焦化系统VOCs点位收集方式.pdf

当代化工研究 丄U Chenmical Intermediate 工艺与设备工艺与设备 2 0 1 9 01 篇化系统VOCs点位收集方式 * 靳大鹏1邹炎2邢宇1张飞1方帅1段慧1* 靳大鹏1邹炎2邢宇1张飞1方帅1段慧1 1.山 西 清 环 能 创 环 境 科 技 有 限 公 司 山 西 030006 2.北 京 诺 曼 斯 佰 环 保 科 技 有 限 公 司 北 京 102299 搞 要 焦化行业VOCs的控制和治理日益被人们所关注，现阶段各焦化厂均开始配备VOCs治理设备，但在治理过程中，收集常常被忽略， 导致气体收集方式方法不对，气量选择不合适，达不到治理要求。本文简要介绍了焦化系统TOCs的排放方式和污染点位，并对不同点位气 体收集进行了描述分析，为焦化行业VOCs的治理提供了一定的收集依据， 关 键 词VOCs; 收集；挥发性有机物；焦化 中中图 分 类 吾 T 文 献 标 识 码 A VOCs Points Collection Mode of Coking System Jin Dapeng1 , Zou Yan2 , Xing Yu1 , Zhang Fei1 , Fang Shuai1 , Duan Hui1Jin Dapeng1 , Zou Yan2 , Xing Yu1 , Zhang Fei1 , Fang Shuai1 , Duan Hui1 1.Shanxi Clean Enviromnent Energy-creating Environment Technology CO. , LTD. , Shanxi, 0300061.Shanxi Clean Enviromnent Energy-creating Environment Technology CO. , LTD. , Shanxi, 030006 2.Beijing Nonnansbury Environmental Protection Technology CO. , LTD. , Beijing, 1022992.Beijing Nonnansbury Environmental Protection Technology CO. , LTD. , Beijing, 102299 Abstract-. The control and treatment of VOCs in coking industry are increasingly concerned by people. At present, all coking plants are equipped with VOCs treatment equipment. However, in the treatment process, collection is often ignored, resulting in incorrect s of gas collection, inappropriate gas selection and can *t meet the treatment requirements. This paper briefly introduces the emission mode and pollution points of VOCs in coking system, and describes and analyzes the gas collection at different points, which provides a certain basis for the treatment of VOCs in coking industry. Key wordsi VOCs； collection； volatile organic compounds coking 1. 引言1. 引言 随着经济的不断发展以及各个行业的竞争愈演愈烈，部 分企业在发展的过程中为了追求利益的最大化，往往忽视了 环境的重要性，特别是化工厂产生的具有挥发性的有机污染 物 （VOCs , 对于空气的质量有些消极的影响。