強(qiáng)春林，李鳳緒，左 妍

（1. 中化（舟山）興海建設(shè)有限公司，浙江 舟山 316000；2. 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北 任丘 062550）

化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)廢氣排放及處理技術(shù)研究

強(qiáng)春林1，李鳳緒2，左 妍2

（1. 中化（舟山）興海建設(shè)有限公司，浙江 舟山 316000；2. 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北 任丘 062550）

介紹了化工倉(cāng)儲(chǔ)廢氣排放的特點(diǎn)，減少?gòu)U氣排放的控制措施。對(duì)燃燒法、吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法等廢氣處理技術(shù)原理及適用性進(jìn)行分析和對(duì)照；結(jié)合廢氣處理方式的選擇因素及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提出選擇方案。

有機(jī)廢氣；吸附；吸收；冷凝；膜分離

液體化工品在沿海港口儲(chǔ)運(yùn)發(fā)展十分迅速，化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)的建設(shè)也越來(lái)越多。液體化工品通常具有易燃、易爆、有毒、揮發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)，存儲(chǔ)和收發(fā)過程中易產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機(jī)氣體，直接排入大氣既污染環(huán)境，又危害人體健康，而且還容易產(chǎn)生爆炸和發(fā)生火災(zāi)，同時(shí)造成了資源的浪費(fèi)。

隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，人們的環(huán)保意識(shí)、安全意識(shí)也日趨增強(qiáng)，各種環(huán)保法律、法規(guī)及規(guī)范相繼出臺(tái)，廢氣排放指標(biāo)要求越來(lái)越高。廢氣排放的控制技術(shù)及治理技術(shù)成為化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)建設(shè)的關(guān)鍵。

1 化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)廢氣排放及處理

1.1 化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)廢氣排放特點(diǎn)

有機(jī)廢氣除了具有易燃、易爆、有毒、有害等特點(diǎn)外，對(duì)于化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)產(chǎn)生的廢氣還具有以下特點(diǎn)：

1.1.1 組成復(fù)雜且多變

化工品倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)儲(chǔ)存介質(zhì)種類繁多，且會(huì)跟隨市場(chǎng)的變化而變化。因此，產(chǎn)生的化工廢氣組分也就較多，且會(huì)隨工況而變。

1.1.2 濃度低，且具有波動(dòng)性

介質(zhì)在受到擾動(dòng)的情況下，揮發(fā)量變大，因此，操作頻繁的區(qū)域，如裝車區(qū)，產(chǎn)生的廢氣濃度相對(duì)較高。而儲(chǔ)罐區(qū)產(chǎn)生的廢氣濃度則相對(duì)較低，尤其是儲(chǔ)罐型式為內(nèi)浮頂，或設(shè)置氮封的情況下，儲(chǔ)罐大小呼吸產(chǎn)生的廢氣中有機(jī)物的濃度會(huì)更低。

不同的有機(jī)廢氣揮發(fā)性不同，混合廢氣中各組分的濃度也各不相同。且有機(jī)物揮發(fā)受溫度的影響較大，因此有機(jī)廢氣不同組分的濃度會(huì)隨著天氣及季節(jié)的變化而變化。

1.2 化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)廢氣排放控制技術(shù)[1,2]

化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)的主要廢氣來(lái)源有兩處：儲(chǔ)罐的大小呼吸產(chǎn)生的廢氣；裝卸汽車、火車、船舶等產(chǎn)生的廢氣。減少?gòu)U氣排放的方式主要有：

1）選擇密封性好的內(nèi)浮頂罐儲(chǔ)存介質(zhì)，儲(chǔ)罐設(shè)置氮封等可有效減少化工品的揮發(fā)，減少?gòu)U氣的產(chǎn)生。

2）相同介質(zhì)儲(chǔ)罐之間設(shè)置氣相連通管線，有效降低儲(chǔ)罐的大小呼吸產(chǎn)生的廢氣。儲(chǔ)罐與汽車槽車和船舶設(shè)置氣相連通管線，平衡掉大部分的介質(zhì)收發(fā)產(chǎn)生的廢氣。

3）選擇密閉裝車方式，底部裝車或頂裝液下裝車，并設(shè)置油氣回收管線收集裝車廢氣，送往廢氣處理裝置處理或通過氣相連通管線送回儲(chǔ)罐。裝船時(shí)，油品從插到油艙底部的管道進(jìn)入油艙；郵輪裝船時(shí)，通過周期性增加使鍋爐貧氧廢氣保持在油艙液面上，卸船時(shí)不斷將鍋爐貧氧廢氣送至油艙，以確保艙中為惰性氣體，排除爆炸危險(xiǎn)。

