煤化工行業揮發性有機物治理新思路

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下降，但大氣污染物中臭氧濃度始終呈現上升趨勢，春夏季成為部分城市的首要污染物。經研究分析，造成大氣污染物臭氧升高的主要原因為揮發性有機物排放造成的，我國揮發性有機物排放兩大污染源主要集中在汽車運輸行業及化工企業，石化企業揮發性有機物（VOCs）治理已取得較大成果，但煤化工行業揮發性有機物治理工作才剛剛起步，技術可行性、經濟性、適用性存在較多問題。本文通過統籌研究分析后，提出揮發性有機物治理新思路。

關鍵詞：煤化工;VOCs排放治理技術;問題與對策

《大氣污染防治行動計劃》實施以來，全國環境空氣質量持續改善，京津冀、長三角、珠三角等重點區域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，京津冀及周邊地區遠超過國家環境空氣質量二級標準;同時，重點區域O3濃度呈現上升趨勢，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揮發性的除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反應的碳化合物。主要包括具有揮發性的非甲烷烴類（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，環境保護部、國家發展和改革委員會、國家能源局等部委《關于〈“十三五”揮發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達標排放，石油煉制、石油化工、合成樹脂等行業應嚴格按照排放標準要求，全面加強精細化管理，確保穩定達標排放。

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

1 控制技術選擇原則和方法

1.1 控制技術選擇原則

煤化工行業具有工藝復雜，生產工序多樣的特點，其排放的揮發性有機污染物涉及的物質種類、排放環節眾多，以無組織排放為主等特點，導致在實際生產過程中，各個工序有機廢氣產生的風量、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合廢氣的規模、污染物種類和濃度、企業經濟狀況等實際情況選擇適合的處理工藝，總體應該遵循以下幾個原則。

①資源回收利用：結合有機廢氣的濃度和實際成分，盡量提高廢氣收集率，優先選擇能夠對廢氣中有機物質進行回收利用的技術方案。回收的有機物可以用于生產或出售，降低治理成本。

②處理達標：項目建設應按國家相關的基本建設程序或技術改造審批程序進行，總體設計應滿足《建設項目環境保護設計規定》和《建設項目環境保護管理條例》的規定。經過治理后的廢氣排放應符合《石油煉制工業污染物排放標準》（GB31570-2015）、《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）中的相關規定，治理過程避免產生二次污染。

③效率穩定：企業應把治理設施作為生產系統的一部分進行管理，應根據待處理廢氣的參數和要求，選用適合企業實際、處理效率穩定的廢氣處理技術。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方案，減少人為操作導致處理效果不穩定的可能性。

④經濟實用：在保證穩定達到排放要求的基礎上，選擇與企業經濟承受能力相適應，建設成本和運行成本較低，經濟實用的技術工藝;建設中充分利用地形和可用場地面積，縮短廢氣管網長度，降低廢氣處理能耗，節約成本。盡量采用經濟節能型工藝設備，減少處理設施的數量。

1.2 可行控制技術選擇基本方法

首先對企業產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，對各源項產生氣量和濃度進行測量，作為處理工藝選擇的基礎資料。

其次，根據《石油煉制工業污染物排放標準》（GB31570）、《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）等石化行業污染物排放國標和地標要求，確定經過處理后有機廢氣的排放濃度，再根據測量的濃度，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，再根據企業的實際情況，從備選方案中篩選建設成本、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 煤化工行業揮發性有機物治理思路與方案

煤化工行業揮發性有機物治理方案需按照差異性統籌考慮，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 設備動靜密封點泄漏VOCs可行控制技術

可根據企業生產情況，采用減少或改變設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 有機液體儲存與調和揮發損失VOCs可行控制技術

有機液體儲存與調和揮發損失的VOCs排放主要受物料理化性質、儲罐類型、附件選型、物料周轉量、物料溫度、環境條件、表面涂層等因素影響。針對其排放特點，可通過優化罐型、優化罐體設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為負壓，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與有機液體揮發物夾雜，該氣體易形成爆炸性氣體。

罐區末端回收設施的非甲烷總烴的控制效率需大于95%。針對化工行業的特點，為保證液體儲罐區廢氣處理后達標排放，根據企業實際情況，優先選擇冷凝回收法+膜分離技術+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

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

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

2.4 工藝有組織排放VOCs可行控制技術

煤化工行業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，故該重點排放源優先考慮源頭治理方案，即在源頭降低揮發性有機物夾帶量，之后采取洗滌+膜分離等治理工藝。

2.5 其他控制技術與思路

強化基礎管理、精細管理，杜絕人為因素造成的VOCs排放，定期對全廠范圍內設備進行監測，發現問題及時組織處理。

3 結語

綜上所述，煤化工行業揮發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。揮發性有機物治理不僅需要考慮工藝的可行性、經濟性，而且要考慮治理方案和工藝的安全性。為此，煤化工行業揮發性有機物治理需統籌綜合考慮后實施。

參考文獻：

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