焦化厂挥发性有机物治理技术应用

叶青保

摘 要：焦化厂在生产过程中，会有多种类的有机挥发物产生，如果不采取有效的措施进行处理，势必会对空气环境造成严重的破坏，给环境治理带来严重的影响，而且在挥发的有机物中还含有强致癌物质，会对人们的身心健康带来严重的威胁。目前，我们在对这些有机挥发物VOCs进行治理时，主要的控制方式有两种，第一就是从排放源头抓起，对源头严格控制，竟可能的减少排放量;第二种方式就是对排放末端进行治理，通过各种科学技术手段，来减底挥发性有机物的排放浓度。焦化厂对于一些常见的挥发性有机物，通常采用的治理方法有燃烧法、吸附法、吸收法、光催化氧化法、等离子法等。本文分析了焦化厂挥发性有机物治理的现状和治理思路，并主要就吸收法、光催化氧化法、等离子法的治理技术进行了简单介绍说明，希望可以提高大家对焦化厂挥发性有机物治理的理解认识。

关键词：焦化;挥发性有机物;治理技术

虽然相关监管单位制定了石化行业挥发性有机物污染治理实施方案--VOCs排放源清单及治理目标，也提出通过开展挥发性有机物综合治理，特别以焦化行业挥发性有机物（VOCs）、尤其是对有毒有害物质苯并芘（强致癌物）特征污染物等治理为重点，加强焦化行业VOCs废气排放监管，完善污染防治技术管理体系，加强监测监控。但根据对国内焦化厂典型VOCs末端治理案例的调研和分析发现，实际运行案例存在VOCs污染物的物相转移、产生二次污染、环保设施不具备实际运行操作性且存在安全爆炸隐患等诸多问题。目前，我国在产以及在建的焦化项目很多，必须提高对挥发性有机物排放的环保意识，加强监管，加强治理。基于此，本文通过对焦化行业挥发性有机物（VOCs）减排技术应用的研究分析，以及采用深冷微负压循环净化装置开展VOCs无组织排放治理的工艺，对于加快焦化行业先进污染防治技术示范、应用和推广以及对区域挥发性有机物的减排都具有重大意义。根据有机物组分的熔点和沸点的差异，采用不同的冷凝控制参数和制冷组件，研究了深冷微负压循环净化装置对焦化厂化产工段机械刮渣槽排气筒等部位的挥发性有机物中非甲烷总烃、苯、苯并芘、酚类化合物以及氨、硫化氢等无机物排放浓度的影响，在此基础上进行了对比分析。装置集成微负压循环净化装置和压力平衡装置，使有机组分液化，实现回用至各自的主体生产装置物料流程系统，保持治理设备与主体设备压力平衡并实现VOCs近零排放。

1 主要设计思路

把生产过程中的VOCs气体导入设备底部进行一级初冷。收集冷凝液体，不凝气体自动进入二级中冷系统。收集二级中冷的冷凝液体，不凝气体自动升入三级深冷系统。调节三级深冷温度，让现有VOCs挥发有机物，全部液化，并全部收集。在排气管线的顶部，还设计有超微压排空止回阀，当发生瞬间正压事故时，排空阀会瞬间排压，确保安全生产，当正常生产时，此阀会自动关闭，让低沸点的有机物得到彻底的液化，以确保在安全生产过程中无VOCs挥发有机物从排空口排出。在排气口的最末端，设有微量挥发有机物检测器，随时检查排空口有无挥发有机气体排出。分类收集的有机物，再进行进一步纯化分类，以得到高纯度的单体有机物，从而让污染环境的有机废物，再生成有用的有机单体，并创造出经济价值。

2 焦化企业VOCs治理现状

2.1 对排放源头做好控制

对焦化厂挥发性有机物进行控制的方式有多种措施，其中对生产工艺进行改进，强化生产过程的流程监控以及管理，从源头加强控制，是非常有效的降低排放的措施，期效果也是最为明显的。比如：在对苯类、以及焦油类的化学物质进行储存的过程中，就可以对常规的储槽进行改进，使用内浮顶等新型储罐来对常规储槽进行代替，这样就可以消除这些化学液体的蒸汽空间，采用这样方式可以有效控制液体的蒸发，可减少90%左右的蒸发量;通过在浮顶的内部空间里通上氮气，这样不仅可以有效降低排放，而且可以有效的控制火灾，避免发生火灾保障，既保障质量，有很安全;使用这种方式存储，因为液面上部不存在气体空间，所以可以在很大程度上减少对罐壁和罐顶的化学腐蚀，这样就可以大大延长储罐的寿命，延长使用时间。也可以把焦油渣回收装置安装在鼓冷冷凝区域中的机械化澄清槽机头处，这是一个密闭的装置，在负压尾气捕集的作用在，可以把原先机头所放散出来的尾气进行回收并净化，可明显降低污染物物的排放量。

