成功應(yīng)用新技術(shù)進(jìn)行苯儲罐VOCs治理工作

王健

（中海石油中捷石化有限公司，河北滄州061101）

0 引言

中海石油中捷實話有限公司206 化工輕油、苯罐區(qū)設(shè)有2臺苯罐（206-T-03、206-T-04）。苯來自芳構(gòu)化苯抽提裝置，產(chǎn)量為4.03萬噸/年。苯罐為1000m3的內(nèi)浮頂儲罐。苯的出廠方式為公路運輸，由設(shè)在罐區(qū)內(nèi)的苯泵直接送往裝車臺。

按照大氣污染物排放工作要求需要將現(xiàn)有2 座苯儲罐配套VOCs 治理設(shè)施，經(jīng)過前期與供應(yīng)商技術(shù)交流、考察、技術(shù)比選，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的油氣回收技術(shù)已經(jīng)很難達(dá)到最新排放要求，而催化氧化技術(shù)（CO）工藝較復(fù)雜，且安全隱患較大，所以此次苯罐VOCs 治理選擇了超低排放燃燒技術(shù)（CEB），保證排放顆粒物≯20、二氧化硫≯50、氮氧化物≯50 、苯≯4、非甲烷總烴≯100（數(shù)值單位為mg/m3）。

超低排放焚燒技術(shù)（Certified ultra-low Emission Burner CEB）使用金屬纖維無煙無火焰焚燒器，該焚燒技術(shù)可燃物處理效率可達(dá)到99.99%，可燃物濃度適應(yīng)性強(qiáng)，主要部件有：廢氣入口，輔助氣體入口，變頻助燃風(fēng)機(jī)，廢氣噴射器，擴(kuò)散器，預(yù)混室，Bekinit焚燒器，封閉排氣筒。

超低排放焚燒器（CEB）部件圖

1 低排放燃燒技術(shù)（CEB）與催化氧化技術(shù)（CO）的對比如下

序號1 2 3項目原理基本工藝系統(tǒng)復(fù)雜度催化氧化法（CO）利用催化劑在較低溫度下燃燒氧化預(yù)熱到起燃溫度后在催化劑表面無焰燃燒較復(fù)雜，大部分需要配預(yù)處理超低排放燃燒法（CEB）在高溫下利用特殊燃燒頭表面預(yù)混燃燒不需預(yù)熱，直接在特殊燃燒器上進(jìn)行表面預(yù)混燃燒簡單

4 5 6 7 8 9 1 0運行特點℃℃裝機(jī)與運行功率運行能耗適用性燃燒頭設(shè)計及工藝特殊要求可保證安全性起燃溫度在200～400 ，燃燒溫度在300～500雖然有換熱器預(yù)熱回收，低濃度時仍需要開電加熱器補(bǔ)充熱量，電耗較高。相比CEB不需要配置助燃?xì)怆姾妮^高，無燃?xì)庀倪m用于處理中低濃度且濃度較穩(wěn)定的廢氣，稀釋后風(fēng)量不宜過大。需保證進(jìn)氣濃度低于爆炸下限的25%，濃度不宜有較大波動。濃度較高及波動較大時風(fēng)險較高，有爆炸風(fēng)險。95～98%和進(jìn)氣濃度及催化劑用量有關(guān)，一般可達(dá)到60mg/Nm3或更低廢氣升壓后與空氣混合后在燃燒頭上進(jìn)行表面燃燒裝機(jī)功率較低，主要電耗為廢氣增壓風(fēng)機(jī)和配風(fēng)風(fēng)機(jī)。需要配助燃?xì)?，沒有熱量回收。電耗較低，濃度低時需要助燃?xì)饣旧喜皇芸扇冀M分的濃度影響，處理對象選擇性廣。安全性處理效率排放指標(biāo)99.9%可達(dá)到10mg/Nm3甚至更低

2 超低排放焚燒（CEB）技術(shù)特點

（1）預(yù)混燃燒。

（2）表面燃燒：燃燒器表面分布有數(shù)以百萬計小火焰燃燒，火焰完全覆蓋燃燒器表面。

（3）短火焰封閉煙囪式燃燒，無可見火焰和煙氣。

（4）鐵鉻合金網(wǎng)狀針織結(jié)構(gòu)，混合氣體均勻分布在燃燒器纖維網(wǎng)格中，燃燒器相對廢氣具有較大的表面積，輻射熱量很容易被混合氣帶走，燃燒器本身溫度不高。

