淺析廢氣處理技術(shù)在煉油廢氣治理中的應(yīng)用

唐雪弢

江蘇大信環(huán)境科技有限公司 江蘇宜興 214200

因煉油生產(chǎn)工藝十分特殊，所以煉油生產(chǎn)廢氣處理難、危害廣、毒性大、廢氣組成復(fù)雜、種類繁多、腐蝕性強。為了解決氣體污染問題，國內(nèi)外早已展開了對各種處理技術(shù)的研發(fā)，包括各種處理設(shè)備設(shè)施、制作使用的新材料、不斷優(yōu)化的新工藝，在實際工業(yè)化的運行中效果十分顯著。以上各種技術(shù)措施的推廣為煉油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)能擴大化和廢氣治理提供了有力的技術(shù)支持和發(fā)展空間。本文將以目前常用的各種廢氣處理技術(shù)作為參考對象，剖析這些技術(shù)的優(yōu)劣，思考這些裝置處理的適用性。

1 常見煉油企業(yè)廢氣處理辦法

1.1 高含硫污水儲罐罐頂廢氣回收

某煉油廠所用的硫污水儲罐包括裝置輕污油、罐區(qū)輕污油、罐區(qū)凝縮油、汽柴加氫精制裝置污水等。該類儲罐的頂部及儲罐罐區(qū)內(nèi)存在大量廢氣，其中主要廢氣成分為氨、硫醚、硫醇、硫化氫、鹵素等含油量大的物質(zhì)和VOCS,該組分廢氣熱值高，顆粒物大，臭氣嗅閾值低，直排或是初步處理后排放引起的污染嚴重，對周邊環(huán)境及居民影響大。該類廢氣的收集系統(tǒng)為在儲罐的頂部使用罐區(qū)微正壓密閉+低壓瓦斯系統(tǒng)回收+超重力反應(yīng)器的組合工藝。

這種工藝使用預(yù)處理除塵+焚燒+堿液洗滌吸收結(jié)合的處理辦法。利用堿洗過程去除廢氣中的氨、硫醚、硫醇、硫化氫、鹵素等物質(zhì)，防止廢氣中各種腐蝕性物質(zhì)在輸送中給管道帶來的酸性露點腐蝕，降低了后續(xù)的廢氣的處理難度。經(jīng)過脫硫工藝處理后的廢氣最終會在自身重力的作用下重新回到前段的低壓瓦斯系統(tǒng)之中，被工藝循環(huán)使用。

基于理論角度來說，這種裝置顯然不具備脫除烴類物質(zhì)的能力[1]。不過從實際運行結(jié)果（目前主要采用三方取樣檢測或是在線檢測設(shè)備）來看，堿液脫除烴類物質(zhì)有一定的效果，但是去除率有限。當(dāng)然堿洗脫除后廢氣中非甲烷烴濃度的濃度仍然相當(dāng)高（大于300mg/m3），也就是說這種工藝的去除效率并不能滿足國家在該行業(yè)需要的排放要求（小于80mg/m3，此為最新的國標排放要求）。所以堿液脫硫工序結(jié)束后，需將廢氣送入到低壓瓦斯系統(tǒng)當(dāng)中，使用加壓泵處理這些廢氣，控制去除效果。在各項數(shù)據(jù)指標滿足國家排放要求以后才準許排放。將其中部分回收的烴類當(dāng)作燃料[2]。既循環(huán)利用了廢氣中烴類的熱值，又達成了保護環(huán)境的目標。

