李連鈺

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠，山西 太原030003）

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一類污染物，是近地面臭氧和二次有機(jī)氣溶膠生成的重要前體物，對光化學(xué)污染、大氣環(huán)境質(zhì)量、氣候變暖等有重要影響[1-2]。焦化企業(yè)在煉焦生產(chǎn)及化產(chǎn)品回收過程中，會產(chǎn)生大量含有苯類、酚類及其他有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)的氣體，部分會逸散到空氣中，危害人體健康，污染周邊環(huán)境。

近幾年國家對環(huán)境污染治理力度不斷加大，VOCs已經(jīng)被認(rèn)定為一項重要大氣污染源，各項環(huán)保法律法規(guī)也將VOCs治理作為一項重要內(nèi)容。

山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠（簡稱太鋼焦化廠）積極響應(yīng)國家及省市政府要求，組織開展焦化廠VOCs治理?，F(xiàn)將太鋼焦化廠化產(chǎn)區(qū)域VOCs治理技術(shù)的選擇、分析及治理效果介紹如下，為同類企業(yè)的VOCs治理提供借鑒。

1 化產(chǎn)區(qū)域VOCs氣體來源

太鋼焦化廠現(xiàn)有3座70孔7.63 m焦?fàn)t，年產(chǎn)焦炭330萬t，配套化產(chǎn)回收系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對焦?fàn)t煤氣凈化處理，包括鼓冷工序、脫硫工序、硫銨工序、粗苯工序及油庫。各工序VOCs來源及主要組分見表1。

表1化產(chǎn)各工序VOCs來源及主要組分

2 焦化廠VOCs治理技術(shù)對比

焦化廠VOCs的治理有很多方法，如吸收、冷凝、吸附、焚燒、生物處理和引入負(fù)壓煤氣系統(tǒng)等[3]，國內(nèi)多數(shù)焦化企業(yè)采用其中1種或幾種組合的技術(shù)。各主流VOCs治理技術(shù)的原理、適用范圍、特點等見表2。

表2主流VOCs治理技術(shù)對比

3 VOCs治理技術(shù)分析及選擇

3.1 技術(shù)選擇

對比當(dāng)前焦化廠VOCs治理技術(shù)可以看出，不同的治理技術(shù)存在不同的優(yōu)、缺點，想要高效、無污染、低成本的治理VOCs，就必須博采眾長、合理地選擇治理技術(shù)，而多種技術(shù)的合理組合是必然選擇。

結(jié)合焦化行業(yè)治理有機(jī)廢氣的實踐經(jīng)驗，太鋼焦化廠對鼓冷、脫硫、硫銨工序廢氣的治理選用多級洗滌+活性炭吸附+進(jìn)入焦?fàn)t配風(fēng)燃燒技術(shù)，對粗苯工序、油庫廢氣治理選用氮封+引入負(fù)壓系統(tǒng)技術(shù)。

3.2 工藝流程

3.2.1 多級洗滌+活性炭吸附+進(jìn)入焦?fàn)t配風(fēng)燃燒

鼓冷、脫硫、硫銨工序各放散點均設(shè)置全密閉尾氣收集裝置，原放散點位沒有密封罩的均增設(shè)密封罩，原放散點位有放散口的在原尾氣放散口位置的連接法蘭上去掉與大氣相通部分后，增設(shè)1個三通，三通一端增設(shè)手動風(fēng)閥后直接與大氣相通，另一端增設(shè)1個手動閥門后，放散氣通過管道進(jìn)入集氣主管，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的帶動下進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)；每個工序引入主管路前增設(shè)1個切斷閥。

多級洗滌+活性炭吸附+進(jìn)入焦?fàn)t配風(fēng)燃燒工藝流程示意圖見圖1。

圖1多級洗滌+活性炭吸附+進(jìn)入焦?fàn)t配風(fēng)燃燒工藝流程示意圖

鼓冷、脫硫、硫銨工序廢氣集中后進(jìn)入主處理系統(tǒng)，首先進(jìn)入油洗塔，采用貧洗油對尾氣進(jìn)行洗滌，主要去除尾氣中大部分的焦油、苯、萘等有機(jī)物，油洗塔中飽和洗滌液排至機(jī)械化澄清槽；尾氣從油洗塔出來后進(jìn)入酸洗塔，在酸洗塔內(nèi)，廢氣中的NH3被吸收液洗滌并與吸收液中的H2SO4發(fā)生反應(yīng)，酸洗塔內(nèi)的吸收液排至硫銨段母液槽；廢氣經(jīng)集氣管道進(jìn)入堿洗塔，在堿洗塔內(nèi)采用NaOH溶液對廢氣中的H2S、HCN進(jìn)行吸收，堿洗塔內(nèi)的吸收液排入機(jī)械化澄清槽；氣體進(jìn)入吸脫附塔，塔內(nèi)采用柱狀顆粒活性炭對尾氣進(jìn)行過濾吸附，去除剩余的VOCs。吸脫附塔為吸附、脫附一體設(shè)備，當(dāng)活性炭吸附飽和后，采用飽和蒸汽直接對活性炭進(jìn)行脫附再生，從而節(jié)省、重復(fù)利用資源，極大地降低運(yùn)行費用；脫附的混合蒸汽通過冷凝后，進(jìn)入機(jī)械化澄清槽。經(jīng)活性炭吸附后的廢氣由風(fēng)機(jī)加壓后送至焦?fàn)t配風(fēng)加熱燃燒，從焦?fàn)t廢氣盤系統(tǒng)引入完成消耗。