（5）揮發(fā)性有機(jī)物去處理率可以達(dá)到99.99%，超低VOCs排放指標(biāo)；

（6）高溫短火焰瞬時燃燒，燃燒時間短，氮氧化物產(chǎn)生量極少，CO ≤10 ppmv（3%氧氣），NOx≤15ppmv（3%氧氣）；

（7）對油氣濃度適應(yīng)性強(qiáng)，高低濃度爆炸性氣體均可直接焚燒，達(dá)標(biāo)排放；

3 超低排放焚燒（CEB）安全設(shè)施

（1）油氣管線設(shè)置自動切斷閥，手動切斷閥和壓力開關(guān)；發(fā)生緊急情況時，可以直接切斷油氣，防止安全事故的發(fā)生。

（2）超低排放焚燒（CEB）入口設(shè)置阻爆器，可以避免意外危險擴(kuò)散。在超低排放焚燒（CEB）中，阻爆器主要起阻隔火焰的作用，一旦發(fā)生回火，該阻爆器可以起到保障前端設(shè)施的安全，阻止風(fēng)險的進(jìn)一步擴(kuò)散。

（3）超低排放焚燒（CEB）設(shè)備出口處始終保持較高的出口速度，出口速度總是大于火焰速度。廢氣風(fēng)機(jī)設(shè)計選型時，考慮運行時的最小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，確保不會出現(xiàn)回火現(xiàn)象。

（4）燃燒器金屬纖維針織結(jié)構(gòu)，孔徑很小，具有器壁效應(yīng)等防回火功能，燃燒頭本身相當(dāng)于阻火器。

（5）燃燒器前廢氣與空氣混合，混合氣不經(jīng)預(yù)熱，溫度接近環(huán)境溫度。混合氣溫度實時監(jiān)測和安全聯(lián)鎖，超過設(shè)定值即安全聯(lián)鎖。

4 流程說明

來自苯儲罐的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)輸送，進(jìn)入CEB 焚燒設(shè)備處理，最終達(dá)標(biāo)排放。工作過程為儲罐達(dá)到1.1KPa后，開啟自立式調(diào)節(jié)閥釋放苯油氣到回流總管，通過VOC 治理設(shè)施變頻風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)到低溫催化燃燒器，進(jìn)行氧化燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水。當(dāng)VOC 治理設(shè)施風(fēng)機(jī)監(jiān)測到總管里的壓力信號達(dá)0.8KPa 后即關(guān)閉風(fēng)機(jī)，設(shè)置安全處置后，暫停運行。

4.1 風(fēng)機(jī)輸送單元

系統(tǒng)提供動力，使廢氣進(jìn)入CEB 焚燒裝置前，達(dá)到CEB 入口壓力要求值。

4.2 焚燒單元

經(jīng)過風(fēng)機(jī)撬塊后，廢氣進(jìn)入超低排放焚燒（CEB）設(shè)備焚燒處理，尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排放。焚燒空氣是由變頻風(fēng)扇輸送過來的。廢氣在預(yù)混室內(nèi)混合后通過廢氣噴射器進(jìn)入CEB。同時設(shè)有燃?xì)怏w進(jìn)入焚燒系統(tǒng)，目的是讓廢氣湍流進(jìn)行充分混合。

5 油氣回收系統(tǒng)操作

油氣回收系統(tǒng)的自動模式在DCS上實現(xiàn)，DCS跟油氣回收設(shè)備之間通過通訊來實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取、通過硬接線來實現(xiàn)啟停信號的發(fā)送。

在DCS 上點擊“啟動”按鈕，CEB 撬塊會啟動，CEB 運行正常后會啟動風(fēng)機(jī)撬塊。

在DCS 上點擊“停止”按鈕，風(fēng)機(jī)撬塊停止，風(fēng)機(jī)撬塊停止后CEB撬塊停止。

在DCS 上點擊“急?！卑粹o，風(fēng)機(jī)撬塊急停，風(fēng)機(jī)撬塊急停后CEB撬塊急停。

6 結(jié)語

本次苯儲罐VOCs治理設(shè)施設(shè)計處理能力：100Nm3/h；最大150Nm3/h。2019年12月22日完成現(xiàn)場安裝，并點火試車成功，徹底解決苯罐廢氣現(xiàn)場排放問題，改善了環(huán)境，達(dá)到了石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案要求，提升了公司形象。就此我公司也成為了中海油煉化板塊首個采用超低排放焚燒技術(shù)（CEB）的煉化企業(yè)，開創(chuàng)了VOCs治理新技術(shù)應(yīng)用的先河，為今后儲罐VOCs治理工作提供有力的技術(shù)支持和重要參考價值。