焦化企业化 产污染源具有点位多、污染物浓度高、污染传播范围广等特 点。焦化企业的VOCs治理中，治理方法多种多样，比如回 收技术、氧化技术、生物处理技术等。但都需通过收集手段 完成气体的集中处理，如何将各点位的污染物按照安全的规 范进行收集和控制是治理焦化企业污染物的重点，所以有效 的收集是治理的关键之一。 2. 焦化2. 焦化VOCs排放分类排放分类 ⑴焦化VOCs排放点位分类⑴焦化VOCs排放点位分类 焦化行业内VOCs排放点位和物料的转移及存放紧密相 连，在物料的转运中，将会导致存放罐体内液位的波动和存 放物的暴露，在此过程中VOCs气体将从密闭状态变为开放状 态进行扩散。其主要点位为呼吸阀、人孔、观察孔、排料 孔、机械动力结构缝隙、污染物的暴露存放、污染物的转运 时的外露、系统正压的外泄、原料和产物中在存放过程中的 挥发等。 ⑵m化vocs排放方式分类⑵m化vocs排放方式分类 VOCs气体的排放通过排放方式分类可分为挥发排放、蒸 发排放、液位波动排放、气体夹带排放。挥发排放是VOCs气 体在冷态下自然挥发，通过逸散点进行扩散的排放方式，其 特点是气量小，温度低。蒸发排放是为保证设备内储藏物的 流动性或储藏物自身为热液而产生的VOCs的排放，其特点是 气量较大，温度高。液位波动排放是设备或罐体在料位波动 过程中，由于料位的上升使内部气体主动排出的排放方式， 其特点是气量大，排放和吸气循环出现。气体夹带排放是蒸 汽或者空气在加热、输送、吹扫的过程中夹带污染物的排放 方式。以上4种排放方式并非单一的出现，一般为1到2种并 存，例如，焦油储罐自身储存热焦油，有蒸发排放的特点， 在焦油输送过程中，有液位波动的特点。 ⑶篇化系统化产VOGs活染点位⑶篇化系统化产VOGs活染点位 焦化企业的化产工段，分为冷鼓工段、脱硫工段、硫氨 工段、粗苯工段，在不同的工段内其特征污染物有所不同、 排口形式不同。废气来源粗苯工段的废气主要来自于栗在 打料和进料过程中的气体逸散以及储罐内原料的表面挥发。 包括粗苯贮槽、贫油槽、洗油槽、地下槽和粗苯计量槽等区 域。冷鼓工段的废气主要指氨气、硫化氢和少量的VOCs。主 要 来 自 焦 油 槽 、氨水槽、焦油中间槽、焦油船、地下水封 槽、焦油渣出口。脱硫工段的废气主要是氨气、硫化氢和少 量的VOCs。来自于母液槽、再生槽和破泡沫槽等区域。污水 调节池工段的废气主要是苯系物有机挥发物，重点对苯系物 进行处理。其排放点的对比见表1。 3■主要焦化3■主要焦化VOCs收集方式收集方式 焦化行业中主要的VOCs收集方式分为三类，分别是就地 控制、直接抽取、配风收集三类。 ⑴就地控制⑴就地控制 在焦化化产运行中，许多点位并不需要进行收集，其 VOCs排放为现场设备的跑冒滴漏。如机械化焦油澄清槽顶 部检修孔和观察孔，在长时间的使用中出现变形的问题，导 致槽内污染物从观察孔逸散气体，该点位直接更换盖板，加 强接口密封即可。就地控制方法有LDAR体 系 （ 泄露检测与修 2 0 1 9 01 工艺与设备工艺与设备 当代化工研究 Chenmical Intermediate 丄 J , 工段污染点位污染物产生主要原因污染物排放特点废气浓度废气温度 冷鼓 工段 焦油贮槽、焦油中间槽 为保证焦油的正常转运、在储槽中通入蒸汽，保 证焦油的流动。 焦油、硫 化氢、水 蒸气、氨 气、萘、 苯系物等 有机、无 机混合物 常年连续开机，系 统稳定运行，排气 连续、稳定，需 要对尾气进行连续 处理 根据经验， 冷鼓工段废 气浓度较 低。具体浓 度 才 民 据 专 业 机构检测结 果为准 小于80*C 氨水槽、地下水封槽由于液位的浮动，罐体呼吸排气 焦油船 为保证焦油和氛7 JC的分离，焦油船内通入蒸汽、 高温导致污染物的挥发，由于机头链条传动的外 露，导致设备内的焦油气扩散 焦油法出口焦油船排出的焦油渣的无组织扩散 装车点装车过程排放的机油气采用蒸气平衡系统。 脱硫 工段 母液槽母液高温 脱硫工段 的废气主 要是氨 -li、硫化 氢和少量 的 VOCs 脱硫工段的生产状 况属常年连续开 机，系统稳定运 行，系统排气属连 续、稳定状态，需 要对尾气进行连续 处理。 