化學工業VOCs排放處理

徐夢

摘要：為強化揮發性有機物排放治理工作，嚴格控制無組織排放標準，切實減少VOCs排放，推進化學工業揮發性有機物無組織排放轉化為有組織排放，保護環境、維護人體健康;在本文中主要描述化學工業尾氣處理方法和相關要求。

關鍵詞：無組織排放;有組織排放;VOCs

1、目標

隨著現代化學工業迅速發展，國家對環境污染越來越重視，國家陸續出臺相關環保政策，落實企業揮發性有機物排放治理工作，嚴格控制尾氣排放標準，切實減少VOCs排放，推進化學工業揮發性有機物無組織排放轉化為有組織排放，保護環境，維護人體健康。

2、基本概念

1）化學工業：化學工業包括精煉石油產品制造（251）、化學原料制造（261）、農藥制造（263）、涂料、油墨、顏料及類似產品制造（264）、合成材料制造（265）、日用化學產品制造（268）、醫藥制造業（27）、化學纖維制造業（28）等行業。

2）揮發性有機物：本文中的揮發性有機物是泛指沸點低，密度比空氣小，受熱易分解的有機物總稱。

3）有機物就地排放：指揮發性有機物不經過排氣筒直接無規則就地排放。

3、化學工業VOCs來源

3.1原料儲存和運輸環節

1）與物料性質不匹配的儲罐類型;2）儲庫、料倉未完全密閉;3）涉及VOCs 物料轉移和輸送過程未密閉;4）物料裝載不符合操作規程等。

3.2生產環節

1）泵、壓縮機、閥門、開口閥或開口管線、氣體/ 蒸氣泄壓設備、取樣連接系統。2）生產環節廢氣未全部收集。（VOCs 物料的投加和卸放、化學反應、萃取/ 提取、蒸餾/精餾、結晶、離心、過濾、干燥、配料、混合、攪拌、包裝、移動缸及設備零件清洗、研磨、造粒、切片、壓塊、分離精制后VOCs 母液收集、真空排氣、循環槽（罐）、焦化生產冷鼓、庫區焦油各類儲槽及苯儲槽等環節）。3）廢水儲存、處理設施等。

4、排放標準

企業廠區內VOCs無組織排放監控點濃度執行特別排放限值，可參考《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）、《揮發性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822-2019）等，對有地方標準的，在滿足國家排放標準的前提下還應滿足地方排放標準。

5、尾氣處理

早期企業內產生的尾氣大多采用無組織就地排放，隨著國家環保部門對尾氣排放管控加強及人員環保意識提高，企業逐步將尾氣無組織排放轉變為有組織排放。目前常用廢氣治理工藝多為冷凝、吸附、吸收、燃燒、過濾、生化等。涉及的設備有冷凝器、吸附罐、吸收塔、焚燒爐、除塵器、過濾器及洗滌塔等。

5.1廢氣治理方式選擇

1）對一些濃度比較低或者流量比較大的廢氣，可采用市場比較常見的活性炭成套吸附技術，從而達到廢氣治理的目的;2）對于一些高濃度的廢氣，可采用物理化學處理方法，比如溶劑回收技術等;3）若排放的廢氣出口溫度比較高，需要先冷凝降溫后再根據廢氣成分合理選擇凈化方案;4）對溶于水的廢氣有機物，優先利用水吸收技術，可最大限度的吸收廢氣;5）不溶于水的廢氣有機物，可以先通過生物化學方法預處理，再根據預處理產物選擇水吸收或者其他方案，禁止立即采用水或水溶液噴淋吸收處理。

化工企業千差萬別，生產工藝與眾不同，排放的尾氣成分自然各不相同，企業需根據自身特點選擇合理的處理工藝，涉及高危行業安全設施設計必須委托有資質的環保設計單位進行相關設計，安全設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用。

5.2吸附裝置要求

對水溶性尾氣有機物，通常采用水處理和吸附相結合的工藝，但在進入吸附裝置之前有機廢氣需滿足以下要求：

1）尾氣進入吸附裝置前需對廢氣濃度進行檢測，分析廢氣的主要成分，只有當廢氣有機物爆炸下限濃度低于它的爆炸下限，或者高于它的爆炸上限，才能進行初步吸附處理。

2）另外廢氣有機物含有的顆粒濃度應該小于設備所能吸附的最大顆粒直徑。

3）對于有溫度要求的吸附設備，管道溫度必須嚴格控制，如果溫度過高，超過設備所能允許的溫度，將縮短設備使用壽命并對吸附效果產生嚴重影響。

4）對活性炭吸附裝置，不同規格的活性炭吸附能力不同，在解析過程會釋放大量的熱，熱量不及時處理，會引起火災危害，所以在吸附罐設備上應設置溫度指示、溫度聲光報警和聯鎖啟動冷卻噴淋系統等。

