粉煤锁斗泄压气VOCs处理探讨

高 翔，张斯娣

(陕西长青能源化工有限公司， 陕西宝鸡 721400)

近年来，随着环保理念的不断推行，挥发性有机废气(VOCs)已然成为目前环保治理的重要内容。如何取得经济效益与环境效益的和谐统一是每家化工企业现阶段面临的问题。陕西长青能源化工有限公司二期90万t/a煤制甲醇项目，其气化装置采用的是壳牌粉煤下行水激冷气化技术，在U1200粉煤加压及输送系统中，粉煤锁斗为高低压交变设备，通过反复的“加压→放料→泄压→进料→加压”循环交变过程，完成气化炉的连续供料。粉煤锁斗的加压介质采用低温甲醇洗工段产出的CO2，虽经粉煤锁斗中的粉煤可吸收减少CO2中部分甲醇，但粉煤锁斗泄压气中的甲醇质量浓度仍不能满足GB 31571—2015 《石油化学工业污染物排放标准》要求(≤50 mg/m3)，因此不能直接排放至大气。调研以往同类装置后，发现此处泄压气均未直接排至大气，在环保政策愈加严厉的状况下，需要改造治理。针对粉煤锁斗泄压气中VOCs污染治理进行探讨，使其排放达到或优于国家或地区相应的标准规范要求。

1 VOCs废气污染主要治理技术

我国在VOCs治理方面的工程应用实例较少。目前国内外采用的VOCs废气治理技术主要有洗涤吸收法、直接活性炭吸附法、复合光催化法、离子除臭法、微生物降解法、臭氧法(复合活性氧法)、燃烧法及冷凝法8种[1-2]。对此从治理原理、运行成本、投资成本、应用情况及所存在的问题进行对比分析，结果见表1[3-6]。

表1 废气VOCs处理技术比较

2 洗涤吸收法工艺路线及应用

2.1 工艺路线

根据各种VOCs治理技术的比较，同时基于甲醇气体易溶于水的特性，针对粉煤锁斗泄压气中的甲醇废气，推荐采用洗涤吸收法的处理工艺。具体工艺路线如下：

在每台气化炉(S1201)附近增设水洗塔，将U1200粉煤加压输送单元(S1201A/B)出口排放气管线合并后送水洗塔洗涤后再排放。通过洗涤保证出水洗塔的气体中甲醇质量浓度达标。

2.2 实际应用

将S1201A/B的出口排放气管线合并后从水洗塔底部进入，水洗塔顶部喷淋的循环水与其逆向而上的排放气在水洗塔填料层充分接触，排放气中的甲醇气体被循环水吸收后大部分被循环利用，小部分排至沉降槽。当循环水储罐液位低于设定值时，新鲜水自动补充。最终循环水中的甲醇随外排黑水去污水处理装置后，作为序列间歇式活性污泥法(SBR)中的碳源被分解利用(见图1)。

图1 粉煤锁斗泄压气VOCs处理系统

3 洗涤吸收法工艺分析

3.1 工艺优势

(1) 粉煤锁斗泄压气气量大(高达7万m3/h左右)、甲醇含量低不宜回收，采用洗涤吸收法工艺，安全稳定、工艺简单、操作维护方便。

(2) 用水作为吸收剂，成本低且吸收性能好；同时含甲醇的废水可以作为SBR中的碳源被分解利用，没有二次污染；吸收过程热效应不明显，甲醇吸收率高。

(3) 装置采用可编程逻辑控制器(PLC)控制，自动化程度较高，操作维护方便且劳动强度小。

3.2 成本分析

3.2.1 投资成本

本处理装置由水洗塔、循环水储罐、循环水泵、管道、阀门等组成，无进口设备。设备少且简单，制造成本及维修费用较低。

3.2.2 运行成本

本处理装置主要能耗来自循环水泵，由于其不是一直在运行，并且通过变频调节，所以整套装置能耗很低。吸收剂采用新鲜水，可循环利用，相比其他催化剂、药剂来源方便且价格便宜。

4 效益分析

如果甲醇废气不治理，不仅环保检查通不过，还要受到环境执法的处罚，会给企业带来无法预估的经济损失。放空前采取水洗处理，大大降低了VOCs废气的排放浓度，很好地改善了现场的作业环境，并避免了乱排VOCs废气导致的人身安全隐患。

5 结语

在环保政策愈加严格的情况下，同类装置粉煤锁斗泄压气都需要治理。针对在建的煤制甲醇项目，分析了煤粉锁斗泄压气VOCs废气治理采用的洗涤吸收法工艺路线，为推动粉煤气化装置VOCs废气治理技术高效发展提供技术保障。