孫卓慶

摘 要：近年來，我國大氣污染物治理取得較大成績，主要污染物排放指標與排放總量持續(xù)下降，但大氣污染物中臭氧濃度始終呈現(xiàn)上升趨勢，春夏季成為部分城市的首要污染物。經(jīng)研究分析，造成大氣污染物臭氧升高的主要原因為揮發(fā)性有機物排放造成的，我國揮發(fā)性有機物排放兩大污染源主要集中在汽車運輸行業(yè)及化工企業(yè)，石化企業(yè)揮發(fā)性有機物（VOCs）治理已取得較大成果，但煤化工行業(yè)揮發(fā)性有機物治理工作才剛剛起步，技術(shù)可行性、經(jīng)濟性、適用性存在較多問題。本文通過統(tǒng)籌研究分析后，提出揮發(fā)性有機物治理新思路。

關(guān)鍵詞：煤化工;VOCs排放治理技術(shù);問題與對策

《大氣污染防治行動計劃》實施以來，全國環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善，京津冀、長三角、珠三角等重點區(qū)域PM2.5濃度下降30%以上，二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）濃度也大幅下降，但 PM2.5 濃度仍處于高位，京津冀及周邊地區(qū)遠超過國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準;同時，重點區(qū)域O3濃度呈現(xiàn)上升趨勢，尤其是在夏秋季已成為部分城市的首要污染物。

揮發(fā)性有機物（VOCs）是指在293.15K條件下蒸氣壓大于或等于10Pa，或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的除CH4、CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。主要包括具有揮發(fā)性的非甲烷烴類（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、含氧有機化合物（醛、酮、醇、醚等）、鹵代烴、含氮有機化合物、含硫有機化合物等。

2017年9月13日，環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局等部委《關(guān)于〈“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案〉的通知》要求全面實施石化行業(yè)達標排放，石油煉制、石油化工、合成樹脂等行業(yè)應(yīng)嚴格按照排放標準要求，全面加強精細化管理，確保穩(wěn)定達標排放。

煤化工行業(yè)無組織排放源治理可以參照石油化工及石油煉制行業(yè)成熟可行的治理方案，有組織源涉及的工藝技術(shù)較為復(fù)雜、氣量較大需按照源頭控制與末端治理相結(jié)合的方式進行治理。

1 控制技術(shù)選擇原則和方法

1.1 控制技術(shù)選擇原則

煤化工行業(yè)具有工藝復(fù)雜，生產(chǎn)工序多樣的特點，其排放的揮發(fā)性有機污染物涉及的物質(zhì)種類、排放環(huán)節(jié)眾多，以無組織排放為主等特點，導(dǎo)致在實際生產(chǎn)過程中，各個工序有機廢氣產(chǎn)生的風(fēng)量、濃度和所含有機物種類存在較大差異。因此有機廢氣處理工藝的選擇必須結(jié)合廢氣的規(guī)模、污染物種類和濃度、企業(yè)經(jīng)濟狀況等實際情況選擇適合的處理工藝，總體應(yīng)該遵循以下幾個原則。

①資源回收利用：結(jié)合有機廢氣的濃度和實際成分，盡量提高廢氣收集率，優(yōu)先選擇能夠?qū)U氣中有機物質(zhì)進行回收利用的技術(shù)方案?；厥盏挠袡C物可以用于生產(chǎn)或出售，降低治理成本。

②處理達標：項目建設(shè)應(yīng)按國家相關(guān)的基本建設(shè)程序或技術(shù)改造審批程序進行，總體設(shè)計應(yīng)滿足《建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定》和《建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例》的規(guī)定。經(jīng)過治理后的廢氣排放應(yīng)符合《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB31570-2015）、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB31571-2015）中的相關(guān)規(guī)定，治理過程避免產(chǎn)生二次污染。

③效率穩(wěn)定：企業(yè)應(yīng)把治理設(shè)施作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分進行管理，應(yīng)根據(jù)待處理廢氣的參數(shù)和要求，選用適合企業(yè)實際、處理效率穩(wěn)定的廢氣處理技術(shù)。盡量選擇運行、操作、維護及管理簡便易行，自動化程度高的技術(shù)方案，減少人為操作導(dǎo)致處理效果不穩(wěn)定的可能性。

④經(jīng)濟實用：在保證穩(wěn)定達到排放要求的基礎(chǔ)上，選擇與企業(yè)經(jīng)濟承受能力相適應(yīng)，建設(shè)成本和運行成本較低，經(jīng)濟實用的技術(shù)工藝;建設(shè)中充分利用地形和可用場地面積，縮短廢氣管網(wǎng)長度，降低廢氣處理能耗，節(jié)約成本。盡量采用經(jīng)濟節(jié)能型工藝設(shè)備，減少處理設(shè)施的數(shù)量。

