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煤制氣如何選擇VOCs治理技術

點擊次數:992  更新時間:2019-09-09

山東云洲環保設備有限公司是一家專業從事cems煙氣連續排放檢測系統、VOC、磨煤機、氨逃逸、環保煙氣在線監測系統及配套零部件產品研發、生產、銷售及售后服務為一體的高科技企業。我們注重用戶體驗,并且擁有豐富的產品研發經驗和專業知識,為數以千計的用戶提供+的產品解決方案。

 

揮發性有機物(VOCs)的危害,環保部印發的《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》對VOCs的排放作出了嚴格控制。煤化工行業是VOCs排放大戶。筆者以煤制氣行業為例,介紹一下相關的VOCs治理措施。

目前煤制天然氣多采用固定床碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗酸性氣凈化、甲烷合成生成天然氣工藝。根據工藝流程特點,VOCs主要排放點有4處,分別為低溫甲醇洗酸性氣凈化后排放尾氣、煤氣水常壓儲罐呼吸廢氣、污水處理裝置散發的惡臭氣體和油罐區儲罐呼吸廢氣。

低溫甲醇洗排放的廢氣VOCs濃度大約7000毫克/立方米。由于選用的氣化工藝多為魯奇爐固定床氣化工藝,VOCs不是單一組分,而是含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、甲醇等物質,很難回收。如果想達到能再利用的純度,在經濟上幾乎無法承受。因此只能采用破壞方法,即將VOCs轉化為無害物質后再排入大氣。

由于廢氣流量大、濃度低,不易采用直接燃燒法。蓄熱式熱氧化爐和蓄熱式催化氧化燃燒爐的投資費用大致相當。由于蓄熱式催化氧化燃燒爐的燃燒溫度要低于蓄熱式熱氧化爐,實際操作中蓄熱式催化氧化燃燒爐操作費用要省。但由于此股廢氣中含有相當質量的硫,會導致催化劑中毒失活而不能再生,因此選用蓄熱式熱氧化爐較宜。通過蓄熱式氧化,有機廢氣去除率可以達到98%以上,滿足了環保要求,且熱效率能達到95%以上,高熱回收率使補充燃料的使用量顯著減少,從而節約運行費用。

蓄熱式熱氧化爐目前常用的是閥門切換式,一般由氧化室、多個蓄熱室組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。因此操作彈性較大,能在較大范圍內適應廢氣流量和濃度的波動。

應注意的是,選用燃燒處理技術,燃燒反應后排出的一氧化硫可能會導致硫超標,廢氣燃燒過程可能會伴隨有氮氧化物的生成造成二次污染。為避免此種情況發生,可以考慮結合廢氣處理技術。在氣體進燃燒裝置之前,先用吸附或者是吸收法對廢氣進行預處理,可采用“吸附濃縮+燃燒”工藝或“堿洗吸收+燃燒”工藝。

煤氣水儲罐呼吸廢氣主要是儲罐呼吸閥排出的無組織廢氣,以硫化氫和氨為主,VOCs濃度大約為900毫克/立方米。由于受到環境溫度等影響,流量和濃度波動較大。此股氣體不具回收價值,可以考慮采用蓄熱式熱氧化爐直接燃燒處理。在滿足壓降的前提下,可以將此股氣體通過管道輸送到蓄熱式熱氧化爐進行處理,節省設備的投資。

污水處理裝置廢氣包含兩類。一類廢氣是預處理單元的調節池、勻質罐、隔油池、酸化水解池等裝置的散發氣體,氣量和濃度波動范圍較大,VOCs含量較高;另一類是曝氣池、污泥脫水間的氣體,惡臭氣味明顯,主要以硫化物、揮發酚類物質為主。兩類氣體的組分有差別,但都處于污水生化處理裝置區??梢砸劳猩幚砑扔醒b置,選擇生物降解法,通過微生物將廢氣中所含有的有機物降解為二氧化碳和水,并有效除去硫、氮等無機組分。

油罐區儲罐排放氣主要是儲罐的呼吸閥排出氣以及裝車過程中產生的有機廢氣。罐頂呼吸廢氣分別經過水封槽后可以通過管道聯通與裝車廢氣合并在一起集中處理。由于此股排放氣含有有機溶劑,回收利用價值較高,且儲罐儲存石腦油、焦油等物質,排出的廢氣與石化行業相似,可以考慮用石化行業比較成熟的油氣回收技術,例如“冷凝+膜技術+吸附”“吸附+吸收”等回收方法的組合工藝。一方面可以減少有機廢氣的排放,降低對環境的影響,另一方面可以回收有機廢氣中的油組分,提高經濟性。

總之,對VOCs應遵循源頭、過程控制與末端治理相結合的綜合防治原則。采用氣體泄漏與檢測技術對無組織排放源進行定性、定量檢測,改進生產技術和工藝裝備,從源頭減少VOCs泄漏。末端治理方面采取的有機廢氣回收處理技術,滿足環境質量要求。

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