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焦化行业全工段VOCs末端治理解决方案

点击数:175 发布时间:2019/5/8 来源:VOCs减排工作站

一、焦化行业有机废气特点①废气来源:粗苯工段的废气主要来自于泵在打料和进料过程中的气体逸散以及储罐内原料的表面挥发。包括粗苯贮槽、贫油槽、洗油槽、地下槽和粗苯计....
一、焦化行业有机废气特点

①废气来源:粗苯工段的废气主要来自于在打料和进料过程中的气体逸散以及储罐内原料的表面挥发。包括粗苯贮槽、贫油槽、洗油槽、地下槽和粗苯计量槽等区域。冷鼓工段的废气主要指氨气、硫化氢和少量的VOCs。主要来自焦油贮槽、氨水槽、焦油中间槽、焦油船、地下水封槽、焦油渣出口。脱硫工段的废气主要是氨气、硫化氢和少量的VOCs。来自于母液槽、再生槽和破泡沫槽等区域。污水调节池工段的废气主要是苯系物有机挥发物,重点对苯系物进行处理。

②尾气分析:粗苯罐区气体具有流量小,浓度高的特点。要根据罐内压强变化间歇性工作,对粗苯成分进行回收。冷鼓工段的生产状况属常年连续开机,系统稳定运行,排气连续、稳定,需要对尾气进行连续处理。主要成分为焦油、硫化氢、水蒸气、氨气、萘、苯系物等有机、无机混合物。

脱硫工段的生产状况属常年连续开机,系统稳定运行,系统排气属连续、稳定状态,需要对尾气进行连续处理。主要成分为焦油、硫化氢、水蒸气、氨气、萘、苯系物等有机、无机混合物。污水调节池的主要成分为苯系物、硫化氢灯有机、无机混合物。

③废气浓度:粗苯罐区原料直接挥发,苯的沸点为80.1℃,是轻液,极易挥发,故粗苯罐区VOCs浓度含量高;根据经验,冷鼓工段废气浓度较低。具体浓度根据专业机构检测结果为准;

④废气温度:粗苯罐区为常温储罐。冷鼓工段废气经过降温后,气体温度均低于200℃(通常在80℃以下)。

⑤废气风量:粗苯罐区:储罐的大呼吸排放来源于储罐进料过程,废气流量跟进出料泵的流量相关,小呼吸为因温度变化储罐内的气体体积膨胀而呼出的废气量。装车过程排放的机油气采用蒸气平衡系统。冷鼓工段和脱硫工段:两个工段废气放散点由于距离很近,为优化投资,决定将两处废气集中收集处理。

收集方式采用敞口式集气罩,收集每个放散口排除的废气,确保不主动抽取物料气的同时,能保证所有放散出来的废气都被收集。收集率≥90%。污水池:首先需要对污水池开放空间进行加盖密封,其密闭空间按照废气换气量6-10次每小时进行设计。

⑥排放方式:粗苯罐区呼吸连接冷凝回收设备,经过15 m烟囱排放;冷鼓、脱硫段排放口废气经收集处理后,经过15 m烟囱排放;污水池表面需要加盖收集挥发的废气经过顶部安装管道通入废气治理设备除臭、除VOC之后,经过15 m烟囱排放。

二、达标排放要求

焦化行业,粗苯罐区气体主要成分为苯,冷鼓工段主要气体成分为焦油气,根据《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571—2015)、《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定的主污染物排放限值,还需要结合当地的地标要求。

三、各工段治理技术

(1)粗苯罐区

粗苯罐区为废气回收系统,选取冷凝回收+活性炭吸附+装车蒸汽平衡的处理技术。其粗苯罐区VOC治理示意图如下所示:


①粗苯储罐进料时排放的废气,经过接管呼吸阀呼出方向的管路,当管路上压力变送器感应到100 Pa,自动开启密闭气相管路排气方向的阀门,储罐排放机油气输送到回收设备,冷凝回收处理。