在做好廢氣排放控制技術(shù)的同時(shí)，就是選擇合適的廢氣處理方式，才能更好的控制廢氣污染。

2 化工廢氣處理技術(shù)

化工廢氣的處理方法[2-4]主要有兩類：一類是破壞性方法，如燃燒法和催化氧化法等，將有機(jī)化工廢氣轉(zhuǎn)化成CO2和H2O等無(wú)污染的化合物，一般用于少數(shù)難處理的化工廢氣。另一類是非破壞性方法，即回收法，其不破壞化工品結(jié)構(gòu)，化工品回收分離后可重復(fù)利用，使用較為廣泛。

2.1 破壞性方法

廢氣的破壞性處理方法主要是指燃燒技術(shù)，包括直接火焰燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法和蓄熱式熱氧化法等幾種，以蓄熱式熱氧化法的處理效率最優(yōu)。燃燒法的通用原理是把廢氣中的有害組分當(dāng)作燃料燃燒，適合于凈化含可燃組分濃度較高的廢氣，或用于凈化有害組分燃燒值較高的廢氣，利用燃燒放出的熱量補(bǔ)償散發(fā)到環(huán)境中的熱量，保持燃燒區(qū)的高溫，維持燃燒。如果可燃組分的濃度高于燃燒上限，可混入空氣后燃燒；如果可燃組分的濃度低于燃燒下限，則可以加入一定數(shù)量的輔助燃料（如天然氣等）維持燃燒[2]。

為了安全起見或是燃料氣體不可能再重復(fù)利用時(shí)，選擇燃燒法。此外，火炬等燃燒裝置的防火距離要求較高，普通庫(kù)區(qū)的建設(shè)面積和總圖布置很難滿足建設(shè)火炬的要求，如果項(xiàng)目周邊有可依托的條件，可根據(jù)項(xiàng)目情況選擇燃燒處理方式。

2.2 回收法

2.2.1 吸收法

吸收法是利用混合氣體各種組分在吸收劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，使廢氣的有害組分被吸收。吸收劑的選擇是決定吸收效果，常用的吸收劑有汽柴油、有機(jī)溶劑和水。

吸收法常用于處理小到中流量的有機(jī)廢氣，其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）可用于廢氣濃度高的場(chǎng)合；（2）吸收劑容易獲得；（3）能適應(yīng)廢氣流量、濃度的波動(dòng)；（4）能吸收可聚合的有機(jī)化合物；（5）不易著火，不需要特殊的安全措施。其缺點(diǎn)在于：（1）吸收劑循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)操作費(fèi)用較高；（2）如果為有機(jī)物混合廢氣，較難選擇可再生利用的吸收劑；（3）產(chǎn)生廢水廢液，造成二次污染。目前，吸收裝置大多用于廢氣中含無(wú)機(jī)污染物的凈化，僅在少數(shù)場(chǎng)合應(yīng)用吸收裝置來(lái)凈化有機(jī)廢氣。

2.2.2 吸附法

吸附法的原理是利用混合物中各組分與吸附劑間結(jié)合力強(qiáng)弱的差別，使混合物中難吸附與易吸附組分分離[5]。吸附法可用于處理有機(jī)物濃度較低的廢氣，且處理效果較好；但其處理量相對(duì)較小，且活性炭污染與再生造成二次污染。該法一般不單獨(dú)使用，常與冷凝、吸收等處理方法組合使用。

吸附法處理有機(jī)廢氣也具有一定的局限性，其不適用于處理易發(fā)生聚合反應(yīng)的、易凝固的，以及可與活性炭發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)物廢氣，因?yàn)樗鼈儼l(fā)生反應(yīng)易破壞活性炭的活性，或是形成固體物質(zhì)易阻塞吸附孔，影響吸附效果。

2.2.3 冷凝法

冷凝法根據(jù)各種有機(jī)物凝固點(diǎn)、飽和蒸汽壓不同等性質(zhì)，分段連續(xù)冷卻的方法降低油氣溫度，使有機(jī)物氣體組分逐級(jí)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，達(dá)到廢氣治理和資源化回收利用的目的。其工藝簡(jiǎn)單、適用性廣；但處理有機(jī)混合廢氣時(shí)，冷下來(lái)的凝液需分離再處理才能回收利用；且冷凝裝置存在能耗較高的缺點(diǎn)，間斷操作會(huì)降低機(jī)組的使用年限。

