韓躍

摘 要：VOCs廢氣是石油化工企業(yè)裝置尾氣以及污水處理主要面臨的問題，VOCs廢氣排放不僅給空氣質(zhì)量造成嚴重污染，同時也給人的身體健康帶來極大威脅。針對這種現(xiàn)狀我們必須加大對催化燃燒工藝的研究力度，這不僅對石油化工企業(yè)自身發(fā)展有影響，同時對環(huán)境保護工作的順利進行有極大的促進作用。本文首先對催化燃燒處理工藝尾氣進行分析，然后對污水處理廠廢氣處理進行探究。

關(guān)鍵詞：污水處理場；工藝尾氣；VOCs；催化燃燒

焚燒法、生物法以及吸收法是現(xiàn)階段對VOCs廢氣進行處理時主要運用的方法，冷凝法、催化燃燒法以及吸附法等也在上述范圍涵蓋之內(nèi)。能耗較高是焚燒法處理低濃度廢氣時的明顯缺陷，但利用冷凝法以及吸收法還存在廢氣效果處理有效的問題，同時相對于其他處理技術(shù)來說具有流程復(fù)雜以及投資較大的缺陷。在此種趨勢與背景之下，催化燃燒工藝應(yīng)運而生，這種技術(shù)可在一定程度上對國家環(huán)保的需求進行有效滿足，現(xiàn)階段該項技術(shù)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)在VOCs廢氣處理中的廣泛應(yīng)用。

一、催化燃燒處理工藝尾氣

1.工藝尾氣特點

有組織排放的有機工藝尾氣具有以下特點（以聚丙烯裝置尾氣為例）：

煉油與石油化工企業(yè)在工藝單元排放時具有多種表現(xiàn)形式，我們也可以將其認定為有組織的排放，我們主要將聚丙烯裝置尾氣為例對其特征進行分析與總結(jié)。

（1）流量與濃度都呈現(xiàn)出較小的特征；

（2）有機工藝尾氣中根本沒有氧氣的存在；

（3）部分高濃度尾氣具有較高的回收價值，在實際回收之后要結(jié)合實際情況對尾氣進行催化工藝達標處理，但對于低濃度尾氣來說需要直接利用催化燃燒工藝對其進行處理。

（4）氯化物以及硫化物是尾氣中的重要組成部分，對于催化劑中的燃燒成分我們可利用其對其進行組分。

2.尾氣處理工藝流程

有機廢氣需要借助增壓風(fēng)機的作用進行堿洗塔，在實際對催化燃燒劑中的有毒物質(zhì)進行脫除時需要對堿液進行利用，水洗段的設(shè)置部位處于堿洗塔上方，對去除攜帶的廢棄堿液有極大的促進作用。工藝廢氣在經(jīng)過預(yù)處理后會進入到尾氣換熱器，在這一過程中會與高溫尾氣發(fā)生一定的換熱反應(yīng)，在催化劑的作用下就會發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，最后經(jīng)過處理的尾氣就會通過排氣筒進入到大氣中。

在本工藝中，設(shè)置循環(huán)尾氣冷卻器及循環(huán)鼓風(fēng)機，將循環(huán)尾氣冷卻到40～50℃引入尾氣換熱器入口，以此來控制催化燃燒反應(yīng)器出口溫度。由于工藝尾氣中不含有氧氣，因此進行催化燃燒反應(yīng)所必須的氧氣由空氣鼓風(fēng)機從大氣中引入裝置。本工藝開工階段利用電加熱器加熱尾氣的方式進行開工預(yù)熱，正常運行時電加熱器停用。

3.控制方案

為保證催化燃燒工藝在處理工藝尾氣時能高效安全平穩(wěn)的運行，主要的控制與聯(lián)鎖方案如下：

（1）催化燃燒反應(yīng)器出口溫度控制——催化燃燒反應(yīng)器的出口溫度控制是通過調(diào)節(jié)循環(huán)凈化尾氣量來實現(xiàn)的。當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器出口溫度大于設(shè)定值時，增大循環(huán)鼓風(fēng)機入口調(diào)節(jié)閥的開度，增大循環(huán)尾氣量，使催化燃燒反應(yīng)器出口溫度回到設(shè)定值；當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器出口溫度小于設(shè)定值時，減小循環(huán)鼓風(fēng)機入口調(diào)節(jié)閥的開度，降低循環(huán)尾氣量，使催化燃燒反應(yīng)器出口溫度回到設(shè)定值。

（2）催化燃燒反應(yīng)器入口溫度控制——催化燃燒反應(yīng)器的入口溫度是通過調(diào)節(jié)尾氣換熱器旁路調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)的。當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器入口溫度大于設(shè)定值時，增大尾氣換熱器旁路調(diào)節(jié)閥的開度，減小換熱尾氣量，使催化燃燒反應(yīng)器入口溫度回到設(shè)定值；當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器入口溫度小于設(shè)定值時，減小尾氣換熱器旁路調(diào)節(jié)閥的開度，增大換熱尾氣量，使催化燃燒反應(yīng)器入口溫度回到設(shè)定值。

