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相关恶臭污染治理工艺研究实例
摘要：以中石化股份企业九江分企业炼油厂排水车间污水处理场表曝池逸散恶臭污染气体为研究对象，采取固定床式吸附工艺对其治理。采取试验室研究筛选出脱除硫化物（H2S、甲硫醇等）IVP，并结合吸附挥发性有机物（VOC）类（苯、甲苯、二甲苯）BPL进行现场中试研究，制订了对污染气体进行脱除恶臭工艺路线。
关键词：恶臭吸附
炼油是产生恶臭污染关键行业[1]。据调查[2，3]，含硫原油加工过程恶臭污染起源包含：装置多种临时放空口、设备吹扫口、工艺气体排放口、敞口污水池挥发、污水喷溅口、贮罐呼吸口、采样口、脱水排凝口和设备跑、冒、滴、漏等。恶臭源数量比加工低硫原油显著增多。并以无机硫（硫化氢）和有机硫（硫醇和硫醚）为主，且多数为连续排放；关键恶臭污染源相对集中于碱渣处理和污水处理场等部分装置。
中石化股份九江分企业排水车间污水处理场因污水水质差，硫、、油、COD含量高，使隔油、生化、A/O去除效率低、污水处理综合效果下降，从而敞口污水池挥发、A/O曝气引发恶臭污染较为严重。据调查，该处恶臭污染为非单一恶臭物质所引发，含有多个恶臭物质共同作用复合恶臭源特点，其关键恶臭污染物为H2S、甲硫醇、苯、甲苯及二甲苯等。由调查结果及所查标准分析，以硫化氢、甲硫醇为代表恶臭气体，不仅有毒，而且臭阈浓度低，少许排放就会引发严重恶臭污染。这类恶臭物质连续散发到大气中，既对厂区环境造成污染，也对操作人员身心健康产生不良影响，还对设备产生腐蚀性危害，其易燃易爆性尤为突出，在石化厂是一项不容忽略安全隐患。根据《恶臭污染物排放标准》GB 14554－93相关要求及加工含硫原油恶臭污染现实状况，石化企业迫切要求进行治理。
据不完全统计[4]，现在中国炼油企业各污水处理场挥发逸散含恶臭污染物废气绝大多数全部处于自由排放状态，未加任何处理设施，只有少数炼油企业污水处理场部分设施进行了简单密封。这即使在一定程度上降低了局部环境恶臭污染，但并没有从根本上处理恶臭污染问题，而且又给污水处理场理、维护和操作带来很多不便。所以该课题恶臭气体吸附工艺开发有利于填补中国炼油企业在恶臭污染防治领域空白，采取该工艺处理污水场恶臭气体，含有主体装置投资少、运行成本低、操作维护简单和脱臭效果显著等特点，有着较为宽广市场推广应用前景。为消除中国加工中东高含硫原油工作中恶臭污染问题提供环境保护技术保障，含有较高技术进步价值和社会环境效益，促进企业技术进步。
1 恶臭治理方法选择
对现在采取恶臭处理技术，表1在适用范围、所需费用等多个方面作简明比较介绍。
 表1 脱臭方法特征和经济性
脱臭方法
直接燃烧
催化氧化
臭氧
吸附
药液洗净
处理气量
小
小
中
范围广
范围广
恶臭浓度
高
高
中
低
中
脱臭效率
高
高
中
高
中
运行理
难
难
难
易
中
设备费
高
高
高
低
中
运转费
高
高
高
高
低

选择治理方法时应从治理性能和治理费用两方面来分析，即达成消除恶臭气体，又要尽可能降低治理费用。对于恶臭污染治理，高浓度恶臭污染，通常能够采取直接燃烧、催化氧化及臭氧氧化等方法进行治理，中等浓度恶臭物质可采取吸收法治理，而对于低浓度恶臭污染、尤其是50×10-6（体积分数）以下恶臭物，如硫化氢、甲硫醇等，在用上述方法处理中，通常存在反应难进行、催化剂易中毒和脱除成本高等缺点。吸附法适适用于中、低浓度排气处理[5]。因为大多数恶臭物质全部含有可吸附性，采取吸附法能够方便地将这些恶臭物质进行搜集。是种优良吸附剂。对于石化企业如污水处理厂等逸散型低浓度多组分且含有可吸附性恶臭污染源，应用吸附技术治理，含有设备简单、脱除效率高、运行理轻易、维护费用低和无二次污染等优点。如日本很多污水处理厂全部采取吸附法治理恶臭。纽约一家污水处理厂采取4个串联吸附塔处理恶臭污染，使排放达标。另外，从炼厂、化工厂部分装置中排放有机溶剂废气，采取吸附法脱除，不仅能有效地消除有害气体对环境污染，而且还能够回收能够再利用有机溶剂[6]。从中石化九江分企业污水场现场调查情况来看，恶臭组分浓度低，排放量大，比较适合于采取固定床吸附法加以处理，以使恶臭污染问题逐步得四处理。
2吸附恶臭性能现场中试研究
2.1 前期研究概况
抚顺石油化工研究院和日本国际协力事业团（JICA）合作，开展了“吸附脱臭”项目标研究开发，从1996年开始，针对以硫化物及挥发性有机物为主低浓度多组分恶臭气体进行了一系列研究工作[7，8]，并在试验室和抚顺石油一厂中试中取得良好结果[7]，日方分别提供了IVP、Centaur、及Xtr.sorb HP系列。因为现场条件限制，在抚顺石油一厂仅考察了IVP吸附硫化氢性能[6]。对于脱硫用IVP和吸附挥发性有机物（VOC）Xtrusorb或BPL联合使用效果，在九江分企业现场试验中深入考察。
2.2 现场装置工艺步骤
本试验将发生源污水场表曝池产生恶臭气体引入填充塔，去处理对象物质，进行恶臭气体吸附试验。
现场试验装置安装工艺步骤图1所表示。

