焦化企業(yè)化產(chǎn)系統(tǒng)揮發(fā)性有機化合物VOCs綜合治理

楊 溢

(西山煤電集團公司，山西 太原 030053)

引 言

西山煤電集團所屬的五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司擁有兩座4.3 m焦爐及完善的配套車間和配套性的化工產(chǎn)品回收系統(tǒng)，該項裝置在2014年配備完成，其隨著環(huán)保壓力的增強，化產(chǎn)揮發(fā)性有機化合物VOCs治理也逐步形成了一種體系化的流程系統(tǒng)。該項工藝應(yīng)用簡便，現(xiàn)場氣味少，對于工作人員的操作環(huán)境進行了明顯性的改善，預(yù)期效果好，因此，該項工藝值得推廣。

1 VOCs基本內(nèi)容介紹

1.1 來源

VOCs是揮發(fā)性有機物的簡稱，其活性強，會對周邊環(huán)境造成較大的危害，一般在常溫下飽和蒸汽壓大于133.32 Pa，沸點則達到50 ℃～250 ℃，也指常溫常壓下可以揮發(fā)的有機物固體和液體。焦化企業(yè)中化產(chǎn)系統(tǒng)所產(chǎn)生的VOCs排放區(qū)主要集中于油庫裝車區(qū)、冷鼓電捕工段、洗脫苯工段等，其內(nèi)部的排放氣體主要有苯、苯并等，其所含的有機化合物可以對周邊地區(qū)造成嚴重的危害。VOCs如果參與到大氣中的臭氧和二次氣溶膠的裂變中，那么很有可能會對區(qū)域性的大氣臭氧污染等造成影響，導(dǎo)致城市霧霾以及光化學(xué)煙霧。且由于VOCs中含有大量的對人體危害的特殊氣體，其具有毒性、刺激性以及其他的致癌作用，對于人體健康不利且危害體質(zhì)，會出現(xiàn)抽搐、頭痛、昏迷等現(xiàn)象，甚至損害神經(jīng)系統(tǒng)，對于區(qū)域環(huán)境以及人類生存產(chǎn)生較大的危險。

1.2 危害分析

VOCs是揮發(fā)性有機化合物，在經(jīng)過高溫焚燒后其中的硫和碳等元素會產(chǎn)生一些新的有害物質(zhì)，如SO2、NOx等，且還會產(chǎn)生CO2和H2O，使其得到一定程度的分解。但是由于VOCs污染治理還是存在較多的不足之處，其防治基礎(chǔ)薄弱，數(shù)據(jù)排放基數(shù)存在較大的不確定性，專門治理門類少，常常會出現(xiàn)控制技術(shù)滯后性嚴重、環(huán)境監(jiān)管不到位等情況，與此同時，由于VOCs排放來源廣，排放形式多樣化嚴重，物質(zhì)種類較多，想要建立起完善的污染防治體系難度較大，對此，必須要結(jié)合不同企業(yè)的自身實際情況開展VOCs排放污染治理工作，實現(xiàn)治理的完善性和合理性。

2 焦化企業(yè)化產(chǎn)系統(tǒng)VOCs綜合治理情況分析

目前，我國焦化企業(yè)中的化產(chǎn)系統(tǒng)VOCs綜合治理與化產(chǎn)系統(tǒng)的布局息息相關(guān)，由于其布局的分散性，很多企業(yè)化產(chǎn)系統(tǒng)不同階段的排放氣量不一致，基本上都是將廢棄工段的尾氣收集后經(jīng)過多種方式，如水洗、堿洗、油洗等處理后再將其高空排放。隨著網(wǎng)上申報排污許可證的發(fā)出，不同化工系統(tǒng)尾氣收集排放已經(jīng)設(shè)計了單個排放口，甚至部分企業(yè)為了達到環(huán)保排放指標已經(jīng)開始將光解排放引入化產(chǎn)系統(tǒng)中，但這種情況容易導(dǎo)致化產(chǎn)系統(tǒng)裝置出現(xiàn)容易爆炸的成分，生產(chǎn)安全性受到嚴重威脅。VOCs經(jīng)過多道工序的過濾后進行高空排放會使得大氣中普遍存在部分VOCs，長時間的聚集會導(dǎo)致大氣中VOCs濃度增大，影響空氣的質(zhì)量，不利于人類生存環(huán)境的保護，對此，必須要尋找一種高效環(huán)保的新工藝，降低空氣中的VOCs成分，減少焦化企業(yè)的危害性，促進綜合治理的有效化。

