強致癌物）特征污染物等治理為重點，加強焦化行業VOCs廢氣排放監管，完善污染防治技術管理體系，加強監測監控。但根據對國內焦化廠典型VOCs末端治理案例的調研和分析發現，實際運行案例存在VOCs污染物的物相轉移、產生二次污染、環保設施不具備實際運行操作性且存在安全爆炸隱患等諸多問題。目前，我國在產以及在建的焦化項目很多，必須提高對揮發性有機物排放的環保意識，加強監管，加強治理。基于此，本文通過對焦化行業揮發性有機物（VOCs）減排技術應用的研究分析，以及采用深冷微負壓循環凈化裝置開展VOCs無組織排放治理的工藝，對于加快焦化行業先進污染防治技術示范、應用和推廣以及對區域揮發性有機物的減排都具有重大意義。根據有機物組分的熔點和沸點的差異，采用不同的冷凝控制參數和制冷組件，研究了深冷微負壓循環凈化裝置對焦化廠化產工段機械刮渣槽排氣筒等部位的揮發性有機物中非甲烷總烴、苯、苯并芘、酚類化合物以及氨、硫化氫等無機物排放濃度的影響，在此基礎上進行了對比分析。裝置集成微負壓循環凈化裝置和壓力平衡裝置，使有機組分液化，實現回用至各自的主體生產裝置物料流程系統，保持治理設備與主體設備壓力平衡并實現VOCs近零排放。

1 主要設計思路

把生產過程中的VOCs氣體導入設備底部進行一級初冷。收集冷凝液體，不凝氣體自動進入二級中冷系統。收集二級中冷的冷凝液體，不凝氣體自動升入三級深冷系統。調節三級深冷溫度，讓現有VOCs揮發有機物，全部液化，并全部收集。在排氣管線的頂部，還設計有超微壓排空止回閥，當發生瞬間正壓事故時，排空閥會瞬間排壓，確保安全生產，當正常生產時，此閥會自動關閉，讓低沸點的有機物得到徹底的液化，以確保在安全生產過程中無VOCs揮發有機物從排空口排出。在排氣口的最末端，設有微量揮發有機物檢測器，隨時檢查排空口有無揮發有機氣體排出。分類收集的有機物，再進行進一步純化分類，以得到高純度的單體有機物，從而讓污染環境的有機廢物，再生成有用的有機單體，并創造出經濟價值。

2 焦化企業VOCs治理現狀

2.1 對排放源頭做好控制

對焦化廠揮發性有機物進行控制的方式有多種措施，其中對生產工藝進行改進，強化生產過程的流程監控以及管理，從源頭加強控制，是非常有效的降低排放的措施，期效果也是最為明顯的。比如：在對苯類、以及焦油類的化學物質進行儲存的過程中，就可以對常規的儲槽進行改進，使用內浮頂等新型儲罐來對常規儲槽進行代替，這樣就可以消除這些化學液體的蒸汽空間，采用這樣方式可以有效控制液體的蒸發，可減少90%左右的蒸發量;通過在浮頂的內部空間里通上氮氣，這樣不僅可以有效降低排放，而且可以有效的控制火災，避免發生火災保障，既保障質量，有很安全;使用這種方式存儲，因為液面上部不存在氣體空間，所以可以在很大程度上減少對罐壁和罐頂的化學腐蝕，這樣就可以大大延長儲罐的壽命，延長使用時間。也可以把焦油渣回收裝置安裝在鼓冷冷凝區域中的機械化澄清槽機頭處，這是一個密閉的裝置，在負壓尾氣捕集的作用在，可以把原先機頭所放散出來的尾氣進行回收并凈化，可明顯降低污染物物的排放量。

