焦化企业化产系统挥发性有机化合物VOCs综合治理

杨 溢

(西山煤电集团公司，山西 太原 030053)

引 言

西山煤电集团所属的五麟煤焦开发有限责任公司拥有两座4.3 m焦炉及完善的配套车间和配套性的化工产品回收系统，该项装置在2014年配备完成，其随着环保压力的增强，化产挥发性有机化合物VOCs治理也逐步形成了一种体系化的流程系统。该项工艺应用简便，现场气味少，对于工作人员的操作环境进行了明显性的改善，预期效果好，因此，该项工艺值得推广。

1 VOCs基本内容介绍

1.1 来源

VOCs是挥发性有机物的简称，其活性强，会对周边环境造成较大的危害，一般在常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa，沸点则达到50 ℃～250 ℃，也指常温常压下可以挥发的有机物固体和液体。焦化企业中化产系统所产生的VOCs排放区主要集中于油库装车区、冷鼓电捕工段、洗脱苯工段等，其内部的排放气体主要有苯、苯并等，其所含的有机化合物可以对周边地区造成严重的危害。VOCs如果参与到大气中的臭氧和二次气溶胶的裂变中，那么很有可能会对区域性的大气臭氧污染等造成影响，导致城市雾霾以及光化学烟雾。且由于VOCs中含有大量的对人体危害的特殊气体，其具有毒性、刺激性以及其他的致癌作用，对于人体健康不利且危害体质，会出现抽搐、头痛、昏迷等现象，甚至损害神经系统，对于区域环境以及人类生存产生较大的危险。

1.2 危害分析

VOCs是挥发性有机化合物，在经过高温焚烧后其中的硫和碳等元素会产生一些新的有害物质，如SO2、NOx等，且还会产生CO2和H2O，使其得到一定程度的分解。但是由于VOCs污染治理还是存在较多的不足之处，其防治基础薄弱，数据排放基数存在较大的不确定性，专门治理门类少，常常会出现控制技术滞后性严重、环境监管不到位等情况，与此同时，由于VOCs排放来源广，排放形式多样化严重，物质种类较多，想要建立起完善的污染防治体系难度较大，对此，必须要结合不同企业的自身实际情况开展VOCs排放污染治理工作，实现治理的完善性和合理性。

2 焦化企业化产系统VOCs综合治理情况分析

目前，我国焦化企业中的化产系统VOCs综合治理与化产系统的布局息息相关，由于其布局的分散性，很多企业化产系统不同阶段的排放气量不一致，基本上都是将废弃工段的尾气收集后经过多种方式，如水洗、碱洗、油洗等处理后再将其高空排放。随着网上申报排污许可证的发出，不同化工系统尾气收集排放已经设计了单个排放口，甚至部分企业为了达到环保排放指标已经开始将光解排放引入化产系统中，但这种情况容易导致化产系统装置出现容易爆炸的成分，生产安全性受到严重威胁。VOCs经过多道工序的过滤后进行高空排放会使得大气中普遍存在部分VOCs，长时间的聚集会导致大气中VOCs浓度增大，影响空气的质量，不利于人类生存环境的保护，对此，必须要寻找一种高效环保的新工艺，降低空气中的VOCs成分，减少焦化企业的危害性，促进综合治理的有效化。

3 VOCs综合治理分析

西山煤电集团所属的五麟煤焦开发有限责任公司研制出来的VOCs综合治理工艺是根据焦化企业VOCs排放量以及排放废气的组成成分进行选择，可以分为：

1) 煤焦油、粗苯储罐区操作不频繁且相对稳定的装置逸散的尾气，可以通过多种不同物质将其不同的储罐顶部密闭，减少尾气的排放。煤气负压管线的尾气总管安装在线检测仪，确定尾气的含氧量，一旦含氧量超过标准值就要在线切断连锁，且有相关的报警系统连接，以此确保系统装置的安全性。其中，单个储罐顶部可以设计对应的调节阀，使得其内部一直处于负微压状态，以此确保补气阀具备自动识别功能，可以根据实际情况补充氮气，实现储罐的安全使用。尾气进入焦炉后可以在尾气风机中设置高浓度的监测装置，实现实时确定尾气中易爆炸成分的物质浓度，将监测结果输送至对应的控制系统中，自动控制阀门，实现尾气的活性炭吸附杂质排放，自动切换治理的程序。

2) 化产系统在不同工段进行VOCs收集和处理时，可能会混入焦炉进行焚烧。其中化产系统中的冷鼓电捕工段、脱硫蒸氨工段、硫铵工段会根据最终焚烧的气体或者液体的组成成分进行预处理，降低尾气中有害物体的浓度，为后续工艺做好前期的准备工作。在此期间，还必须要控制焦炉废气在系统中的温度，使得其在低温状态下进行操作，避免对高沸点设施设备中循环系统造成堵塞和损害。由于化产系统中VOCs经过预处理后会对其进行氧化分解焚烧，其中的废气与空气混合后通过循环系统一并进入焦炉，这会对部分焦炉中废弃物操作产生威胁，但也能改善焦炉的加热状态，利于实现煤饼的加热一致性，提升焦炭质量，增加焦炭产量，降低其所散发出来的热量，减轻后续的焦炉烟气脱硝情况。

图1 化产区VOCs收集处置工艺流程图

3) 焦化厂的VOCs综合治理必须要遵循源头控制的方式，及时应用先进的生产工艺设备，选择新技术，减少部分不良措施的应对结果，实现源头的VOCs排放量减少，提升实际的设备生产效率，提升人员的操作积极性，实现现阶段的VOCs尾气排放与处理。由于焦化厂在生产中所产生的废气种类不一致，差异化严重，其所产生的源头不同，对此，目前的应对措施和方法也开始增多，主要包括化学吸收法、物理吸附法、冷凝回收法等，使得焦化厂可以利用有害物质对管道系统废气进行回收，实现不同施工装置的合理配备，并将相关的接入管道中，保证VOCs综合治理的安全性和可靠性，降低投资和运行成本。

4 VOCs治理后效果

经过VOCs综合治理改造，治理后指标可满足GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中第198页表1大气污染物特别排放浓度的限值中的排放要求，改造效果显著，具有较大的推广作用。

表1 大气污染物特别排放限值 mg/m3

5 结语

综上所述，现阶段国家国家越来越重视焦化企业的VOCs治理工作。为了进一步的创新国家内部的污染源的排放处理，必须要根据实际情况对其进行合理分析，确定其综合治理方案，完善固定源、流动源和无组织排放源三种排放模式，以此界定其中的VOCs治理方案，降低人们对环保的需求量，使得不同的焦化企业可以得到重视，实现最大程度的净化处理，实现多元的工艺设定。