焦炉化产VOCs治理设备

焦炉化产VOCs治理设备

一、概述

      焦化厂在化产生产过程中有大量挥发性有机物（VOCs）外逸，不仅恶化了员工工作环境，对周边环境也存在较严重的污染，因此需要对VOCs进行有效治理。

按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物即挥发性有机化合物VOCs（Volatile organic compounds），是一类常见的大气污染物，主要来源于工厂排放的废气，常见于焦化化产、油漆生产、化纤行业、金属涂装、化学涂料、制鞋制革、电镀、胶合板制造、轮胎制造、废水处理厂等行业。

有害的挥发性有机化合物，按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。VOCs的主要成分有：烃类：苯、甲i苯、正己烷、环己烷、甲基环己烷、二氧杂环己烷、稀释剂、汽油等；烯类：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；醛酮类：甲醛、糠醛、MEK（甲乙酮）、MIBK（甲基异丁[基甲]酮）、环己酮等；酯类：醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯等；醚类：甲醚、甲、THF（四氢呋喃）等；醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等；聚合用单体：氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯等；酰胺类：二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基等。

煤气净化生产过程中，因为各种介质流动、气体的存压等均会产生尾气，正常生产时部分储槽等生产装置也会排出一些废气。化产废气普遍存在易燃易爆易中毒等单一或多种危害，它们大部分因含有不同杂质存在刺激性、腐蚀性，有的甚至含有大量致癌、致畸、致突变的有害成分，有的还含有恶臭物质等。其组成复杂，并能够对大气环境造成比较严重的污染，加剧设备的腐蚀，有些处置不当容易发生燃烧、爆炸等安全事故，焦化生产过程产生此类废气的源头如下：

1、在生产过程中，化产品槽之间的转移，进料时通过放散管排出其内气体，或温度升高气体挥发出来的气体;

2、在生产过程中，清扫管道、设备产生的废气;

3、设备不正常及其他不正常生产情况下的短期排空;

4、设备泄漏产生的废气;

5、化产槽溢槽产生的废气;

6、化学反应等生产过程中产生的一些气体。

二、治理的必要性

挥发性VOCs的危害很明显，当VOCs浓度超过若干浓度时，在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力；严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOCs伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。VOCs污染已引起各国重视。

大多数VOCs有毒、恶臭，对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道，使皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力，其中还包含了很多致癌物质，而且当大气中几种有毒物质共存时，由于毒性加和作用，产生的危害要大得多。  
    在阳光照射下，VOCs、氮氧化物（NOx）与氧化剂发生光化学反应，并在若干气象、地理条件下形成光化学烟雾，对环境中的动植物造成严重危害，并引起人体强烈的呼吸障碍和明显的增加呼吸系统疾病。  
    卤代烃类HVOCs（如氟氯烃）微量时就可以破坏臭氧层，引起紫外线辐射增多和地球升温。

因此，焦化化产区域配备VOCs治理设施，使外排气体达到国i家排放标准是非常必要的。

三、治理范围

1、脱硫及硫铵工段

   脱硫塔3座；再生塔2座脱硫循环槽1个；泡沫搅池1处；脱硫事故槽1个。

   缓冲液槽1处；满溜槽2个；硫酸高位槽1个；结晶放散2处；冷却塔1座；水封。

2、粗苯工段

   粗苯中间槽3处；粗苯储槽3个；洗油中间槽1处；洗油储槽1个；贫油槽1个；粗苯装车管道1个；油水分离器1个。

3、焦油工段

 澄清槽2个；循环氨水槽2个；剩余氨水槽1个；焦油中间槽1个；焦油储槽3个；焦油装车管道1个，罗茨风机下液口水封池1个；初冷器4座。

4、对化产区域所有VOCs排放口进行捕集，并对所捕集的VOC聚集到一处进行集中净化处理。

四、工艺说明

1、工作原理

挥发性有机物（VOCs）污染物种类繁多，特性各异，因此相应采用的治理方法也应当根据其性质不同，目前应用范围较广的VOCs治理技术主要有：吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、稀释法、负压回收法、生物处理法、等离子体法等8种方法。

根据焦化行业废气排放特点，结合现有废气处理技术，特设计以下工艺路线；酸洗、油洗、活性炭吸附、水洗、脱附再生，实现尾气达标排放。

1）酸洗

废气经过酸洗塔，去除气体中的氨，同时，萘和焦油等以及其他杂质由于溶解和聚凝已大部分被去除。酸洗废水回到甲方硫酸氨工段。

酸洗塔采用产区内废硫酸。生成的废液回到甲方硫酸氨工段。

废气经过喷淋塔下部进入塔体，废酸液从塔顶喷淋下来，在塔体中，氨被中和形成硫酸铵。

2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4

2）油洗

利用原厂区系统内洗油废油进行喷淋洗涤，根据相似相容原理，经过洗涤塔洗涤，大部分有机物被溶解到洗油中。

3）活性炭吸附

吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。吸附法适用几乎所有的气相污染物，特别是中低浓度的污染物；吸附效果决定于吸附剂性质、气相污染物种类以及吸附系统的操作温度、温度压力等因素。

吸附法应用广泛，主要应用于低浓度，高通量的VOCs处理。 吸附法具有能耗低，工艺成熟，净化好，去除效率高，易于推广的诸多优点，有很好经济环境效益。

吸附法常用的材料有颗粒活性炭、蜂窝状活性炭、活性炭纤维等。

4）水洗净化

经过活性炭吸附的尾气，经过水洗系统净化排空。

5）脱附再生

吸附饱和的炭床用低压蒸汽进行脱附。蒸汽由吸附芯顶进入，穿过活性炭层，将被吸附的有机物脱附出来并带出炭床进入冷凝器；在冷凝器中，有机物和水蒸汽的混合物被冷凝下来流入分层槽，经过静止分层，上层轻相流入储槽，进行回收利用。炭纤维床完成脱附再生后，切换回吸附状态，从而完成一个操作循环。整个过程连续循环运行。

系统运行过程中炭床操作模式的改变及操作时间的控制，通过自动控制系统控制其出入口的阀门等执行机构实现。