焦化企业化产系统VOCs综合治理

性有机物产生的三大重要来源。焦化企业作为以煤为原料的化学工业在生产过程中产生大量VOCs,尤 其是化产系统VOCs的综合治理，利国、利民、利环境,必须予以关注和重视。关键词：化产VOCs来源危害综合治理洗净焚烧1引言山东盛阳集团有限公司拥有2x55孔5. 5米捣

成，对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要

的贡献,VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重

固焦炉一座以及相配套的化产回收系统，整个装置 要前体物。大多数VOCs具有令人不适的特殊气

味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别

于2012年10月份建成投产。企业伴随环保压力的

日益增加，化产系统VOCs的治理也由最初建厂时

的一无所有，发展到现在，经历了 3个阶段的治理设 施。为达到2019年6月份即将实施的第四时段排

是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤

害。空气中VOCs含量及浓度增加，可导致抽搐、头 痛、昏迷、恶心等症状，并损害神经系统大脑、肾脏

放标准，公司提前谋划，提早实施，与山东山鑫环保 科技有限公司一道，研究、设计、开发并实施了一套

最新VOCs治理工艺。经过公司近3个月的试运

和肝脏等。目前由于VOCs污染防治基础薄弱，存在排放

基数不清、法规标准不健全、控制技术应用滞后、环

行，该工艺运行平稳，流程顺畅，效果显著，现场气 境监管不到位等诸多问题。同时，由于VOCs排放

来源复杂、排放形式多样、物质种类繁多,建立VOCs

味明显减少，职工操作环境得到了极大改善,VOCs 综合治理达到了预期的效果。2 VOCs来源及危害分析VOCs是挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写,普通意义上的VOCs就是

污染防治体系难度较大。因此，结合企业的实际情 况全面开展VOCs污染防治,是一项利国利民、关系 国计民生的艰巨任务。3焦化企业VOCs治理现状指挥发性有机物;但是环保意义上的定义是指活泼

的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发

目前焦化企业对化产系统VOCs治理由于化产

系统布局分散的特点以及各个工段排放气量的不

同,大多将废气分工段收集后设置水洗、碱洗、油

性有机物。在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压 大于133.32 Pa、常压下沸点在50-260^以下的有

机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体

洗，再经活性炭把关过滤后进行高空排放。2017年 实施的网上申报排污许可证中，也将化产系统各个

或液体。焦化企业化产系统VOCs的排放主要集中在油 库装车区、冷鼓电捕工段、洗脱苯工段、脱硫硫鞍以 及副盐工段，排放的废气主要是含有苯、苯并[a]

工段尾气收集处理后高空排放设置了单独的排放 口，是以对此处理方式的默认。环保压力的增大，有些企业为了达标排放，甚

至将UV光解引入到化产系统VOCs治理当中，结

果由于化产系统VOCs成分复杂，含有易燃易爆的

龙、蔡、非甲烷姪、挥发酚、氨、硫化氢及少量焦油等 的有机化合物。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形

成分，导致UV光解设施一建成后就成了摆设。VOCs经过处理后进行高空排放，无论处理效

2019年第19卷第5期气体净化・21・率多高，总会有或多或少的VOCs排放到大气当中。 积少成多，经过富集、叠加，大气中的VOCs浓度一

高,依旧影响着空气质量，依然毒害着周边的职工。

因而寻求一种彻底的VOCs综合治理工艺、需求一 种高效的处理模式，便是每一家焦化企业所面临的

一个新的课题。4 VOCs综合治理山东盛阳集团有限公司与山东山鑫环保科技

有限公司研究、开发的VOCs综合治理工艺，是根据

焦化企业化产系统VOCs的排放场所不同以及排放

废气组成成分各异的特点，将化产系统排放的VOCs 分成两部分分别进行处理：一是煤焦油、粗苯储罐区操作不频繁、相对稳 定的装置逸散的尾气宜接引入煤气横管初冷器前

的煤气负压管道内。如图1所示：负压煤气管线MT

煤

輛气送■送线

©

至脱磕工段

公司煤焦油、粗苯、洗油储存储罐

煤气鼓风机图1为确保罐区排放尾气安全引入煤气负压管线, 需要切实做好如下几个要点：(1) 每个储罐顶部必须进行全密闭，杜绝空气

进入尾气系统。(2) 进煤气负压管线的尾气总管上安装含氧在

线检测仪和切断阀，时时检测尾气含氧量；当含氧

量超过一定标准限值时，切断阀联锁切断,保证系

统安全。(3) 单个储罐顶部设置气量调节阀，经过调节,

保证储罐内处于微负压状态。(4) 单个储罐顶部设置补气阀和排气呼吸阀,

当储罐内压力低于设计下限时，补气阀自动打开,

补充氮气；当储罐内压力高于设计下限时,呼吸阀

自动打开,从而保证储罐的使用安全。二是化产系统其它不同工段VOCs分别进行收 集预处理后,混合进入焦炉进行焚烧处理。化产系统冷鼓电捕工段、脱硫蒸氨工段、硫钱 工段以及副盐回收工段的VOCs在进入焦炉废气循

