揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣的危害與治理初探

周建華

（362323198110175452，福建 漳州 363000）

1 揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣的危害

揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣對于人體的危害是多方面的，對于不同行業(yè)的有機(jī)化合物廢氣的毒性和對人體的傷害也是不同的。其中工業(yè)廢氣中常見的揮發(fā)性有機(jī)化合物對于人體的危害具體可分為以下幾種：

第一：苯。苯類有機(jī)化合物可以損害人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成系統(tǒng)障礙，尤其是當(dāng)苯蒸氣濃度過高時，會直接引起致死性的人體急性中毒。

第二：多環(huán)芳烴。多環(huán)芳烴有機(jī)化合物具有強(qiáng)烈的致癌性，苯酸類有機(jī)化合物可以使細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變形或者凝固，導(dǎo)致人體全身中毒。

第三：有機(jī)物硝基苯。其主要是影響神經(jīng)系統(tǒng)、血相和肝以及脾器官。如果皮膚大面積吸收可以致人死亡。

第四：有機(jī)氮化合物可以致癌；有機(jī)磷化合物可以降低人體血液中的膽堿脂酶的活性，促使人體神經(jīng)發(fā)生喜用功能性障礙。

第五：有機(jī)硫化合物。人體發(fā)生不適的狀態(tài)都是由于其中的低濃度硫醇，其濃度較高的情況下可以致人死亡。

2 案例背景

某石油化工公司污水處理廠，其對VOC 治理項(xiàng)目的確定范圍是11 臺污水罐以及含油污水提升池、浮渣收集池和氣浮池，其中這些項(xiàng)目主要是由業(yè)主負(fù)責(zé)。對于該污水處理廠的技術(shù)指標(biāo)為：VOC 治理裝置規(guī)模總氣量1500Nm3/h，設(shè)計(jì)負(fù)荷為30%-130%，采用引風(fēng)機(jī)+堿洗設(shè)施+催化氧化工藝。考慮到污水池廢氣非甲烷總烴約20g/m3，VOCs 體積濃度約0.75%，約爆炸下限的50%，同時廢氣中含有少量硫化氫，為保證尾氣排放達(dá)標(biāo)及防止催化劑硫中毒，設(shè)計(jì)堿洗塔+催化氧化集成工藝處理廢氣。

3 堿洗+催化氧化法治理揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣

首先利用酸堿中和反應(yīng)來去除廢氣中的酸性含硫成分，循環(huán)吸收，并且等堿液飽和之后將其與廢堿液一同排放至業(yè)主污水系統(tǒng)，然后利用催化劑進(jìn)行催化氧化方法。催化劑可以使碳?xì)浠衔镌诘蜏貤l件下氧化分解成二氧化碳和水，進(jìn)而生成無害有機(jī)化合物。

在堿洗脫硫后的廢氣送到催化氧化裝置時，其要求進(jìn)入該裝置的廢氣中有機(jī)物的濃度爆炸下限為百分之25，如果其濃度高于下限濃度，應(yīng)當(dāng)用過相關(guān)的處理工藝來降低其爆炸下限，達(dá)到百分之25 之后才能夠進(jìn)行催化氧化操作。具體的操作為將廢氣與空氣相互混合，經(jīng)過尾氣換熱器預(yù)熱之后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器，然后進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，然后經(jīng)過尾氣換熱器回收余熱后，最終將凈化氣通過排氣筒排入大氣，保證廢氣的有效去除。去除率基本上可達(dá)到99.9%以上，出氣達(dá)到《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571-2015）廢氣處理有機(jī)廢氣收集處理裝置中非甲烷總烴小于120mg/m3。出氣氣體各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)，非甲烷總烴基本在20 mg/m3以下，大大減少了環(huán)境污染（如圖1）。

圖1 催化氧化工藝流程

管道收集采用說明如下：

①含油污水調(diào)節(jié)除油罐59-T-1001A/B 公稱容積為5000m3，原有3 臺DN250呼吸閥，根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求，設(shè)置兩臺DN250 帶阻火器呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次需更新2 臺DN250 帶阻火器呼吸閥，另一個呼吸閥口改造成廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口），同時罐頂上需增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖。

②含油污水調(diào)節(jié)除油罐59-T-2001A/B 公稱容積3500m3，原有3 臺DN250 呼吸閥，根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求，設(shè)置兩臺DN250 帶阻火器呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次需更新2 臺DN250 帶阻火器呼吸閥，另一個呼吸閥口改造成廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口），同時罐頂上需增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖。

③BTX 廢水調(diào)節(jié)罐59-T-7001 罐公稱容積1000m3，原有2 臺DN250 呼吸閥，根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求，設(shè)置1 臺DN250呼吸閥即可。

