成功應用新技術進行苯儲罐VOCs治理工作

王健

（中海石油中捷石化有限公司，河北滄州061101）

0 引言

中海石油中捷實話有限公司206 化工輕油、苯罐區設有2臺苯罐（206-T-03、206-T-04）。苯來自芳構化苯抽提裝置，產量為4.03萬噸/年。苯罐為1000m3的內浮頂儲罐。苯的出廠方式為公路運輸，由設在罐區內的苯泵直接送往裝車臺。

按照大氣污染物排放工作要求需要將現有2 座苯儲罐配套VOCs 治理設施，經過前期與供應商技術交流、考察、技術比選，發現傳統的油氣回收技術已經很難達到最新排放要求，而催化氧化技術（CO）工藝較復雜，且安全隱患較大，所以此次苯罐VOCs 治理選擇了超低排放燃燒技術（CEB），保證排放顆粒物≯20、二氧化硫≯50、氮氧化物≯50 、苯≯4、非甲烷總烴≯100（數值單位為mg/m3）。

超低排放焚燒技術（Certified ultra-low Emission Burner CEB）使用金屬纖維無煙無火焰焚燒器，該焚燒技術可燃物處理效率可達到99.99%，可燃物濃度適應性強，主要部件有：廢氣入口，輔助氣體入口，變頻助燃風機，廢氣噴射器，擴散器，預混室，Bekinit焚燒器，封閉排氣筒。

超低排放焚燒器（CEB）部件圖

1 低排放燃燒技術（CEB）與催化氧化技術（CO）的對比如下

序號1 2 3項目原理基本工藝系統復雜度催化氧化法（CO）利用催化劑在較低溫度下燃燒氧化預熱到起燃溫度后在催化劑表面無焰燃燒較復雜，大部分需要配預處理超低排放燃燒法（CEB）在高溫下利用特殊燃燒頭表面預混燃燒不需預熱，直接在特殊燃燒器上進行表面預混燃燒簡單

4 5 6 7 8 9 1 0運行特點℃℃裝機與運行功率運行能耗適用性燃燒頭設計及工藝特殊要求可保證安全性起燃溫度在200～400 ，燃燒溫度在300～500雖然有換熱器預熱回收，低濃度時仍需要開電加熱器補充熱量，電耗較高。相比CEB不需要配置助燃氣電耗較高，無燃氣消耗適用于處理中低濃度且濃度較穩定的廢氣，稀釋后風量不宜過大。需保證進氣濃度低于爆炸下限的25%，濃度不宜有較大波動。濃度較高及波動較大時風險較高，有爆炸風險。95～98%和進氣濃度及催化劑用量有關，一般可達到60mg/Nm3或更低廢氣升壓后與空氣混合后在燃燒頭上進行表面燃燒裝機功率較低，主要電耗為廢氣增壓風機和配風風機。需要配助燃氣，沒有熱量回收。電耗較低，濃度低時需要助燃氣基本上不受可燃組分的濃度影響，處理對象選擇性廣。安全性處理效率排放指標99.9%可達到10mg/Nm3甚至更低

2 超低排放焚燒（CEB）技術特點

（1）預混燃燒。

（2）表面燃燒：燃燒器表面分布有數以百萬計小火焰燃燒，火焰完全覆蓋燃燒器表面。

（3）短火焰封閉煙囪式燃燒，無可見火焰和煙氣。

（4）鐵鉻合金網狀針織結構，混合氣體均勻分布在燃燒器纖維網格中，燃燒器相對廢氣具有較大的表面積，輻射熱量很容易被混合氣帶走，燃燒器本身溫度不高。

（5）揮發性有機物去處理率可以達到99.99%，超低VOCs排放指標；

（6）高溫短火焰瞬時燃燒，燃燒時間短，氮氧化物產生量極少，CO ≤10 ppmv（3%氧氣），NOx≤15ppmv（3%氧氣）；

（7）對油氣濃度適應性強，高低濃度爆炸性氣體均可直接焚燒，達標排放；

3 超低排放焚燒（CEB）安全設施

（1）油氣管線設置自動切斷閥，手動切斷閥和壓力開關；發生緊急情況時，可以直接切斷油氣，防止安全事故的發生。

（2）超低排放焚燒（CEB）入口設置阻爆器，可以避免意外危險擴散。在超低排放焚燒（CEB）中，阻爆器主要起阻隔火焰的作用，一旦發生回火，該阻爆器可以起到保障前端設施的安全，阻止風險的進一步擴散。

（3）超低排放焚燒（CEB）設備出口處始終保持較高的出口速度，出口速度總是大于火焰速度。廢氣風機設計選型時，考慮運行時的最小風機轉速，確保不會出現回火現象。

（4）燃燒器金屬纖維針織結構，孔徑很小，具有器壁效應等防回火功能，燃燒頭本身相當于阻火器。

（5）燃燒器前廢氣與空氣混合，混合氣不經預熱，溫度接近環境溫度。混合氣溫度實時監測和安全聯鎖，超過設定值即安全聯鎖。

4 流程說明

來自苯儲罐的廢氣經風機輸送，進入CEB 焚燒設備處理，最終達標排放。工作過程為儲罐達到1.1KPa后，開啟自立式調節閥釋放苯油氣到回流總管，通過VOC 治理設施變頻風機，鼓風到低溫催化燃燒器，進行氧化燃燒產生二氧化碳和水。當VOC 治理設施風機監測到總管里的壓力信號達0.8KPa 后即關閉風機，設置安全處置后，暫停運行。

4.1 風機輸送單元

系統提供動力，使廢氣進入CEB 焚燒裝置前，達到CEB 入口壓力要求值。

4.2 焚燒單元

經過風機撬塊后，廢氣進入超低排放焚燒（CEB）設備焚燒處理，尾氣達到排放標準排放。焚燒空氣是由變頻風扇輸送過來的。廢氣在預混室內混合后通過廢氣噴射器進入CEB。同時設有燃氣體進入焚燒系統，目的是讓廢氣湍流進行充分混合。

5 油氣回收系統操作

油氣回收系統的自動模式在DCS上實現，DCS跟油氣回收設備之間通過通訊來實現設備數據的讀取、通過硬接線來實現啟停信號的發送。

在DCS 上點擊“啟動”按鈕，CEB 撬塊會啟動，CEB 運行正常后會啟動風機撬塊。

在DCS 上點擊“停止”按鈕，風機撬塊停止，風機撬塊停止后CEB撬塊停止。

在DCS 上點擊“急停”按鈕，風機撬塊急停，風機撬塊急停后CEB撬塊急停。

6 結語

本次苯儲罐VOCs治理設施設計處理能力：100Nm3/h；最大150Nm3/h。2019年12月22日完成現場安裝，并點火試車成功，徹底解決苯罐廢氣現場排放問題，改善了環境，達到了石化行業揮發性有機物綜合整治方案要求，提升了公司形象。就此我公司也成為了中海油煉化板塊首個采用超低排放焚燒技術（CEB）的煉化企業，開創了VOCs治理新技術應用的先河，為今后儲罐VOCs治理工作提供有力的技術支持和重要參考價值。