1.2 可行控制技術(shù)選擇基本方法

首先對企業(yè)產(chǎn)生的有機廢氣的來源進行分析，按照不同的確定的12個污染源項，對各源項產(chǎn)生氣量和濃度進行測量，作為處理工藝選擇的基礎(chǔ)資料。

其次，根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB31570）、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB31571-2015）《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB31571-2015）等石化行業(yè)污染物排放國標和地標要求，確定經(jīng)過處理后有機廢氣的排放濃度，再根據(jù)測量的濃度，計算有機廢氣處理工藝需要達到的處理效率，將可達到該處理效率的處理工藝作為備選。

最后，以適宜溫度范圍作為條件，再根據(jù)企業(yè)的實際情況，從備選方案中篩選建設(shè)成本、運行成本、自動化程度以及占地等各方面都適宜的有機廢氣工藝。

2 煤化工行業(yè)揮發(fā)性有機物治理思路與方案

煤化工行業(yè)揮發(fā)性有機物治理方案需按照差異性統(tǒng)籌考慮，既要達到治理效果與目的，同時又需要考慮治理項目的安全可靠性。

2.1 設(shè)備動靜密封點泄漏VOCs可行控制技術(shù)

可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)情況，采用減少或改變設(shè)備密封點的方法來控制VOCs的無組織排放，比如對管線盡量采用焊接方法，減少法蘭連接，并采用高等級密封點;對飽和蒸氣壓高的物料采用無動密封的屏蔽泵;只要工藝符合要求，在確保安全的前提下，對所有開口管線或開口閥門加裝絲堵或盲板等。

2.2 有機液體儲存與調(diào)和揮發(fā)損失VOCs可行控制技術(shù)

有機液體儲存與調(diào)和揮發(fā)損失的VOCs排放主要受物料理化性質(zhì)、儲罐類型、附件選型、物料周轉(zhuǎn)量、物料溫度、環(huán)境條件、表面涂層等因素影響。針對其排放特點，可通過優(yōu)化罐型、優(yōu)化罐體設(shè)計等源頭控制措施和末端收集回收或者處置措施等手段共同控制VOCs的排放和治理。

末端治理需要考慮液體解析過程中釋放出的氣體，罐體呼吸閥排放由常壓變?yōu)樨搲?，將有機液體中溶解的氣體解析量增加，其中有機液體合成過程中CO、H2、CH4與有機液體揮發(fā)物夾雜，該氣體易形成爆炸性氣體。

罐區(qū)末端回收設(shè)施的非甲烷總烴的控制效率需大于95%。針對化工行業(yè)的特點，為保證液體儲罐區(qū)廢氣處理后達標排放，根據(jù)企業(yè)實際情況，優(yōu)先選擇冷凝回收法+膜分離技術(shù)+水吸收法+吸附法的組合工藝對有機物盡可能回收，降低揮發(fā)性有機污染物的排放。

2.3 廢水集輸、儲存、處理處置過程散逸VOCs可行控制技術(shù)

廢水集輸、儲存、處理處置過程散逸VOCs處理技術(shù)主要從全過程密閉運輸和末端處置相結(jié)合考慮。用于輸送、儲存、處理含VOCs、惡臭污染物的廢水設(shè)施應(yīng)密閉，產(chǎn)生的廢水應(yīng)接至廢水回收或處理裝置集中處置。

根據(jù)廢氣的產(chǎn)生量、污染物的組分和性質(zhì)、溫度、壓力等因素，優(yōu)先選擇冷卻洗滌+活性炭吸附+脫附+燃燒法對收集的有機廢氣進行處置，以保證廢氣的穩(wěn)定達標排放。

2.4 工藝有組織排放VOCs可行控制技術(shù)

煤化工行業(yè)最大有組織排放源為低溫甲醇洗裝置或與之相近工藝裝置排放尾氣，該尾氣主要成分為CO2和氮氣以及氣體中夾帶的有機物（甲醇等），該尾氣氣量大，為揮發(fā)性有機物重點排放源，一般治理工藝均不適用該污染源治理。

由于該氣體不能采用焚燒方法削減VOCs排放，故該重點排放源優(yōu)先考慮源頭治理方案，即在源頭降低揮發(fā)性有機物夾帶量，之后采取洗滌+膜分離等治理工藝。

2.5 其他控制技術(shù)與思路

強化基礎(chǔ)管理、精細管理，杜絕人為因素造成的VOCs排放，定期對全廠范圍內(nèi)設(shè)備進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時組織處理。

3 結(jié)語

綜上所述，煤化工行業(yè)揮發(fā)性有機物治理剛剛起步，治理工藝繁雜，治理單位水平參差不齊。揮發(fā)性有機物治理不僅需要考慮工藝的可行性、經(jīng)濟性，而且要考慮治理方案和工藝的安全性。為此，煤化工行業(yè)揮發(fā)性有機物治理需統(tǒng)籌綜合考慮后實施。

參考文獻：

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