焦爐化產VOCs治理設備

焦爐化產VOCs治理設備

一、概述

      焦化廠在化產生產過程中有大量揮發性有機物（VOCs）外逸，不僅惡化了員工工作環境，對周邊環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、油漆生產、化纖行業、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。

有害的揮發性有機化合物，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、環己烷、甲基環己烷、二氧雜環己烷、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。

煤氣凈化生產過程中，因為各種介質流動、氣體的存壓等均會產生尾氣，正常生產時部分儲槽等生產裝置也會排出一些廢氣。化產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生燃燒、爆炸等安全事故，焦化生產過程產生此類廢氣的源頭如下：

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

2、在生產過程中，清掃管道、設備產生的廢氣;

3、設備不正常及其他不正常生產情況下的短期排空;

4、設備泄漏產生的廢氣;

5、化產槽溢槽產生的廢氣;

6、化學反應等生產過程中產生的一些氣體。

二、治理的必要性

揮發性VOCs的危害很明顯，當VOCs濃度超過若干濃度時，在短時間內人們感到頭痛、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、大腦和神經系統。VOCs污染已引起各國重視。

大多數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，焦化化產區域配備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、對化產區域所有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。

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

1）酸洗

廢氣經過酸洗塔，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。

酸洗塔采用產區內廢硫酸。生成的廢液回到甲方硫酸氨工段。

廢氣經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

利用原廠區系統內洗油廢油進行噴淋洗滌，根據相似相容原理，經過洗滌塔洗滌，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，易于推廣的諸多優點，有很好經濟環境效益。

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

經過活性炭吸附的尾氣，經過水洗系統凈化排空。

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，從而完成一個操作循環。整個過程連續循環運行。

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