脱硫工段 VOCs含量较 低、但其氨 含量较高， 在指标中作 为检测项和 治理项目 常温 氨水槽、事故槽由于液位的浮动，罐体呼吸排气 熔硫釜母液高温、出料无组织挥发排放 再生槽压缩空气还原脱减剂 粗苯 工段 贫油槽热料挥发 粗苯 粗苯罐区气体具有 流量小，浓度高的 特点，气量变化较 大。 粗苯罐区 VOCs农度含 量高，在粗 苯再生器放 渣时达到最 南。 常温 粗苯贮槽、洗油槽、 富油槽、地下槽、粗 苯计量槽 冷料液面浮动、粗苯罐区原料直接挥发，苯的沸 点为80. It ,是轻液，极易挥发 再生器放渣口再生器排出的苯渣的无组织扩散 装车点装车过程排放的机油气采用蒸气平衡系统。 水处 理工 段 曝气池 曝气过程加快了液相的均混，加快了曝气池的气 体挥发苯系物、 硫化氢、 氨 水处理工段气体曝 气段气量大，在非 曝气段气量小。 水处理工段 气体曝气段 浓度低，在 非曝气段气 量小。 常温 非曝气池池面的蒸发 表1 焦化系统化产VOCs污染点位对比表 复）和升级版LDRC体 系 （ 泄露-检测-修复-管控），其针对 焦化企业的排放点源的跑冒滴漏现象可有效控制。 ⑵直接抽取 直接抽取的方式，从罐体、槽提、空间进行直接抽气收 集。其代表方案为压力平衡技术，利用管道将煤气净化单元 各贮槽及相关设备的放散口与煤气管道连接在一起，通过充 入氮气的方式调节系统压力，保证整个系统处于-150〜-50 Pa压力范围，各放散口放散气引入煤气鼓风机前的煤气管道 内，避免放散气外排。该方案存在一定的弊端，从系统寿命 方面，系统内的气体中含有大量的萘、蒸汽、氨水等物质， 在冷凝过程中对管道和风机都有负面的影响；在操作方面， 系统通入氮气保护且需要保证负压，该效果需要较多的调 节，若降低调节量，需加入大量的电控点位保证系统的负压 状态和氮气保护的效果；从安全方面，在以往的设计过程中 遇到多家企业已经将罐体连接引入风机前，但均未开启，该 方案关键安全隐患在于厂内停电后，无主动力推动下有罐区 回火风险，系统内气体在各罐体内相互窜流，失去各自罐体 的单独性，若出现起火现象，会造成大范围的火势失控。且 国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的 通知安监总管三〔 2014〕68号文件中明确表明“ 立即暂停 使用多个化学品储罐尾气联通回收系统，经安全论证合格后 方可投用。”在安监检查中，已有多个企业被处罚。 直接抽取的方法可用于装车点油气的回收，其治理效果 显著。装车过程中，车辆罐体和输出罐体联为一个系统，车 辆罐体内液位上升油气排出回到输出罐体、输出罐体液位下 降自动吸气将车辆罐体排出油气收集。 ⑶配风收集 配风收集，对各排口溢散点不直接对口，其配有放散， 在排口呼出气体时，气体被收集，排口吸入气体时，可从放 散口吸入气体。该方式在系统设计中不进行强抽，使用微负 压设计保证系统内的负压，在罐体呼出气体时系统将呼出气 体进行捕获，在罐体吸气时，负压结构不会造成罐体的吸气 的阻碍，该措施可防止罐体直连导致的通气不畅或罐体突然 受冷造成的罐体瘪裂现象的出现。该方式收集气体，对罐体 槽提有较好的控制效果，且不影响系统的原始运行状况，可 操作性强，避免了直接抽取收集时弊端。其主要可应用在， 罐体、槽体的呼吸口和间歇性开启的排口。 大空间的气体收集，主要依靠空间内的多点位收集换 气完成，在其控制中排放点要单独控制，从源头将污染物收 集，避免造成大空间的气体污染。 4.总结 焦化VOCs的收集方式要针对不同点源采取不同的收集方 式，对跑冒滴漏的控制使用就地收集的方式方法，对装车点 等可与外界组成压力平衡的系统可使用压力平衡技术，罐体 槽体的收集易采用配风收集的方式进行。 【 基金项目】 山西省科技重大专项“ 煤化工行业有毒恶臭气体污染控制新 技术研发与工程示范” （ MH2015-07 【 作者简介】 靳大鹏（ 1981-,男，山西清环能创环境科技有限公司；研 究方向环境保护大气治理，