焦爐化產(chǎn)VOCs治理設備

一、概述

      焦化廠在化產(chǎn)生產(chǎn)過程中有大量揮發(fā)性有機物（VOCs）外逸，不僅惡化了員工工作環(huán)境，對周邊環(huán)境也存在較嚴重的污染，因此需要對VOCs進行有效治理。

按照世界衛(wèi)生組織的定義沸點在50℃-250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物即揮發(fā)性有機化合物VOCs（Volatile organic compounds），是一類常見的大氣污染物，主要來源于工廠排放的廢氣，常見于焦化化產(chǎn)、油漆生產(chǎn)、化纖行業(yè)、金屬涂裝、化學涂料、制鞋制革、電鍍、膠合板制造、輪胎制造、廢水處理廠等行業(yè)。

有害的揮發(fā)性有機化合物，按其化學結構的不同，可以進一步分為八類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。VOCs的主要成分有：烴類：苯、甲i苯、正己烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、二氧雜環(huán)己烷、稀釋劑、汽油等；烯類：三氯乙i烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲i烷、四氯化碳、氟立昂等；醛酮類：甲醛、糠醛、MEK（甲乙酮）、MIBK（甲基異丁[基甲]酮）、環(huán)己酮等；酯類：醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯等；醚類：甲醚、甲、THF（四氫呋喃）等；醇類：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇等；聚合用單體：氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯等；酰胺類：二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基等。

煤氣凈化生產(chǎn)過程中，因為各種介質流動、氣體的存壓等均會產(chǎn)生尾氣，正常生產(chǎn)時部分儲槽等生產(chǎn)裝置也會排出一些廢氣。化產(chǎn)廢氣普遍存在易燃易爆易中毒等單一或多種危害，它們大部分因含有不同雜質存在刺激性、腐蝕性，有的甚至含有大量致癌、致畸、致突變的有害成分，有的還含有惡臭物質等。其組成復雜，并能夠對大氣環(huán)境造成比較嚴重的污染，加劇設備的腐蝕，有些處置不當容易發(fā)生燃燒、爆炸等安全事故，焦化生產(chǎn)過程產(chǎn)生此類廢氣的源頭如下：

1、在生產(chǎn)過程中，化產(chǎn)品槽之間的轉移，進料時通過放散管排出其內(nèi)氣體，或溫度升高氣體揮發(fā)出來的氣體;

2、在生產(chǎn)過程中，清掃管道、設備產(chǎn)生的廢氣;

3、設備不正常及其他不正常生產(chǎn)情況下的短期排空;

4、設備泄漏產(chǎn)生的廢氣;

5、化產(chǎn)槽溢槽產(chǎn)生的廢氣;

6、化學反應等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一些氣體。

二、治理的必要性

揮發(fā)性VOCs的危害很明顯，當VOCs濃度超過若干濃度時，在短時間內(nèi)人們感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力；嚴重時會抽搐、昏迷、記憶力減退。VOCs傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。VOCs污染已引起各國重視。

大多數(shù)VOCs有毒、惡臭，對人體健康的影響主要是刺激眼睛和呼吸道，使皮膚過敏，使人產(chǎn)生頭痛、咽痛與乏力，其中還包含了很多致癌物質，而且當大氣中幾種有毒物質共存時，由于毒性加和作用，產(chǎn)生的危害要大得多。  
    在陽光照射下，VOCs、氮氧化物（NOx）與氧化劑發(fā)生光化學反應，并在若干氣象、地理條件下形成光化學煙霧，對環(huán)境中的動植物造成嚴重危害，并引起人體強烈的呼吸障礙和明顯的增加呼吸系統(tǒng)疾病。  
    鹵代烴類HVOCs（如氟氯烴）微量時就可以破壞臭氧層，引起紫外線輻射增多和地球升溫。

