焦化行業(yè)績效分級揮發(fā)性有機物治理技術

王 春

（山西諾凱誠達環(huán)境科技有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

山西省焦化行業(yè)近年來采取了產能置換和淘汰落后產能等一系列舉措，產能結構逐步優(yōu)化，獨立企業(yè)實力逐步增強，但是隨著揮發(fā)性有機物治理要求的逐步提高，焦化行業(yè)揮發(fā)性有機物的治理問題逐步凸顯，近年來重污染天氣應對工作逐漸突出精準減排，使得企業(yè)原環(huán)境影響評價及批復中對揮發(fā)性有機物的治理要求不足以滿足實際管理中績效分級差異管控要求。因此在新的環(huán)保政策下，要想實現(xiàn)精準治污、精準減排，應科學合理地提升揮發(fā)性有機物治理措施及管理水平（對標A 級），達到焦化行業(yè)揮發(fā)性有機物治理“先進”水平。

1 案例介紹

山西某焦化企業(yè)于2020 年投入生產，設計規(guī)模150 萬t/a，爐型選用2×60 孔6.98 m 頂裝焦爐，項目主要建設內容包括：備煤、煉焦、冷鼓電捕、脫硫、硫銨、蒸氨、洗脫苯、酚氰污水處理站、干熄焦及發(fā)電系統(tǒng)、公用工程設施及輔助工程設施。

2 績效評級工作中揮發(fā)性有機物治理存在問題

2.1 含VOCs 物料儲運

冷凝鼓風工段焦油氨水分離槽排出的焦油渣暫存于密閉儲運箱，經(jīng)叉車運輸至精煤大棚分區(qū)堆存；硫銨工段產生的酸焦油密閉運輸至精煤大棚與焦油渣分區(qū)堆存；蒸氨塔產生的瀝青渣儲存于半封閉瀝青儲運箱，叉車運輸至精煤大棚與焦油渣一起分區(qū)堆存。焦油渣、酸焦油、瀝青渣等含VOCs 物料與精煤經(jīng)人工混合進入受煤坑配煤煉焦[1]。

含VOCs 物料瀝青渣收集過程，焦油渣、酸焦油、瀝青渣在精煤大棚分區(qū)堆存期間產生大量揮發(fā)性有機物，工區(qū)及周邊異味嚴重。

2.2 冷鼓工段

焦油氨水分離槽前焦油氨水總管與設備連接處存在滴漏、腐蝕現(xiàn)象，現(xiàn)場有明顯異味。

2.3 脫硫硫銨工段

硫泡沫槽頂部蓋板密封不嚴，VOCs 廢氣收集管線放散閥門處于打開狀態(tài)；熔硫釜腐蝕嚴重，有VOCs廢氣逸散；熔硫釜放硫口尾氣密封罩破損，設備表面殘液明顯；整個工段內異味明顯。滿流槽頂部折頁罩及酸焦油撈取口敞口運行，硫銨離心機敞口運行。

2.4 粗苯工段

殘渣油經(jīng)殘渣泵送出管線跑冒滴漏，各罐槽手動放散閥處于打開狀態(tài)。現(xiàn)場有明顯異味。

2.5 焦油、苯裝車

焦油裝車應采用上裝鶴管密閉技術，苯裝車采用底部裝載方式，無油氣回收或治理措施，裝車區(qū)有明顯異味。

2.6 脫硫廢液提鹽車間

脫硫廢液經(jīng)管道送至脫硫廢液槽，生產過程中脫色、濃縮結晶器均采用蒸汽加熱，受設備跑冒滴漏及蒸汽加熱影響，車間異味較大。

2.7 酚氰廢水處理站

生化處理站調節(jié)池、隔油池、曝氣池、厭氧池、污泥脫水間敞口運行，焦化廢水處理過程中會產生揮發(fā)性有機污染物（VOCs）及惡臭氣體，這些污染物逸散到空氣中會污染環(huán)境，異味較大。

3 揮發(fā)性有機物治理措施升級改造

3.1 含VOCs 物料儲運

在實際生產中機械化澄清槽排出的焦油渣經(jīng)過渣箱收集后，送往煤場的焦油渣池堆放。由于焦油渣得不到有效處理而且長期堆放，對煤場周圍的環(huán)境造成惡劣影響。近年來焦油渣配煤煉焦工藝逐漸發(fā)展完善，先后在寶鋼、武鋼和南鋼等焦化廠投入使用。針對該處揮發(fā)性有機物異味嚴重，可采取以下儲運措施：

精煤大棚內取消焦油渣等含VOCs 物料暫存區(qū)，焦油渣密閉儲運箱經(jīng)叉車運輸至精煤大棚內的焦油渣添加裝置；酸焦油產生量較少，且主要成分與焦油一致，可采用專用泵經(jīng)密閉管道送至焦油氨水分離槽進行處置；蒸氨塔產生的瀝青渣應采用移動式密閉儲運箱，儲運箱存滿后用叉車運輸至精煤大棚焦油渣添加裝置。