SUSA、SUSB—不锈钢塔；FRPA、FRPB—玻璃钢塔；碳种—BPL、IVP、市售国产碳。
填充塔设置有2个不锈钢SUS塔和2个FRP塔。不锈钢SUS（A、B）塔中填充BPL，吸附脱除烃类溶剂型有机物质和硫化物，玻璃钢A（FRPA）装入市售国产炭（区分于抚研院国产化炭），玻璃钢塔B（FRPB）塔中填日本IVP，吸附脱除硫化物恶臭物质。
废气由风机逆流先分别经过SUSA和SUSB，然后分别经过FRPA和FRPB，经净化后排出。四个塔分别设有再生接口和路。市售国产炭和IVP炭采取碱液再生，BPL炭用蒸气再生。
2.3 试验条件
 BPL炭吸附性能好又廉价，可吸附烃类；IVP和市售国产炭对硫选择性吸附能力强，故先由用BPL再用IVP和市售国产炭，以期取得很好脱臭效果。
试验对象物：含H2S、硫醇类、苯和甲苯类恶臭物质排气。：去除H2S、硫醇类，使用IVP、市售国产炭；去除苯、甲苯等，使用BPL。处理气量：SUS塔，12 m3/h；FRP塔，12 m3/h。使用温度：吸附温度范围较宽，为-35～60 ℃全部能够应用。使用压力：大气压。空速：1500 h-1。再生条件：处理H2S等，IVP用碱液再生；处理苯等，蒸气再生。
2.4 目 标
废气经净化后基础消除恶臭，H2S、甲硫醇等恶臭污染物排放低于《恶臭污染物排放标准》GB 14554－93限值。
2.5 测试方法
依据现场调查结果，把处理对象定为硫化物、苯系物。分析项目为硫化物（H2S、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫），苯系物（苯、甲苯、邻二甲苯和间二甲苯）等。采样点为SUSA、SUSB、FRPA、FRPB入口和出口共8个采样点，频率为每七天三次。恶臭物质分析方法：GC仪器分析法。
2.6试验结果及讨论
经过大量试验工作，研究了固定床吸附法对炼厂表曝池恶臭污染治理实际效果，得出以下结论：

（1）IVP对恶臭气体吸附适应范围广，吸附量大，在多个组分共存试验条件下，装置对关键致臭物质硫化物饱和硫容为116.77 g/L以上，市售国产饱和硫容可达108.93 g/L。穿透脱臭率可达95.18％；装置对苯系物穿透脱臭率可达98.9％。从图2和图3能够看出，该工艺在总体上对硫化物及苯系物脱除及效果较理想，能保持出口废气硫化物浓度稳定在较低水平，脱臭效果显著，达成预期目标。

（2）BPL 碳能有效吸附烃类，而IVP碳能有效吸附硫化物，但对有机烃类物质几乎没有吸附能力，欲将复杂现场排气完全净化，需组合使用。采取BPL、IVP 炭装填两塔串联工艺处理低浓度恶臭有很好吸附效果，在苯系物浓度较高情况下还能回收苯、甲苯等溶剂，而且先脱烃后脱硫为最好路线。即：
进气 → 预处理 → 预处理苯类 → 吸附硫 →排出。
（3）再生废液不引入二次污染。单组分试验中IVP及Centaur连续吸附/再生两次后，仍能够保持很好吸附性能，再生后性能恢复率高。而对多组分恶臭气体吸附饱和再生方法，需依据现场气体关键组分而定，对于九江现场废气而言，用碱法再生只宜进行一次再生，若再生数次，吸附性能下降较大。
（4）较低浓度H2S吸附，穿透时间较长；但对于实际应用来说，吸附/再生周期长。将带来较低运行经济成本。
（5）从IVP和市售国产炭脱硫效果比较来看，IVP炭穿透时间更长，吸附容量愈加好。
（6）经过此工艺处理，关键致臭污染物能够基础达成国家标准。
3 建 议
利用这套吸附工艺及国产化完全能够大规模应用于炼厂低浓度恶臭治理上，依据实际情况还有以下提议：
（1）对于九江总厂污水处理厂处污染，因为烃类浓度较低（低于国家排放标准），从处理费用（包含一次性投资和运转费用）和治理效果上考虑，能够以硫化物为处理对象进行放大。
（2）以后将关键将放在开发愈加高效能来满足恶臭治理要求和怎样更大提升再生效率。
（3）可在试验基础上结合机理分析建立适宜吸附动力学模型，用于描述硫化物或苯系物在上动态吸附特征，对降低试验工作量及放大含有指导意义。
参考文件
1 陈宏国.炼油厂恶臭污染和防治对策探讨.石油化工环境保护，1995，4：31～37
2 申开莲，闫 松.炼油厂恶臭污染情况调查和评价.炼油设计，，30（4）：56～60
3 刘新全，沈志刚.沧州炼油厂恶臭污染和防治浅析.石油化工环境保护，，24（3）：25～27
4 张焕皓.论炼油厂恶臭污染.石油化工环境保护，1995，3：22～27
5 郝吉明，马广大.大气污染控制工程. 北京：高等教育出版社，1989.5
6 陶有胜.“三苯”废气治理技术.环境保护，1999，8：20～21，24
7 王玉亭，林大泉.硫化物恶臭脱除技术发展.油气田环境保护，1999，9（2）：37～40
8 李朝华.炼油恶臭废气吸附催化氧化脱臭工艺研究.炼油设计，，32（4）：52～55