2.2 吸收法

所谓吸收法，就是采用溶剂来吸收VOCs，因为两种物质之间的物理性质上存在一定的差异，所以在吸收后可以实现两种物质的分离，然后再对吸收到的VOCs进行回收。采用吸收法进行处理，这种工艺对浓度、以及压力有较高的要求，如果混合气体的温度偏低，其处理效果将更加明显。使用吸收法对VOCs进行治理，其治理效果的成效关键在于吸收剂的选择。吸收剂的选择一般要求对VOCs溶解度大，选择性强，蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、经济性好。水是比较传统高、也是最常用的一种吸收剂，在对氨气类的一些无机气体进行治理时，水具有比较好的吸收效果，但是如果是治理有机气体，水的吸收效果就不是很明显。所以，在对VOCs进行吸收法治理时，吸收剂一般建议选择油类溶剂，比如焦化洗油。但使用油类溶剂也有一个缺点，就是在分离过程中，如果是采用加热工艺，就不可避免的会造成二次污染。在化工企业中，吸收法是最常用的治理技术工艺，应用非常普遍。轻苯分离水通过循环泵从文氏管顶端喷入，让气体的入口处产生负压，便能使尾气收集管把各槽的尾气吸入到文氏管中，在尾气和循环液充分接触的过程中，就把尾氣内含有的诸如氨、萘等有害气体吸收。气体被吸入之后，经过洗净塔的喷淋洗净，然后再外排入大气环境内。废水可循环使用，但是一定要做到定期更换。

2.3 光催化氧化法

光催化氧化技术主要应用在水处理领域，其原理就是通过紫外光照射，光催化剂与H20和O2进行反应，生成羟基自由基（OH），水中的有机污染物就被羟基自由基氧化。TiO2是常用光催化剂。光催化氧化法对大气中有机污染物具有较好的处理能力。但是光催化技术也存在一些缺陷问题需要解决，比如：它的催化反应是要受到紫外光源的限制，不太适合进行量产，而且对于大风量，高浓度的气体进行处理还不理想，技术的完善还需要进一步研究。

2.4 等离子技术

等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，组成成分包括：离子、电子以及未电离的中性粒子，整体呈中性。等离子体分为高温等离子体和低温等离子体，现在低温等离子体已经广泛应用于多个生产领域。低温等离子体化学活性高，反应速度快，对高、低浓度的有机物均有良好的去除效果。低温等离子体技术是在外加电场作用下，通过介质放电产生大量高能粒子，当高能粒子能量高于VOCs化学键能时，高能粒子不断轰击可使VOCs化学键断裂、电离，从而破坏VOCs分子结构，生成小分子低毒无毒物质，达到消除VOCs目的。该技术具有工艺简单、适用性强、易于操作和能耗低等优点，已成为VOCs处理的前沿技术。

3 结语

就实际情况和目前的技术水平而言，对VOCS系统进行综合治理，要想取得十分满意的效果，还是存在一定的难度。从环境治理的角度而言，最理想的治理方式就应该是加强对排放源头的有效监测和监管、控制。但对于焦化企业来说，控制源头有相当大的难度，因为整个治理过程和效果受到很多因素的影响制约，不仅涉及到工艺装备、技术水平，还有资金投入、管理手段、人员技术、原材料等多种因素，所以源头控制并不能完全达到排放标准的要求。而对于末端治理来讲，焦化企业所排放的挥发性有机物类别多，特征复杂，如果仅仅是依靠一种单一的方法去进行治理，也不能达到要求的效果。因此，我们一定要充分利用新的科学技术，不断进行研究、创新，研究新的综合治理方案和新的技术，对传统技术上的缺陷进行弥补，追求更高的治理效果，对环境负责，对社会负责。希望通过本文对化工企业治理挥发的有机物的技术手段的简单介绍，可以提高大家对焦化厂挥发性有机物治理的认识，促进技术交流，有利于综合治理效果的全面提升。

参考文献：

[1]季学李，羌宁.空气污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]张洪林.流化吸附法净化处理沥青烟气的研究[J].环境工程，1995，13（1）：21-24.