焦油渣添加裝置主要由儲運箱、混合機、液壓舉升裝置等組成，焦油渣的儲運及均勻給料由儲運箱實現(xiàn)，裝滿的焦油渣儲運箱由叉車運到添加裝置后，將焦油渣均勻卸到臥式雙軸槳葉混合機內，焦油渣和煤在混合機內充分混合，直接回送到粉碎后的帶式輸送機上，送往煤塔裝爐煉焦[2]。該裝置投入大大減少了含VOCs 有機物暫存時間，也減少了揮發(fā)性有機物產生，實現(xiàn)了源頭治理。

3.2 酚氰廢水處理站臭氣處理

生化處理站調節(jié)池、隔油池、曝氣池、厭氧池、污泥脫水間等含揮發(fā)性有機物氣體逸散池體進行加蓋封閉，封閉收集后的氣體經(jīng)密閉管道收集后通過引風機進入臭氣處理裝置。采用“預洗塔+高壓脈沖等離子+堿性洗滌塔”的組合除臭工藝，前端收集的焦化廢水臭氣進入預處理洗滌塔，選取水作為吸收劑，具有大溶解度、強選擇性、蒸汽壓低、無毒、穩(wěn)定性，且成本相對較低[3]。主要去除顆粒雜質和易溶解于水的醇類、部分醛類和部分有機酸類等物質，并利用噴淋作用給廢氣充分加濕，然后，臭氣進入脈沖放電等離子體凈化裝置，在高壓脈沖離子放電過程中發(fā)生一系列復雜的光化學反應。經(jīng)離子凈化裝置處理后的廢氣進入堿性洗滌塔內，將等離子體凈化工藝中產生大量酸性物質，在堿洗作用下被反應、吸收和溶解。在經(jīng)過上述一系列處理后，廢氣中大部分有害成分得到凈化處理，最后廢氣通入除霧器，經(jīng)上述一系列設備凈化后的廢氣在煙囪出口達標排放。臭氣去除率可達90%以上。

3.3 裝車廢氣回收

焦油裝車廢氣經(jīng)管道收集后進入水洗塔、油洗塔洗滌，洗油對于揮發(fā)性有機物的處理具有良好效果，利用粗苯工段洗油[4]，通過空塔噴淋洗去其中的苯、萘及其他有機物后，進入焦爐地下室配風燃燒，洗油變粘稠后輸送至冷鼓工段焦油儲槽。粗苯裝車、粗苯儲罐采用氮封密封收集后經(jīng)壓力平衡系統(tǒng)返回煤氣鼓風機負壓系統(tǒng)。通過上述措施極大程度降低了揮發(fā)性有機物無組織排放，可明顯減少異味散發(fā)。

4 揮發(fā)性有機物管理水平提升

4.1 化產區(qū)生產設施管理

冷鼓、脫硫、硫銨、洗脫苯等工段涉及各類離心機、泵、閥門、開口閥、法蘭、泄壓設備、檢修口等，在眾多泄漏組件中，法蘭、連接件、閥門等組件的平均泄漏率較高。企業(yè)應按照《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822—2019）要求定期開展設備和管線泄漏檢測與修復（LDAR）工作，同時化產區(qū)各車間應按照《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822—2019）中“8.3 泄漏檢測”相關內容修訂崗位職責，建立各設備泄漏檢測臺賬記錄對于檢測時超出維修定義的密封點需納入裝置運行期的“隱患檢測點”，定期檢查，并在下一輪大修計劃中予以重點關注，實現(xiàn)精確管理；對于已經(jīng)修復但泄漏量接近于泄漏標準的泄漏點，要在巡檢時重點關注，防止泄漏擴大而構成安全隱患，在日常巡檢及檢測過程中及時清除設備、管道以及場地內跑冒滴漏殘液。

此外正常運行期間各罐槽手動放散閥確保關閉，并鉛封。檢修及事故狀況后及時關閉并記入臺賬。

LDAR 泄漏檢測與修復項目需要進行長期有效的運行才能取得持續(xù)穩(wěn)定的減排效果。企業(yè)應重視項目后續(xù)的維護和管理，并按照國家相關要求定期對裝置進行泄漏檢測，對持續(xù)減少揮發(fā)性有機物無組織排放十分重要[5]。

4.2 監(jiān)測監(jiān)控

在現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)控基礎上，結合焦化行業(yè)超低排放評估監(jiān)測技術指南要求，在冷鼓工段、粗苯工段、脫硫工段、酚氰廢水處理站、焦油裝車區(qū)等產生揮發(fā)性有機物區(qū)域安裝VOCs 監(jiān)測儀，并建立無組織排放一體化管控平臺。根據(jù)VOCs 監(jiān)測儀實時監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準治污[6]。在響應超低排放改造要求的同時，為績效分級工作中揮發(fā)性有機物精細化管理提供數(shù)據(jù)支撐。

5 結語

焦化行業(yè)生產工序較長，工藝復雜，揮發(fā)性有機物產生環(huán)節(jié)眾多，導致治理難度較大，根據(jù)重污染天氣績效評級要求現(xiàn)場無明顯異味，結合山西省生態(tài)環(huán)境廳《關于優(yōu)化調整全省重污染天氣鋼鐵焦化行業(yè)績效分級指標推動鋼鐵焦化行業(yè)實現(xiàn)高質量發(fā)展的通知》要求，對焦化行業(yè)揮發(fā)性有機物采取分類治理和管理措施相結合的方式，以此實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展雙贏。