（3）當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器催化劑床層測溫超過設(shè)定值、循環(huán)尾氣冷卻器出口測溫超過設(shè)定值、循環(huán)鼓風(fēng)機出口流量低于設(shè)定值、循環(huán)鼓風(fēng)機停止運行或空氣鼓風(fēng)機停止運行時，以上條件，只要滿足一個即觸發(fā)聯(lián)鎖，即關(guān)閉尾氣調(diào)節(jié)閥，同時打開尾氣放空閥、關(guān)閉空氣鼓風(fēng)機、空氣調(diào)節(jié)閥以及停增壓風(fēng)機。

二、化燃燒處理污水處理場廢氣

1.水處理場廢氣特點

煉油與石油化工企業(yè)污水處理場排放的廢氣具有以下特點：

（1）濃度與流量波動較大；

（2）污水處理場排放的廢氣含有充足的氧氣；

（3）污水處理場前端構(gòu)筑物如隔油池、浮選池等排放的廢氣中非甲烷總烴濃度較高，約為2000～5000mg/m3，可考慮直接采用催化燃燒工藝來進行處理；后端構(gòu)筑物如曝氣池、生化池等排放的廢氣中非甲烷總烴濃度較低，約為100～500mg/m3，如直接采用催化燃燒工藝處理能耗較高，可考慮先采用吸附濃縮再采用催化燃燒工藝來進行處理；

（4）污水處理場排放的廢氣中含有硫化氫、硫醇、硫醚等易使催化燃燒催化劑中毒的組分。

2.處理場廢氣處理工藝流程隔油池、浮選池等構(gòu)筑物逸散的含VOCs廢氣由催化風(fēng)機引出經(jīng)阻火器進入脫硫罐，脫硫罐中內(nèi)置脫硫吸附劑，脫除廢氣中的有機硫、無機硫。脫硫處理之后的廢氣之后進入均化罐，利用均化罐中的均化劑完成廢氣總烴濃度的均化，使廢氣中的總烴濃度維持在較穩(wěn)定的水平避免對催化燃燒反應(yīng)器的沖擊。經(jīng)過脫硫、均化的廢氣與空氣混合，使廢氣中的總烴濃度滿足催化燃燒反應(yīng)器對濃度的要求（濃度低于爆炸下限的25%），之后廢氣進入過濾器，脫除廢氣中的顆粒物，避免堵塞催化劑床層。

3.控制方案

為保證催化燃燒工藝在處理污水處理場廢氣時能高效安全平穩(wěn)的運行，主要的控制與聯(lián)鎖方案如下：

（1）催化燃燒反應(yīng)器出口溫度控制——催化燃燒反應(yīng)器的出口溫度控制是通過調(diào)節(jié)空氣量來實現(xiàn)的。當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器出口溫度大于設(shè)定值時，增大空氣入口調(diào)節(jié)閥的開度，增大空氣量，使催化燃燒反應(yīng)器出口溫度回到設(shè)定值；當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器出口溫度小于設(shè)定值時，減小空氣入口調(diào)節(jié)閥的開度，降低空氣量，使催化燃燒反應(yīng)器出口溫度回到設(shè)定值。

（2）催化燃燒反應(yīng)器入口溫度控制——催化燃燒反應(yīng)器的入口溫度是通過調(diào)節(jié)電加熱器輸出功率來實現(xiàn)的。當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器入口溫度大于設(shè)定值時，降低電加熱器輸出功率，使催化燃燒反應(yīng)器入口溫度回到設(shè)定值；當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器入口溫度小于設(shè)定值時，增大電加熱器輸出功率，使催化燃燒反應(yīng)器入口溫度回到設(shè)定值。

（3）當(dāng)催化燃燒反應(yīng)器入口溫度超過設(shè)定值、催化燃燒反應(yīng)器出口溫度超過設(shè)定值、電加熱器內(nèi)部溫度超過設(shè)定值或電加熱器故障時，以上條件，只要滿足一個即觸發(fā)聯(lián)鎖即切斷廢氣進裝置、全開空氣閥、關(guān)閉電加熱器。

三、結(jié)語

采用催化燃燒工藝來處理工藝尾氣及污水處理場廢氣時，應(yīng)根據(jù)不同種類廢氣的特點合理組織工藝流程及控制聯(lián)鎖方案：針對工藝尾氣采用堿洗—催化燃燒組合工藝，針對污水處理場廢氣采用脫硫—均化—催化燃燒組合工藝。研究表明，針對上述兩種廢氣，合理選擇催化燃燒組合工藝及控制方案，能夠有效處理廢氣中的VOCs組分，且處理后的氣體烴類濃度均可達到國家有關(guān)標準。

參考文獻：

[1] 葛貴惠.淺談吸附濃縮-催化燃燒法處理包裝印刷業(yè)VOCS廢氣[J].工業(yè)，2016（9）.

[2] 張健.蓄熱催化法在丁苯橡膠裝置尾氣治理上的工程應(yīng)用[D].華東理工大學(xué)，2015.endprint