焦化企业煤气化产区域VOCs综合治理的优化与改进.pdf

宁波化工 Ningbo Chemical Industry 2023年第3期 -44-44-宁波化工 【污染防治技术】【污染防治技术】焦化企业煤气化产区域 VOCs 综合治理的优化与改进 陈观堃 夏玉姝 宁波中科远东催化工程技术有限公司 浙江 宁波 315040 【摘【摘 要】要】焦化企业所生产的焦炭、煤气等产品都是诸多工业生产的基础原料。随着国家第二产业的发展及壮大，焦化行业的工段规模和生产技术都有了巨大的提高，但是在环保方面的改进依然存在着诸多的不足。现焦化行业的污染物排放的指标均以炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012 中的相关规定执行。但多数企业存在大量无组织尾气排放及尾气排放不达标等问题。针对煤气化产区域各工段的逸散气成分特点不同，可优化与改进治理方式，对煤气化产区域的逸散气进行升级改造治理，使逸散气浓度最终达到符合排放的标准。【关键词】【关键词】焦化厂化产；大气污染；VOCs；逸散气治理 中图分类号：中图分类号：X511 文献标识码：文献标识码：A 1 引言引言 VOCs（Volatile Organic Compounds 指挥发性有机物。焦化化产区域主要有冷鼓工段、脱硫工段、硫铵及蒸氨工段、脱苯工段和库区工段1，其逸散气中含各类 VOCs。因焦化化产区域各工段的原料、工艺和产品不同，逸散气的组成差异性也非常大2。经过多年技术沉淀，主流的 VOCs治理方案基本趋同。首先把逸散气排放口进行密闭处理，根据密闭性的好坏把逸散气分成两大类：低氧 VOCs 和高氧 VOCs3。低氧 VOCs 直接送回煤气负压系统。而高氧 VOCs 中又分成无机逸散气和有机逸散气进行分别处理。其中无机尾气基本通过一套多级洗涤（预洗、酸洗和碱洗）流程进行预处理后送至焦炉配风系统焚烧去除其中有机尾气，杜绝了无组织排放4。但这套方案忽略了各工段逸散气组成的差异性，应当根据各工段逸散气的组成，在原方案基础上进行优化和改进，进一步提高工艺流程的稳定性和安全性。2 问题及措施问题及措施 2.1 低氧低氧 VOCs 方案存在的问题和处理措施方案存在的问题和处理措施 一般主流治理方案会将库区工段逸散气通过密闭放散口，氮封控制空气进入罐体，然后通过负压将尾气集中送回煤气负压系统5。但通常库区距离煤气负压管道较远，部分储罐如焦油槽，在逸散气中含有焦油、萘等物质，容易堵塞管道。对于库区储罐的逸散气易堵塞管道问题需根据现场设备布置情况确定。如果库区靠近煤气负压系统，可对这些分支管道增加蒸汽伴热及保温，并每隔一段距离设置冷凝液下液管及蒸汽吹扫管，直至送入负压系统。如果库区距离洗油塔较近，也可在做好伴热保温的基础上送入高氧VOCs 处理系统。在装卸车期间，通常会采用橡胶锥塞对接管处进行密闭后进行尾气收集6，但实际操作中因为操作或材料老化等种种原因导致密闭效果不理想，有空气混入尾气，存在安全隐患。现阶段装卸单元暂未发现能够做到完全密闭，阻止空气窜入逸散气的回收装置。因此不建议将该部分逸散气送回负压系统，增加煤气爆炸风险。应送至高氧 VOCs 管线中进行收集处理。有的厂区会将冷鼓工段和粗苯工段的所有逸散气统一通过负压送回煤气负压管道7，但冷鼓工段的机械化澄清槽的刮渣槽部分不可实现全密封，粗苯工段的残渣槽同样具有难以完全密封的情况，如果不加以区别对待，会有部分空气混入负压系统，导致氧含量超标。