3 VOCs綜合治理分析

西山煤電集團所屬的五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司研制出來的VOCs綜合治理工藝是根據(jù)焦化企業(yè)VOCs排放量以及排放廢氣的組成成分進行選擇，可以分為：

1) 煤焦油、粗苯儲罐區(qū)操作不頻繁且相對穩(wěn)定的裝置逸散的尾氣，可以通過多種不同物質(zhì)將其不同的儲罐頂部密閉，減少尾氣的排放。煤氣負壓管線的尾氣總管安裝在線檢測儀，確定尾氣的含氧量，一旦含氧量超過標準值就要在線切斷連鎖，且有相關(guān)的報警系統(tǒng)連接，以此確保系統(tǒng)裝置的安全性。其中，單個儲罐頂部可以設(shè)計對應(yīng)的調(diào)節(jié)閥，使得其內(nèi)部一直處于負微壓狀態(tài)，以此確保補氣閥具備自動識別功能，可以根據(jù)實際情況補充氮氣，實現(xiàn)儲罐的安全使用。尾氣進入焦爐后可以在尾氣風(fēng)機中設(shè)置高濃度的監(jiān)測裝置，實現(xiàn)實時確定尾氣中易爆炸成分的物質(zhì)濃度，將監(jiān)測結(jié)果輸送至對應(yīng)的控制系統(tǒng)中，自動控制閥門，實現(xiàn)尾氣的活性炭吸附雜質(zhì)排放，自動切換治理的程序。

2) 化產(chǎn)系統(tǒng)在不同工段進行VOCs收集和處理時，可能會混入焦爐進行焚燒。其中化產(chǎn)系統(tǒng)中的冷鼓電捕工段、脫硫蒸氨工段、硫銨工段會根據(jù)最終焚燒的氣體或者液體的組成成分進行預(yù)處理，降低尾氣中有害物體的濃度，為后續(xù)工藝做好前期的準備工作。在此期間，還必須要控制焦爐廢氣在系統(tǒng)中的溫度，使得其在低溫狀態(tài)下進行操作，避免對高沸點設(shè)施設(shè)備中循環(huán)系統(tǒng)造成堵塞和損害。由于化產(chǎn)系統(tǒng)中VOCs經(jīng)過預(yù)處理后會對其進行氧化分解焚燒，其中的廢氣與空氣混合后通過循環(huán)系統(tǒng)一并進入焦爐，這會對部分焦爐中廢棄物操作產(chǎn)生威脅，但也能改善焦爐的加熱狀態(tài)，利于實現(xiàn)煤餅的加熱一致性，提升焦炭質(zhì)量，增加焦炭產(chǎn)量，降低其所散發(fā)出來的熱量，減輕后續(xù)的焦爐煙氣脫硝情況。

圖1 化產(chǎn)區(qū)VOCs收集處置工藝流程圖

3) 焦化廠的VOCs綜合治理必須要遵循源頭控制的方式，及時應(yīng)用先進的生產(chǎn)工藝設(shè)備，選擇新技術(shù)，減少部分不良措施的應(yīng)對結(jié)果，實現(xiàn)源頭的VOCs排放量減少，提升實際的設(shè)備生產(chǎn)效率，提升人員的操作積極性，實現(xiàn)現(xiàn)階段的VOCs尾氣排放與處理。由于焦化廠在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢氣種類不一致，差異化嚴重，其所產(chǎn)生的源頭不同，對此，目前的應(yīng)對措施和方法也開始增多，主要包括化學(xué)吸收法、物理吸附法、冷凝回收法等，使得焦化廠可以利用有害物質(zhì)對管道系統(tǒng)廢氣進行回收，實現(xiàn)不同施工裝置的合理配備，并將相關(guān)的接入管道中，保證VOCs綜合治理的安全性和可靠性，降低投資和運行成本。

4 VOCs治理后效果

經(jīng)過VOCs綜合治理改造，治理后指標可滿足GB16171-2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》中第198頁表1大氣污染物特別排放濃度的限值中的排放要求，改造效果顯著，具有較大的推廣作用。

表1 大氣污染物特別排放限值 mg/m3

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段國家國家越來越重視焦化企業(yè)的VOCs治理工作。為了進一步的創(chuàng)新國家內(nèi)部的污染源的排放處理，必須要根據(jù)實際情況對其進行合理分析，確定其綜合治理方案，完善固定源、流動源和無組織排放源三種排放模式，以此界定其中的VOCs治理方案，降低人們對環(huán)保的需求量，使得不同的焦化企業(yè)可以得到重視，實現(xiàn)最大程度的凈化處理，實現(xiàn)多元的工藝設(shè)定。