1.2 高濃度廢氣處理

某煉油廠所用的處理工藝是氣態(tài)污染物催化燃燒法。處理系統(tǒng)、負責(zé)催化燃燒的裝置包括電氣控制系統(tǒng)、配套儀表、廢氣風(fēng)機、排氣筒、換熱加熱催化燃燒反應(yīng)單元、廢氣過濾器、引風(fēng)機、氣體均布罐、阻火器等設(shè)備。其中廢氣被廢氣風(fēng)機從封閉的氣浮池、隔油池、提升池引出[3]。該類廢氣為無組織與有組織混合氣體，利用輸送管路將其送入到阻火器，同時需對該廢氣進行爆炸極限監(jiān)控，需將LEL控制在爆炸極限下限的25%以下，此情況才能確保氣體的輸送安全，隨后氣體進入固態(tài)脫硫器，之后來到氣體均布混合器。用初效過濾器將混合氣體當(dāng)中的顆粒物去除，去除效率根據(jù)過濾器等級而定，此處可選用G4+F7+F9組合過濾器。過濾處理后將混合氣體送入到加熱換熱催化燃燒反應(yīng)單元，此時廢氣當(dāng)中的有機物在相對低溫條件下和催化劑發(fā)生反應(yīng)，最終通過氧化反應(yīng)生成了水和二氧化碳，完成氣體凈化處理要求。反應(yīng)器中的氧化反應(yīng)方程式為：CnHm+(n+m/4)O2=nCO2+(m/2)H2O+Q。這個方程式給出的反應(yīng)過程我們可以看到，廢氣當(dāng)中的烴在催化燃燒后會變成水和二氧化碳。該系統(tǒng)非甲烷烴去除率與入口烴濃度達到響應(yīng)范圍時能夠滿足排放要求。使用脫硫與總烴濃度均化系統(tǒng)控制廢氣中硫化物含量，可防止催化劑中毒，增加使用壽命。這種處理工藝能夠確保廢氣總烴濃度的均布化，防止催化燃燒裝置在廢氣濃度波動及溫度波動比較劇烈的狀態(tài)下無法穩(wěn)定運行。使用加熱換熱催化燃燒反應(yīng)單元做到了熱能回收，減少外來增加能耗。經(jīng)該工藝處理的廢氣當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)指標（以非甲烷總烴為主）能夠滿足國家排放要求。

1.3 油品油氣回收

煉油廠的汽車裝卸設(shè)備使用的是活性炭吸附+低溫柴油吸收工藝，將油氣送往噴淋吸收塔，油氣與柴油在氣液雙相的逆向接觸中，依靠低溫柴油的對烴類物質(zhì)吸附特性進行廢氣處理，能夠有效減少廢氣中烴濃度。柴油吸附后的廢氣依附在儲罐活性炭內(nèi)。隨后真空脫附技術(shù)再生吸附罐內(nèi)的活性炭。使用干式真空泵脫附油氣，并將油氣送回至塔內(nèi)，依靠吸收塔吸收高濃度烴蒸汽。回收的母液最后回到罐區(qū)，降低排放濃度。

該工藝依靠低溫柴油氣液交換去除廢氣中非甲烷總烴。使用活性炭吸附油氣，減少總烴含量。這種工藝的去除率達60%，并不能滿足95%的要求，雖然做到廢氣的處理，但對于達標排放存在難度。

2 問題

方法一為高含硫廢氣罐頂氣處理工藝技術(shù)。不過廢氣中的氮氣如果進入到低壓瓦斯系統(tǒng)內(nèi)部，會引起燃料燃燒效率降低。此外廢氣氧含量需嚴格控制，可燃氣體濃度不控制在爆炸下限以下，同樣會成為該工藝穩(wěn)定運行的重大隱患。

方法二高濃度廢氣處理工藝所用的方法能夠保障排放數(shù)據(jù)滿足國家要求。不過有機廢氣的濃度控制需要達到爆炸下限25%的局限性比較突出。

方法三即裝卸設(shè)施油氣回收處理工藝有著較高的安全系數(shù)。不過在烴類物質(zhì)回收效率中局限性比較顯著。無法滿足排放指標規(guī)定。

3 結(jié)語

當(dāng)前所用廢氣處理技術(shù)有很多，不同技術(shù)在設(shè)備初始投入、運行耗能、達標排放、處理效果上的優(yōu)勢是不同的。吸附法成本低、投入小，但是達標難度大，最終吸附載體存在污染轉(zhuǎn)移。熱力燃燒、低溫催化氧化等技術(shù)，處理效果穩(wěn)定、工業(yè)實用性強、不受外界因素影響，但設(shè)備的運行安全隱患相對較高且初期投入較高，經(jīng)濟效益較差。