2.2.4 膜分離法

膜分離法是利用高分子膜對(duì)不同有氣體的透過性不同，使混合氣中的有機(jī)廢氣優(yōu)先透過膜得以“脫除”回收，而氮?dú)獾葎t被選擇性截留。膜分離法具有回收率高、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但膜分離技術(shù)固定設(shè)備投資費(fèi)用較高，一般作為高濃度有機(jī)廢氣的預(yù)處理單元。

將以上處理方法可根據(jù)實(shí)際處理需求進(jìn)行組合，可形成冷凝+吸附、吸收+吸附、吸附+膜分離、吸附+燃燒等組合工藝，處理效果好于單一的處理方式。

2.3 化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)廢氣處理方式選擇

廢氣處理方式的選擇應(yīng)綜合分析廢氣的產(chǎn)生量、污染物的組分及水溶性、凝點(diǎn)等性質(zhì)、能耗等因素。根據(jù)規(guī)范推薦，依據(jù)廢氣濃度推薦采用 廢氣處理方式如下：

1）對(duì)于高濃度有機(jī)廢氣，宜先采用冷凝法、變壓吸附法等，然后輔助以其他治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

2）對(duì)于中等濃度有機(jī)廢氣，宜采用吸附法回收有機(jī)溶劑或熱力焚燒法凈化后達(dá)標(biāo)排放。

3）對(duì)于低濃度有機(jī)廢氣，有回收價(jià)值時(shí)，應(yīng)采用吸附法；無(wú)回收價(jià)值時(shí)，宜采用吸附濃縮燃燒技術(shù)、蓄熱式熱力焚燒技術(shù)等。

實(shí)際項(xiàng)目還需結(jié)合廢氣的排放與收集的方式，及投資能耗情況進(jìn)行選擇。一般，水溶性廢氣多選用洗滌吸收法處理，非水溶性廢氣選擇冷凝+吸附、冷凝+吸附+膜分離等組合工藝。

3 結(jié) 論

化工倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)應(yīng)優(yōu)先做好廢氣排放控制技術(shù)，控制污染物的產(chǎn)生，從源頭減少環(huán)境污染；并盡可能采用回收利用法處理廢氣，減少資源浪費(fèi)。同時(shí)，廢氣收集應(yīng)遵循“應(yīng)收盡收、分質(zhì)收集”的原則，選擇合適的處理技術(shù)，廢氣達(dá)標(biāo)后排放，減少環(huán)境污染。

［1］黃雙雙．儲(chǔ)罐氮?dú)夥忭敿皬U氣回收處理技術(shù)[J]．港口裝卸,2003(06):38-39．

［2］陳家慶，朱玲．油氣回收與排放控制技術(shù)[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2010．

［3］馬生柏,汪斌．有機(jī)廢氣處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]．內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué),2009,21(2)．

［4］黃維秋．油氣回收基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2011．

［5］王同華,焦婷婷,柴春玲．活性炭吸附回收油氣的研究[J]．石油煉制與化工, 2009 (9):60-65．

Research on Exhaust Emission and Treatment Techniques for Chemical Depository

QIANG Chun-lin1，LI Feng-xv2，ZUO Yan2
（1. sinochem (zhoushan) xinghai construction Terminal Co.,Ltd, Zhejiang Zhoushan 316000，China；2. China Petroleum Engineering Co.,Ltd. North China Company,Hebei Renqiu 062550，China）

Characteristics of exhaust emission of chemical depository were introduced as well as emission control technology. Applicability and principles of some exhaust gas treatment techniques including combustion method, absorption method, adsorption method, condensation method, membrane separation method and so on were analyzed. Finally, combined with the exhaust gas processing mode selection factors and relevant experiences, how to select suitable treatment technique was put forward.

Organic waste; Adsorption; Absorption; Condensate; Membrane separation.

X 701

A

1671-0460（2016）03-0608-02

2015-11-18

強(qiáng)春林，男，浙江舟山人，工程師、一級(jí)建造師、注冊(cè)安全工程師，2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，石化倉(cāng)儲(chǔ)工程技術(shù)管理。E-mail：175008051@qq.com。