由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN250 呼吸閥，另一呼吸閥口作為廢氣收集口（原廢氣線接自單呼閥出口）。同時罐頂上需增設(shè)增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖。

④生產(chǎn)事故罐59-T-3001 罐公稱容積5000m3，原有1 臺DN250 呼吸閥，根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求，應(yīng)設(shè)置兩臺DN250帶阻火器呼吸閥。

本次新增一臺DN250 帶阻火器呼吸閥，由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次另需更新1 臺DN250 呼吸閥，共計(jì)2 臺DN250 呼吸閥。同時罐頂上需增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖，廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。罐壁上方的原有溢流口現(xiàn)場用法蘭蓋封閉。

⑤污油脫水罐59-T-4001A/B/C 公稱容積200m3，有一臺DN100 呼吸閥，符合《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求。

由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN100 呼吸閥。

污油脫水罐頂揮發(fā)油氣濃度較高，根據(jù)《中國石化煉發(fā)函〔2016〕127 號》文要求，應(yīng)加氮封及緊急泄放人孔。本次在罐頂新增一個DN50 氮?dú)馊肟诩耙慌_DN600 緊急泄放人孔，同時罐頂上需增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖。廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。罐壁上方的原有溢流口現(xiàn)場用法蘭蓋封閉。

⑥浮渣濃縮罐59-T-4002A/B 公稱容積100m3，有一臺DN100 呼吸閥，符合《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/G3007-2014）要求。

⑦污水處理場的自產(chǎn)含油污水提升池與浮渣收集池原設(shè)計(jì)為加蓋的水池，未對廢氣進(jìn)行收集處理，造成揮發(fā)性有機(jī)氣體無組織排放。自產(chǎn)含油污水提升池現(xiàn)有一個DN200 通氣孔，可改造作為廢氣收集管并增設(shè)呼吸閥；浮渣收集池現(xiàn)有二個DN200 通氣孔，一個可改造作為廢氣收集管，另外一個改造為呼吸閥口。此兩池目前均有敞開口，未封閉。業(yè)主可根據(jù)現(xiàn)場開口情況，使用混凝土進(jìn)行封閉。

由于原有呼吸閥設(shè)定壓力范圍值過小，本次需更新1 臺DN100 呼吸閥。同時罐頂上需增設(shè)一臺就地壓力表，以及一臺壓力變送器，壓力信號與廢氣收集管上的氣動開關(guān)閥聯(lián)鎖。廢氣收集線改自原有廢氣排放口接出，不新增開口。

因催化氧化工藝增加了氣體的溫度，同時廢氣中污染物濃度過高時催化氧化還會鍶、釋放出大量的熱量，造成廢氣溫度更高，如控制不好會影響催化劑的使用壽命，甚至發(fā)生安全事故，為了更好的保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，針對此系統(tǒng)采用了如下安全保證措施：

管道收集總管增加爆炸下限LEL 在線分析儀，盡可能地控制廢氣的濃度低于爆炸下限的25%，同時設(shè)置在線濃度檢測儀，檢測可烯氣體濃度；如出現(xiàn)濃度超出爆炸下限的25%時，自動控制打開稀釋空氣閥門，補(bǔ)充空氣量，降低廢氣的濃度。

每個罐體與管道收集的部位增設(shè)各增設(shè)一臺防爆轟型阻火器，系統(tǒng)工作壓力基本上保持在3～5KPa 的壓力下正常工作，在壓力突然達(dá)到50KPa 時，系統(tǒng)會自動停止工作，同時廢氣進(jìn)行緊急排空處理。如壓力持續(xù)升高，達(dá)到150KPa。系統(tǒng)還設(shè)置了帶報(bào)警裝置的防爆膜片，如壓力持續(xù)升高，達(dá)到150KPa 時，防爆膜片自動爆開，并發(fā)出報(bào)警，可有效的保護(hù)本裝置和周圍的設(shè)備，同時對人員不造成傷害。系統(tǒng)所有采用的電氣儀表設(shè)備全部采用防爆型的，防爆型ExdIIBT4。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國對于廢氣處理的不斷深入研究，以及一些新的技術(shù)不斷的出現(xiàn)，對于傳統(tǒng)處理揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣的處理方法進(jìn)行了一次大的改變，解決了傳統(tǒng)處理技術(shù)的弊端和難點(diǎn)，運(yùn)用新型技術(shù)不但可以有效的處理現(xiàn)實(shí)中的大量廢氣污染，還因?yàn)槠溥\(yùn)行費(fèi)用較低的特點(diǎn)來提升了的廠家的經(jīng)濟(jì)效益，為我國的環(huán)保事業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。