②粗苯气回收设备冷凝单元的运行流程:从密闭气相管路输出的粗苯气,传输回收处理设备前端,压差感应器感应到管路压力100 Pa时,启动引风机,粗苯气依次进入冷凝单元一级、二级凝结器,冷凝至-75℃。分段冷凝液化,余气达标进入富集(吸附)单元;一级冷凝分为A、B两个凝结器切换使用,目的是为了防止凝结器中因水蒸气/萘的物质凝结而堵塞设备。

气体中易凝结物质由气体通道进入凝结器后迅速凝结,并由刮刀从凝结器表面刮除,刮下的结晶由收集槽收集气体由收集槽上方排出,由后端工序经行处理。

③粗苯气回收设备富集单元的运行流程:储罐系统静止排放的粗苯气,是随气温升高罐内液态气体体积膨胀所排放的粗苯气,此时回收设备不在运行状态,机油气经过冷凝单元通道,直接进入富集单元的吸附床,粗苯组分被吸附剂吸附,空气达标;

④回收装置整体能耗低、运行经济合理。

(2)冷鼓、脱硫工段

对于含焦油、洗油、萘、氨、硫化氢等物质的尾气,根据气体浓度低、风量大的特点,选用碱性洗涤塔+酸洗洗涤塔+UV光催化氧化+纳米催化活性炭吸附技术处理;

①两部分工段的混合废气中含有酸类物质(硫化氢)、碱类物质(氨气)及挥发性有机物(非甲烷总烃),为了保证尾气达标排放,同时也为了节约再生处理能源,采用了化学洗涤法中的洗涤塔碱液和酸液两级氧化吸收法。

对排气中的酸性硫、碱性氨、粘性大及熔点高的大分子有机物部分有机物进行回收处理,通过测定吸收液的pH值对自动加药系统进行控制,保证吸收处理的效果。定期打捞洗涤塔水性中的焦油浮层,保持水体质量,延长循环水使用周期。

②难降解的有机物经过光催化氧化净化设备进行处理后的尾气达到排放标准,其中净化设备包括前端除湿装置+高能离子管+高能紫外灯光催化氧化装置+纳米催化活性炭装置。

③设备示意图如下所示:


(3)污水池面加盖设计

玻璃钢弧形盖板(如下图所示)的弧形起拱,中间无需支撑结构,底边通过紧固件与池壁或钢结构固定。


FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。具有质轻而硬,不导电,机械强度高,耐腐蚀等特性。


(4)污水池

根据焦化行业污水池废气浓度低、风量大、臭气浓度高的特点,选用******技术处理;

①难降解的有机物经过废气净化除臭设备进行处理后的尾气达到排放标准,其中净化设备包括一级喷淋洗涤塔+除湿装置+高能紫外灯光催化氧化装置+纳米催化活性炭装置。

②洗涤塔主要是去除废气中可溶性的有机废气,达到除臭的目的。

③光催化氧化是基于光催化剂TiO2在高能紫外灯照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。利用光催化净化技术去除空气中的有机污染物具有以下特点:

a.直接用空气中的氧气作为氧化剂,反应条件温和(常温、常压)。

b.可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子,净化效果彻底,除臭效果好。

c.TiO2催化剂化学性质稳定,氧化还原性强,成本低,不存在吸附饱和现象,使用寿命长。

④最后,为了确保处理效果,在光催化氧化净化设备末端安装有纳米催化活性炭吸附装置,利用催化活性炭吸附少量其难降解的有害气体,保证排放合格。

⑤设备结构示意图如下所示:


该系统优势:①针对焦化尾气特定开发,处理效率高、投资低、运行能耗低;②前段吸收可以对大部分污染物进行处理,同时进行化学吸收、物理吸收和降温冷凝,同时处理效果更佳;③除湿回温装置的使用和安装,保证了后续光催化装置的寿命;④适用于业主厂区的防爆配置,满足业主厂区的安全要求;活性炭吸附装置,安全可靠,尾气达标排放;⑤有针对性的安全性设计,可以保证在系统运行的绝对安全;系统操作弹性0~120%,满足业主不同生产负荷及生产波动情况。

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