挥发性废气(VOCs)综合治理方案

闻艳

一、项目概述

针对当前严峻环保形势，依据《山西省焦化行业污染整治专项行动方案》和《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）的相关规定，现有排放方式已经无法满足最新的环保标准，为实现可持续发展，山西曙光诚信焦化有限公司拟对煤气净化区域的挥发性废气进行综合治理，控制工业等生产领域有害气体的排放，减少其对大气环境的污染。

二、主要设计原则、范围、总体要求及指标要求

（一）设计原则

为确保工程施工进度和工程质量，设计方案遵循生产工艺先进、运行可靠、符合规范要求、能力满足要求以及安全环保生产的总体思路。其设计原则如下：选择能确保治理效果的技术路线;选用节省投资、因地制宜、操作简单、运行可靠的设备;结合厂区现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离;异味气体经本净化系统处理后，要低于国家排放标准、山西地方排放标准要求限值的80%以上，保持系统的先进性;综合考虑本项目处理废气性质，采取合理可行的处理工艺，减少二次污染;尽量选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的废气治理设备，以节省能源，降低处理成本。

（二）指标要求

达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012表6“大气污染物特别排放限值”要求、《山西省工业企业挥发性有机物排放控制标准》的要求。

三、设计方案

（一）处理废气工艺介绍

化产废气污染物种类繁多，特性各异，因此相应采取的治理方法也应当根据性质不同，目前应用最广的VOCs治理技术主要有：冷凝法、活性炭吸附法、燃烧法、浓缩法和液体洗涤法、吸收法、生物处理法、光催化氧化技术、膜吸收等。理论上，各种有机物都可以在高温（800℃或300℃以上）下完全氧化为CO2、水和其他组分的氧化物，但由于各种污染气体中有机组分含量、废气排放温度和风量的不同，因此，对于各种不同类别的废气有不同的废气治理方法。具体如下：

（1）活性炭吸附法。回收溶剂：适合废气温度为常温，且废气中含有的有机气体最好为单一品种。若温度在50～100℃之间，可选配气体冷却装置来降低废气温度，使之达到活性炭最佳吸附状态。活性炭吸附回收溶剂法的优点在于运行费用低，缺点是活性炭再生时会产生不凝气、再生废水等二次污染。

不回收溶剂：适合废气温度为常温，废气中含有的有机气体种类多，不适宜回收溶剂。若温度在50～100℃之间，可选配气体冷却装置来降低废气温度，使之达到活性炭最佳吸附状态。活性炭不回收溶剂法的优点在于无活性炭再生的二次污染，操作简便，缺点是活性炭消耗量大，运行費用高。

吸附原理：吸附，就是物质从流体相中由于固体的表面力而富集于固体的表面从而达到分离的过程。在表面上能发生吸附作用的固体物质称为吸附剂，而被吸附的物质称为吸附物。将吸附物从吸附剂上脱离出来的过程称为解吸作用。用于解吸的液体称为解吸剂。从能量的观点看，固体表面层分子具有的能量与固体内部分子不同，具有剩余表面能，因而有自发从外界吸引其它分子（原子或离子）以便部分或完全与固体表面力相平衡，并降低自己能量的倾向，而将吸引的分子富集于固体的表面，形成单分子层或多分子层，这就是产生吸附的原因。按照吸附剂和吸附物之间作用力的不同，吸附可分为物理吸附、化学吸附。

（2）吸收法。吸收法也常用于气态污染物的处理，例如硫化氢、氨等污染物的工业废气都可用吸收法加以处理。吸收可分为物理吸收和化学吸收两大类。物理吸收：大部分利用相似相溶原理，用吸收液吸收类似组分的气体。这种一般吸收所溶解的气体与吸收液不发生明显的化学反应，仅仅是被吸收的气体组分溶于液体的过程。化学吸收：被吸收的气体与吸收液发生明显化学反应的过程称为化学吸收。由于废气中污染物的含量一般很低，所以它们的处理多采用化学吸收法。

（二）高效光解氧化法

采用特殊紫外灯，使380nm波长以下有效紫外辐射大幅提高，并选用185nm、254nm两种不同优势波段超强紫外灯，即可直接使废气中的O2迅速裂解成O，活性氧重聚成具有超强氧化性的O3，同时又可激发TiO2光催化剂产生更具活性的羟基自由基和超氧自由基，利用两者复合作用对气体中的有机物分子进行氧化分解，在相同灯管功率条件下，具有更好的催化氧化效果。

四、设计思路及技术特点

为了使气--液能充分接触，充分吸收后达到更好的效果，设计时将水洗塔、酸洗塔均采用填料塔，填料为鲍尔环填料;后置活性炭吸附装置目的为了净化后尾气达标排放。

此工艺是利用液态吸收剂处理气体混合物以去除其中某一种或几种污染气体的过程。在该过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用，属于物理吸收;也有气液中化学物质之间发生化学反应，属于化学吸收。

该工艺的优点是：利用洗涤介质和尾气的充分接触，使尾气降温并被洗涤介质吸收，吸收效果好且能耗较低;经吸收后的洗涤介质分别送入相应工序，不产生二次污染，可实现洗涤液的循环利用。经吸收后的循环液分别送入相应工序进行处理。

根据贵公司实际情况，贵公司无氮气源，此方案设计时增加制氮机系统。氮封系统能够依据储槽内部压力变化自动调节氮封气上气和排气，在泄氮排气的同时携带储槽挥发性有机物引入废气处理系统，同时能够有效防止储罐内物料与外界气体（空气）接触而被污染变质或与外界进入的气体（空气）发生化学和（或）生物反应，防止储罐内储存的物料由于被泵抽出和（或）由于外界温度降低，使储罐内气体冷凝或收缩，导致储槽内压力波动。对储槽设置气封系统，能够确保系统安全生产。

（2）粗苯排渣废气区域改造。粗苯排渣处设计排渣池密封罩，同时密封罩顶部设计收集管道，将挥发性废气送入废气处理系统。考虑到排渣池需定期清理，密封罩的设计可便于清理排渣池。

（3）设计时考虑将库区苯储槽进行氮封后，泄氮阀管道送入粗苯区废气处理系统，同时对库区苯储槽挥发性废气进行处理。