环系统焚烧之前，根据其成分的不同，分别采用不

同的液体吸收法进行预处理，此举的目的在于：(1) 通过不同液体吸收，降低所排尾气中有害

组分的浓度；进而提升安全可靠度，为安全焚烧奠

定基础；(2) 控制进入焦炉废气循环系统的尾气温度,

使之稳定在低温状态下进入焦炉废气循环系统；(3) 回收尾气中部分高沸点有机物,诸如荼、粗

蔥等，避免这些高沸点有机物对设备设施、废气循

环系统等造成堵塞、损坏。其中冷鼓电捕工段液体吸收法预处理工艺如图2：收尾气 集至风机尾气管线

机械化氨水澄清槽■气液分离器―喷射関循环液储擋喷洒水泵

喷洒洗净塔喷洒油泵图2化产系统VOCs经过预处理后随焦炉废气循环

系统进入焦炉进行氧化分解焚烧,进入焦炉的方式 是从废气分配盘与空气混合后随废气循环系统一

并进入焦炉，替代一部分焦炉燃烧需要的空气，对

焦炉操作非但不产生额外的影响，反而能够改善焦

炉的高向加热，有利于煤饼上下加热的一致性，提

髙了焦炭质量，缩短结焦时间，相应增加了焦炭产

量并降低了焦炉加热耗热量；能够使得焦炉烟气中 的NOx明显降低,减轻了后续焦炉烟气SCR脱硝的

压力。为确保尾气进入焦炉焚烧的安全性，在尾气风

机入口设置了一套多组分浓度在线监测装置，实时

在线监测尾气中易燃易爆组分的浓度,并将信号输

送至DCS控制系统。当组分浓度达到设置上限时,

DCS报警，并自动打开配风阀门；当组分浓度达到

设置上上限时，设置的入焦炉自动阀切断，入活性

• 22 •气体净化2019年第19卷第5期炭箱的尾气阀门自动打开，尾气通过活性炭箱吸附

后应急放散，实现自动切换。预处理后尾气进焦炉焚烧工艺流程如图3。尾气放散

尾气在多线组监分测浓装度置

尾r风机图3VOCs是挥发性有机化合物，焦化企业化产系

统VOCs主要是含有苯、苯并［a］茁、茶、非甲烷桂、

挥发酚、氨、硫化氢及少量焦油等的有机化合物。

这些有机化合物经过高温焚烧，除去少量含S、N元

素的有机物焚烧会产生一些SO2.NOx等有害物质

外，绝大多数生成了 CO?和出。,实现有害气体彻底

分解。VOCs焚烧产生的少量SC)2、N0x等有害物质 在后续焦炉烟气脱硫、脱硝、除尘一系列环保净化

过程中给予捕集、净化处理,实现稳定达标,不会再

有二次环境污染;化产系统VOCs中含有S、N元素

的有机物本来就少，加上进入焦炉进行焚烧的VOCs

的数量较之焦炉废气循环量沧海一粟,不会增加后

续烟气的环保净化负担。VOCs焚烧法相对于其他 处理技术，处理效率高，指标稳定，焚烧后尾气随焦

炉烟气一并排放，不需再另外设置排放口，减少了

焦化废气排放口数量，无需安装监测设施，减少了

后续排放尾气检测、比对的费用，投资运行成本大

大降低。5结语我国大气中VOCs的人为污染源可以分为固定

源、流动源和无组织排放源三大类。作为固定源排

放的以煤为原料的焦化生产，尤其是焦炉煤气净化 的化产生产系统，在其生产过程中不可避免的产生

大量的VOCs,伴随环保压力的日益增加以及人们对

环保需求的日趋渴望，VOCs的综合治理必须提上

议事日程，得到各个焦化企业的足够重视。简单的水洗、碱洗、油洗、过滤后排放的工艺需 要加强操作管理，使之起到最大限度的净化作用。

采用不用再单独设置排放口、较为彻底的去除VOCs 的焚烧工艺值得大力推广和应用。