焦化企业煤气化产区域VOCs综合治理的优化与改进 2023年第3期 宁波化工 -45-45-因此，冷鼓工段的机械刮渣槽，机械刮渣槽排渣口，气浮除油器等不可完全密封的设备逸散口也需要统一收集送高氧 VOCs 处理系统。2.2 高氧高氧 VOCs 方案存在的问题和处理措施方案存在的问题和处理措施 上面提及的冷鼓工段和粗苯工段不可进负压系统的逸散气，因其中含焦油、萘等易冷凝结晶的组分，如果按照常规的预洗+酸洗+碱洗的方式。上述物质会在预洗塔内快速冷却，并累计在塔内和管道内，最终发生堵塞，不得不停车吹扫。对于含有焦油、萘等易冷凝结晶的组分的逸散气，要对其分支管道进行伴热保温，总管设蒸汽吹扫，并增设一个洗油塔5，利用洗油塔循环泵循环喷洒贫洗油与逸散气进行逆向接触，洗涤吸收逸散气中易冷凝结晶的有机组分后，送入传统的预洗、酸洗和碱洗的流程。这样既可以回收逸散气中的有机物，又可以保护后续流程稳定运行，设备和管道不被堵塞。在硫铵工段，有的焦化厂选用 316L 材质的不锈钢作为逸散气收集管道。但经过实践检验发现，在连续运行一年左右就会发现漏点。脱硫工段也不建议使用碳钢管道，长期使用管道的腐蚀对人力、物力、财力和安全都造成影响。对于涉及硫铵工段的逸散气收集管道可以选用玻璃钢管，既耐腐蚀又降低采购成本。脱硫工段的逸散气收集管道建议使用 304 材质，可延长使用寿命。一般预洗塔会使用新鲜生产水进行喷淋，酸洗塔喷淋液会选择加入少量 98%的浓硫酸配置成稀硫酸溶液。但采用新鲜生产水和购买浓硫酸提高了运行成本。其实预洗塔可直接使用蒸氨废水，酸洗塔用硫铵母液进行喷洒洗涤。预洗塔水洗后的蒸氨废水，经循环泵送至酚氰废水处理。酸洗塔酸洗后的硫铵母液，经循环泵送回到硫铵工段硫铵母液槽。该方法工艺流程短，占地小；利用现有流程的工艺介质（蒸氨废水和硫铵母液），进行逸散气处理，无额外原料消耗；不产生污染物，对现有后续生产没有改变，也不影响现有装置的生产。3 结论结论 低氧 VOCs 逸散气若含有易冷凝结晶组分应增加蒸汽伴热及保温，并据现场情况，合理调整处理方法。部分无法完全密闭的逸散口应送至高氧 VOCs 处理装置，以确保煤气系统的安全性。高氧 VOCs 的逸散气中对含有易冷凝结晶的组分应增加蒸汽伴热及保温还需要增设洗油塔。硫铵工段逸散气管道应选用玻璃钢材质，脱硫工段逸散气管道宜选用 304 材质。预洗塔洗涤水可用蒸氨废水，酸洗塔的洗涤水可用硫铵母液。经过优化与改进的 VOCs 治理装置在安全生产和环保节能运行方面都具有积极的意义。参考文献参考文献 1 豆天新.焦化厂化产区域 VOCs 治理技术及应用探究J.中国金属通报，2021，21-0227-2.2 张新民.焦化企业 VOCs 废气处理技术的研究J.化工管理，2021,22-0043-02.3 顾兴林，华祥，冯江华，李东华.焦化 VOCs 治理浅析J.山东化工，2019,11-0201-02.4 刘树兰，刘新文.焦化厂化产区域挥发性有机物的治理J.化学工程与装备，2023,01-0271-02.5 李连钰.焦化厂化产区域VOCs治理技术及应用分析J.煤化工，2020,04-0055-04.6 康喜生.某焦化公司化产VOCs达标提升技术方案J.化工管理，2022,14-046-04.7 刘生华，林涛，赵忠强，牛广水，巩伟峰.焦化企业VOCs回收及综合治理实践J.煤化工，2022,50（4）：88-92.