5.3識別氣體混合物爆炸性環境

裝置有機廢氣釋放源比較多，如果根據每個釋放點單個接入處理設施，管線布局投資較大，且末端處理設施不一定滿足設備開口條件。通常將各釋放點密閉收集后匯總到一根總管進尾氣處理設施。

不同來源的尾氣可能含有一定濃度的可燃性氣體，當不同濃度的可燃氣體混合后達到一定極限，常會引起混合燃氣爆炸事故，就混合氣體是否形成爆炸性環境，設計上通過借鑒《確定混合燃氣爆炸極限的重要意義及計算方法》來定量計算評估爆炸性環境。

如果工廠排放的尾氣成分比較單一，收集方案相對簡單，但大多數企業排放的尾氣成分很多，必須對混合氣爆炸環境進行評估，不會形成爆炸環境的混合氣根據現場管道合理布置，對于有爆炸環境的混合氣必須單根管道分別收集排放。

5.4工藝設計要求

1）有機廢氣常具有揮發性，揮發至環境與點火源易引起火災爆炸，設備要密閉操作，減少有機物揮發和泄漏。2）控制可燃物形成，采用惰性氣體保護。3）廢水儲存、處理設施應在曝氣池及其之前加蓋密閉。4）儲罐超壓，呼吸閥、安全閥排放口密閉收集。5）尾氣匯總到總管后，要有防止物料互串的措施，還要確定物料間不能發生反應或凝聚。6）尾氣總管上需設置高低壓報警，高高、低低壓力聯鎖措施保護末端處理設備。7）在裝卸設施上安裝氣相平衡線。8）對設備和管道組件密封處根據時間要求進行VOCs泄漏檢測。9）化工固定頂儲罐安裝帶阻火器的呼吸閥，呼吸閥排放量滿足大呼吸和小呼吸，在選型上要符合API2000和SH/T3007-2014規范標準。10）設置可燃、有毒氣體檢測報警。11）消除點火源。12）控制尾氣管道流速，防止靜電。13）根據廢氣成分判斷混合物毒性，合理選擇管道材質，并進行氣密性試驗。14）尾氣管線設置阻火器和消聲器。15）根據工業金屬管道工程施工規范（GB50235-2010）設計靜電接地等。16）設置安全監控系統作為防治事故發生和減少事故損失。17）設置數據采集裝置，實時監控排放濃度。

5.5處理能力

生產經營單位在改建、擴建過程中，可能會排放更多的尾氣，對原有安全設施可能不能滿足現有規模排放需求，那么就需要對現有設施進行核算判斷處理能力是否滿負荷，如果在役治理設施處理量已達到上限，需要新加安全處理設施，并根據規范要求進行相關設計。

5.6其他要求

1）可燃尾氣排氣筒高度不低于15m（因安全考慮或有特殊工藝要求的除外）;2）廢氣合并至排氣筒，要求進行濃度檢測，檢測要求參考相關文獻規范;3）對采樣口應密閉或采用等效設施;4）根據工藝條件確認劃分爆炸危險區域圖，合理選用防爆電氣設備。

6、結論

對有機物尾氣處理，企業要加強安全管理，建立有效安全生產責任機制，加強企業員工培訓教育，企業主要負責人要保證安全生產資金投入，嚴格執行建設項目“三同時”規定。

尾氣支管匯入尾氣總管前必須進行爆炸性混合環境評估，全廠尾氣處理量應小于尾氣設施設計能力;高空排放管應設置在線檢測，嚴格控制排放標準，創建標準化企業。

參考文獻：

[1]《江蘇省化學工業揮發性有機物無組織排放控制技術指南》;

[2]《揮發性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822-2019）;

[3]《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）;

[4]《無機化學工業污染物排放標準》（GB 31573-2015）;

[5]《揮發性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822- 2019）

[6]關于印發《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》的通知（環大氣[2019]53號）