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煤制氣如何選擇VOCs治理技術(shù)

發(fā)布時間:2020/10/15 9:59:00 發(fā)布人:北京中恒安 瀏覽量:1410

揮發(fā)性有機物VOCs)的危害,環(huán)保部印發(fā)的《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》對VOCs的排放作出了嚴格控制。煤化工行業(yè)是VOCs排放大戶。筆者以煤制氣行業(yè)為例,介紹一下相關(guān)的VOCs治理措施。


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目前煤制天然氣多采用固定床碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗酸性氣凈化、甲烷合成生成天然氣工藝。根據(jù)工藝流程特點,VOCs主要排放點有4處,分別為低溫甲醇洗酸性氣凈化后排放尾氣、煤氣水常壓儲罐呼吸廢氣、污水處理裝置散發(fā)的惡臭氣體和油罐區(qū)儲罐呼吸廢氣。

低溫甲醇洗排放的廢氣VOCs濃度大約7000毫克/立方米。由于選用的氣化工藝多為魯奇爐固定床氣化工藝,VOCs不是單一組分,而是含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、甲醇等物質(zhì),很難回收。如果想達到能再利用的純度,在經(jīng)濟上幾乎無法承受。因此只能采用破壞方法,即將VOCs轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)后再排入大氣。

由于廢氣流量大、濃度低,不易采用直接燃燒法。蓄熱式熱氧化爐和蓄熱式催化氧化燃燒爐的投資費用大致相當。由于蓄熱式催化氧化燃燒爐的燃燒溫度要低于蓄熱式熱氧化爐,實際操作中蓄熱式催化氧化燃燒爐操作費用要省。但由于此股廢氣中含有相當質(zhì)量的硫,會導(dǎo)致催化劑中毒失活而不能再生,因此選用蓄熱式熱氧化爐較宜。通過蓄熱式氧化,有機廢氣去除率可以達到98%以上,滿足了環(huán)保要求,且熱效率能達到95%以上,高熱回收率使補充燃料的使用量顯著減少,從而節(jié)約運行費用。

蓄熱式熱氧化爐目前常用的是閥門切換式,一般由氧化室、多個蓄熱室組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。因此操作彈性較大,能在較大范圍內(nèi)適應(yīng)廢氣流量和濃度的波動。

應(yīng)注意的是,選用燃燒處理技術(shù),燃燒反應(yīng)后排出的一氧化硫可能會導(dǎo)致硫超標,廢氣燃燒過程可能會伴隨有氮氧化物的生成造成二次污染。為避免此種情況發(fā)生,可以考慮結(jié)合廢氣處理技術(shù)。在氣體進燃燒裝置之前,先用吸附或者是吸收法對廢氣進行預(yù)處理,可采用“吸附濃縮+燃燒”工藝或“堿洗吸收+燃燒”工藝。

煤氣水儲罐呼吸廢氣主要是儲罐呼吸閥排出的無組織廢氣,以硫化氫和氨為主,VOCs濃度大約為900毫克/立方米。由于受到環(huán)境溫度等影響,流量和濃度波動較大。此股氣體不具回收價值,可以考慮采用蓄熱式熱氧化爐直接燃燒處理。在滿足壓降的前提下,可以將此股氣體通過管道輸送到蓄熱式熱氧化爐進行處理,節(jié)省設(shè)備的投資。

污水處理裝置廢氣包含兩類。一類廢氣是預(yù)處理單元的調(diào)節(jié)池、勻質(zhì)罐、隔油池、酸化水解池等裝置的散發(fā)氣體,氣量和濃度波動范圍較大,VOCs含量較高;另一類是曝氣池、污泥脫水間的氣體,惡臭氣味明顯,主要以硫化物、揮發(fā)酚類物質(zhì)為主。兩類氣體的組分有差別,但都處于污水生化處理裝置區(qū)。可以依托生化處理既有裝置,選擇生物降解法,通過微生物將廢氣中所含有的有機物降解為二氧化碳和水,并有效除去硫、氮等無機組分。

油罐區(qū)儲罐排放氣主要是儲罐的呼吸閥排出氣以及裝車過程中產(chǎn)生的有機廢氣。罐頂呼吸廢氣分別經(jīng)過水封槽后可以通過管道聯(lián)通與裝車廢氣合并在一起集中處理。由于此股排放氣含有有機溶劑,回收利用價值較高,且儲罐儲存石腦油、焦油等物質(zhì),排出的廢氣與石化行業(yè)相似,可以考慮用石化行業(yè)比較成熟的油氣回收技術(shù),例如“冷凝+膜技術(shù)+吸附”“吸附+吸收”等回收方法的組合工藝。一方面可以減少有機廢氣的排放,降低對環(huán)境的影響,另一方面可以回收有機廢氣中的油組分,提高經(jīng)濟性。

總之,對VOCs應(yīng)遵循源頭、過程控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則。采用氣體泄漏與檢測技術(shù)對無組織排放源進行定性、定量檢測,改進生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備,從源頭減少VOCs泄漏。末端治理方面采取高效的有機廢氣回收處理技術(shù),滿足環(huán)境質(zhì)量要求。

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