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煤制气如何选择VOCs治理技术

北极星VOCs在线  来源:中国煤化工  作者:王西明  2018/7/10 14:56:51  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:VOCs排放 VOCs治理 挥发性有机物

北极星VOCs在线讯:挥发性有机物(VOCs)的危害,环保部印发的《石化行业挥发性有机物综合整治方案》对VOCs的排放作出了严格控制。煤化工行业是VOCs排放大户。笔者以煤制气行业为例,介绍一下相关的VOCs治理措施。

目前煤制天然气多采用固定床碎煤加压气化、低温甲醇洗酸性气净化、甲烷合成生成天然气工艺。根据工艺流程特点,VOCs主要排放点有4处,分别为低温甲醇洗酸性气净化后排放尾气、煤气水常压储罐呼吸废气、污水处理装置散发的恶臭气体和油罐区储罐呼吸废气。

低温甲醇洗排放的废气VOCs浓度大约7000毫克/立方米。由于选用的气化工艺多为鲁奇炉固定床气化工艺,VOCs不是单一组分,而是含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、甲醇等物质,很难回收。如果想达到能再利用的纯度,在经济上几乎无法承受。因此只能采用破坏方法,即将VOCs转化为无害物质后再排入大气。

由于废气流量大、浓度低,不易采用直接燃烧法。蓄热式热氧化炉和蓄热式催化氧化燃烧炉的投资费用大致相当。由于蓄热式催化氧化燃烧炉的燃烧温度要低于蓄热式热氧化炉,实际操作中蓄热式催化氧化燃烧炉操作费用要省。但由于此股废气中含有相当质量的硫,会导致催化剂中毒失活而不能再生,因此选用蓄热式热氧化炉较宜。通过蓄热式氧化,有机废气去除率可以达到98%以上,满足了环保要求,且热效率能达到95%以上,高热回收率使补充燃料的使用量显著减少,从而节约运行费用。

蓄热式热氧化炉目前常用的是阀门切换式,一般由氧化室、多个蓄热室组成,通过切换阀门来达到改变气流方向的目的。因此操作弹性较大,能在较大范围内适应废气流量和浓度的波动。

应注意的是,选用燃烧处理技术,燃烧反应后排出的一氧化硫可能会导致硫超标,废气燃烧过程可能会伴随有氮氧化物的生成造成二次污染。为避免此种情况发生,可以考虑结合废气处理技术。在气体进燃烧装置之前,先用吸附或者是吸收法对废气进行预处理,可采用“吸附浓缩+燃烧”工艺或“碱洗吸收+燃烧”工艺。

煤气水储罐呼吸废气主要是储罐呼吸阀排出的无组织废气,以硫化氢和氨为主,VOCs浓度大约为900毫克/立方米。由于受到环境温度等影响,流量和浓度波动较大。此股气体不具回收价值,可以考虑采用蓄热式热氧化炉直接燃烧处理。在满足压降的前提下,可以将此股气体通过管道输送到蓄热式热氧化炉进行处理,节省设备的投资。

污水处理装置废气包含两类。一类废气是预处理单元的调节池、匀质罐、隔油池、酸化水解池等装置的散发气体,气量和浓度波动范围较大,VOCs含量较高;另一类是曝气池、污泥脱水间的气体,恶臭气味明显,主要以硫化物、挥发酚类物质为主。两类气体的组分有差别,但都处于污水生化处理装置区。可以依托生化处理既有装置,选择生物降解法,通过微生物将废气中所含有的有机物降解为二氧化碳和水,并有效除去硫、氮等无机组分。

油罐区储罐排放气主要是储罐的呼吸阀排出气以及装车过程中产生的有机废气。罐顶呼吸废气分别经过水封槽后可以通过管道联通与装车废气合并在一起集中处理。由于此股排放气含有有机溶剂,回收利用价值较高,且储罐储存石脑油、焦油等物质,排出的废气与石化行业相似,可以考虑用石化行业比较成熟的油气回收技术,例如“冷凝+膜技术+吸附”“吸附+吸收”等回收方法的组合工艺。一方面可以减少有机废气的排放,降低对环境的影响,另一方面可以回收有机废气中的油组分,提高经济性。

总之,对VOCs应遵循源头、过程控制与末端治理相结合的综合防治原则。采用气体泄漏与检测技术对无组织排放源进行定性、定量检测,改进生产技术和工艺装备,从源头减少VOCs泄漏。末端治理方面采取高效的有机废气回收处理技术,满足环境质量要求。

(作者单位为浙江浙能技术研究院有限公司)

原标题:煤制气如何选择VOCs治理技术

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