因此，焦化化產(chǎn)區(qū)域配備VOCs治理設施，使外排氣體達到國i家排放標準是非常必要的。

三、治理范圍

1、脫硫及硫銨工段

   脫硫塔3座；再生塔2座脫硫循環(huán)槽1個；泡沫攪池1處；脫硫事故槽1個。

   緩沖液槽1處；滿溜槽2個；硫酸高位槽1個；結晶放散2處；冷卻塔1座；水封。

2、粗苯工段

   粗苯中間槽3處；粗苯儲槽3個；洗油中間槽1處；洗油儲槽1個；貧油槽1個；粗苯裝車管道1個；油水分離器1個。

3、焦油工段

 澄清槽2個；循環(huán)氨水槽2個；剩余氨水槽1個；焦油中間槽1個；焦油儲槽3個；焦油裝車管道1個，羅茨風機下液口水封池1個；初冷器4座。

4、對化產(chǎn)區(qū)域所有VOCs排放口進行捕集，并對所捕集的VOC聚集到一處進行集中凈化處理。

四、工藝說明

1、工作原理

揮發(fā)性有機物（VOCs）污染物種類繁多，特性各異，因此相應采用的治理方法也應當根據(jù)其性質不同，目前應用范圍較廣的VOCs治理技術主要有：吸收法、吸附法、冷凝法、燃燒法、稀釋法、負壓回收法、生物處理法、等離子體法等8種方法。

根據(jù)焦化行業(yè)廢氣排放特點，結合現(xiàn)有廢氣處理技術，特設計以下工藝路線；酸洗、油洗、活性炭吸附、水洗、脫附再生，實現(xiàn)尾氣達標排放。

1）酸洗

廢氣經(jīng)過酸洗塔，去除氣體中的氨，同時，萘和焦油等以及其他雜質由于溶解和聚凝已大部分被去除。酸洗廢水回到甲方硫酸氨工段。

酸洗塔采用產(chǎn)區(qū)內(nèi)廢硫酸。生成的廢液回到甲方硫酸氨工段。

廢氣經(jīng)過噴淋塔下部進入塔體，廢酸液從塔頂噴淋下來，在塔體中，氨被中和形成硫酸銨。

2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4

2）油洗

利用原廠區(qū)系統(tǒng)內(nèi)洗油廢油進行噴淋洗滌，根據(jù)相似相容原理，經(jīng)過洗滌塔洗滌，大部分有機物被溶解到洗油中。

3）活性炭吸附

吸附法是利用某些具有吸附能力的物質如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等吸附有害成分而達到消除有害污染的目的。吸附法適用幾乎所有的氣相污染物，特別是中低濃度的污染物；吸附效果決定于吸附劑性質、氣相污染物種類以及吸附系統(tǒng)的操作溫度、溫度壓力等因素。

吸附法應用廣泛，主要應用于低濃度，高通量的VOCs處理。 吸附法具有能耗低，工藝成熟，凈化好，去除效率高，易于推廣的諸多優(yōu)點，有很好經(jīng)濟環(huán)境效益。

吸附法常用的材料有顆粒活性炭、蜂窩狀活性炭、活性炭纖維等。

4）水洗凈化

經(jīng)過活性炭吸附的尾氣，經(jīng)過水洗系統(tǒng)凈化排空。

5）脫附再生

吸附飽和的炭床用低壓蒸汽進行脫附。蒸汽由吸附芯頂進入，穿過活性炭層，將被吸附的有機物脫附出來并帶出炭床進入冷凝器；在冷凝器中，有機物和水蒸汽的混合物被冷凝下來流入分層槽，經(jīng)過靜止分層，上層輕相流入儲槽，進行回收利用。炭纖維床完成脫附再生后，切換回吸附狀態(tài)，從而完成一個操作循環(huán)。整個過程連續(xù)循環(huán)運行。

系統(tǒng)運行過程中炭床操作模式的改變及操作時間的控制，通過自動控制系統(tǒng)控制其出入口的閥門等執(zhí)行機構實現(xiàn)。