2.2 吸收法

所謂吸收法，就是采用溶劑來吸收VOCs，因為兩種物質之間的物理性質上存在一定的差異，所以在吸收后可以實現兩種物質的分離，然后再對吸收到的VOCs進行回收。采用吸收法進行處理，這種工藝對濃度、以及壓力有較高的要求，如果混合氣體的溫度偏低，其處理效果將更加明顯。使用吸收法對VOCs進行治理，其治理效果的成效關鍵在于吸收劑的選擇。吸收劑的選擇一般要求對VOCs溶解度大，選擇性強，蒸汽壓低、無毒、化學性質穩定、經濟性好。水是比較傳統高、也是最常用的一種吸收劑，在對氨氣類的一些無機氣體進行治理時，水具有比較好的吸收效果，但是如果是治理有機氣體，水的吸收效果就不是很明顯。所以，在對VOCs進行吸收法治理時，吸收劑一般建議選擇油類溶劑，比如焦化洗油。但使用油類溶劑也有一個缺點，就是在分離過程中，如果是采用加熱工藝，就不可避免的會造成二次污染。在化工企業中，吸收法是最常用的治理技術工藝，應用非常普遍。輕苯分離水通過循環泵從文氏管頂端噴入，讓氣體的入口處產生負壓，便能使尾氣收集管把各槽的尾氣吸入到文氏管中，在尾氣和循環液充分接觸的過程中，就把尾氣內含有的諸如氨、萘等有害氣體吸收。氣體被吸入之后，經過洗凈塔的噴淋洗凈，然后再外排入大氣環境內。廢水可循環使用，但是一定要做到定期更換。

2.3 光催化氧化法

光催化氧化技術主要應用在水處理領域，其原理就是通過紫外光照射，光催化劑與H20和O2進行反應，生成羥基自由基（OH），水中的有機污染物就被羥基自由基氧化。TiO2是常用光催化劑。光催化氧化法對大氣中有機污染物具有較好的處理能力。但是光催化技術也存在一些缺陷問題需要解決，比如：它的催化反應是要受到紫外光源的限制，不太適合進行量產，而且對于大風量，高濃度的氣體進行處理還不理想，技術的完善還需要進一步研究。

2.4 等離子技術

等離子體是物質的第四態，即電離了的“氣體”，組成成分包括：離子、電子以及未電離的中性粒子，整體呈中性。等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體，現在低溫等離子體已經廣泛應用于多個生產領域。低溫等離子體化學活性高，反應速度快，對高、低濃度的有機物均有良好的去除效果。低溫等離子體技術是在外加電場作用下，通過介質放電產生大量高能粒子，當高能粒子能量高于VOCs化學鍵能時，高能粒子不斷轟擊可使VOCs化學鍵斷裂、電離，從而破壞VOCs分子結構，生成小分子低毒無毒物質，達到消除VOCs目的。該技術具有工藝簡單、適用性強、易于操作和能耗低等優點，已成為VOCs處理的前沿技術。

3 結語

就實際情況和目前的技術水平而言，對VOCS系統進行綜合治理，要想取得十分滿意的效果，還是存在一定的難度。從環境治理的角度而言，最理想的治理方式就應該是加強對排放源頭的有效監測和監管、控制。但對于焦化企業來說，控制源頭有相當大的難度，因為整個治理過程和效果受到很多因素的影響制約，不僅涉及到工藝裝備、技術水平，還有資金投入、管理手段、人員技術、原材料等多種因素，所以源頭控制并不能完全達到排放標準的要求。而對于末端治理來講，焦化企業所排放的揮發性有機物類別多，特征復雜，如果僅僅是依靠一種單一的方法去進行治理，也不能達到要求的效果。因此，我們一定要充分利用新的科學技術，不斷進行研究、創新，研究新的綜合治理方案和新的技術，對傳統技術上的缺陷進行彌補，追求更高的治理效果，對環境負責，對社會負責。希望通過本文對化工企業治理揮發的有機物的技術手段的簡單介紹，可以提高大家對焦化廠揮發性有機物治理的認識，促進技術交流，有利于綜合治理效果的全面提升。

參考文獻：

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