3.2.2 氮封+引入負(fù)壓系統(tǒng)

氮封+引入負(fù)壓系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖2。粗苯工序、油庫區(qū)域輕苯中間罐、苯罐等處苯附加值高，揮發(fā)性大，采用氮氣密封裝置對其進(jìn)行密封，保持罐內(nèi)微正壓，可有效減少高附加值化產(chǎn)品的揮發(fā)。當(dāng)罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時，系統(tǒng)自動打開泄壓閥，在負(fù)壓的帶動下廢氣進(jìn)入煤氣負(fù)壓系統(tǒng)，對苯等揮發(fā)性氣體進(jìn)行回收利用。

圖2氮封+引入負(fù)壓系統(tǒng)工藝流程示意圖

在廢氣管線主管上設(shè)有緊急自動放散閥、壓力傳感器、溫度傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥、手動切斷閥、緊急自動切斷閥，系統(tǒng)通過壓力調(diào)節(jié)閥來控制主管路壓力，系統(tǒng)中壓力傳感器與壓力調(diào)節(jié)閥自動聯(lián)鎖，緊急自動放散閥和緊急自動切斷閥與含氧分析儀聯(lián)鎖，當(dāng)系統(tǒng)中氧含量超標(biāo)時，緊急自動切斷閥自動關(guān)閉，緊急自動放散閥自動打開，廢氣進(jìn)入洗滌主處理系統(tǒng)，以保證電捕系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 治理效果

太鋼焦化廠采用此套治理技術(shù)對化產(chǎn)區(qū)域所有放散點VOCs進(jìn)行收集、凈化處理，使得現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味；酸洗塔采用蒸氨廢水作為生產(chǎn)水，吸收后的溶液回硫銨工序母液槽；油洗塔采用洗油作為吸收劑，吸收完的洗油送至機(jī)械化澄清槽分離，間接增加焦油產(chǎn)量；脫附系統(tǒng)中，替換下來的飽和活性炭進(jìn)入煤場，與煤混合后進(jìn)入焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭，冷凝器冷凝下來的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)入水層槽分層后，上層的有機(jī)物回收利用，下層的冷凝水直接進(jìn)入機(jī)械化澄清槽，由于廢水量少、濃度低，因此進(jìn)入機(jī)械化澄清槽后間接進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，不會對原系統(tǒng)造成危害；堿洗塔采用污水處理站出水作為生產(chǎn)水，吸收后的液體進(jìn)入機(jī)械化澄清槽，此工序不增加新的廢水；洗滌吸附處理后的廢氣進(jìn)入焦?fàn)t燃燒室燃燒，無任何污染源排放，因此無需監(jiān)測。該技術(shù)將粗苯工序、油庫區(qū)域高附加值揮發(fā)性物質(zhì)引入煤氣負(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)行回收，不僅增加了經(jīng)濟(jì)收益，而且避免了多級洗滌除苯效率低、可燃?xì)怏w超標(biāo)等問題，達(dá)到了VOCs治理安全、高效、無二次污染、低成本的要求。

4 結(jié) 語

4.1太鋼焦化廠對鼓冷、脫硫、硫銨工序VOCs治理采用多級洗滌+活性炭吸附+進(jìn)入焦?fàn)t配風(fēng)燃燒技術(shù)，實現(xiàn)了現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味，回收部分焦油、氨等，無二次污染，無廢氣排放源，無需監(jiān)測，運(yùn)行安全可靠，滿足環(huán)保治理要求。

4.2太鋼焦化廠對粗苯工序、油庫VOCs治理采用氮封+引入負(fù)壓系統(tǒng)技術(shù)，有效減少了苯的揮發(fā)，實現(xiàn)了現(xiàn)場區(qū)域嗅覺上無異味，回收高附加值苯，增加經(jīng)濟(jì)收益，減少安全風(fēng)險。

4.3隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對VOCs的排放將采取更加嚴(yán)格的管控措施，多種技術(shù)組合使用是VOCs治理技術(shù)必然的發(fā)展趨勢。通過對國內(nèi)主流VOCs治理技術(shù)的分析，并結(jié)合太鋼焦化廠VOCs治理實踐效果，可為同類企業(yè)VOCs的治理提供借鑒。