煤化工污水處理廠VOCs治理除臭技術

煤化工和石油化工生產過程，不論是在正常工況還是在非正常工況都不可避免會產生VOCs 。在煤化工和石油化工行業VOCs的排放源主要包括以下幾個方面：

正常工況排放：有組織排放源包括工藝裝置排氣（化工裝置、低溫甲醇洗）、車間通風；無組織排放源包括設備與管線組件泄露、揮發性有機液體儲運（儲罐、裝載設備）、廢水揮發（收集、處理、貯存設施）

煤化工主要有煤制焦、煤制氣、煤制油、煤制醇，和燃燒過程都可以有VOCs廢氣產生。由于不同的生產過程和工藝特點，煤化工不同生產類型廢氣中的成分有很大差異。石油化工和煤化工的廢氣主要有多環芳烴、焦油、苯系物（如苯并芘）、酚、氰、硫氧化物以及碳氫化合物，粉塵與煙霧、SO₂為主的硫化物、N₂O、 NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄等氮氧化物、Hg、Cd、Pb、Cr、As、Se、F等有害微量元素、產生溫室效應的CO₂等。

以低溫甲醇洗制天然氣為例，廢氣的主要成分除氮氣、二氧化碳、氧氣外，主要的是有害成分包括甲烷、甲醇、氫氣、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、硫化氫等。廢氣中VOCs含量高，可燃氣體濃度高。

綜上所述，石油化工和煤化工生產過程中產生的廢氣VOCs成分復雜，有毒有害物質種類多，含量高，污水廠的生物池無法完全-處理，直接從空氣中揮發出來，如不進行治理，將導致嚴重的環境污染。

在煤化工企業的生產過程中，散發出的VOCs氣味是影響企業與地方居民關系的重要因素。2014年12月，環境保護部印發《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》，要求煤化工等其他化工相關企業可參照本方案有關要求開展工作。因此，落實《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》，根據《石油煉制工業污染物排放標準》GB 31570）和《石油化學工業污染物排放標準》（GB 31571）相關要求進行控制，高度重視煤化工項目揮發性有機物（VOCs）排放控制。國家環保部2013年第31號文規定，從2013年5月24日起實施《揮發性有機物（VOCs）污染防治技術政策》 。此政策中明確要求：在煤炭加工與轉化行業，鼓勵采用先進的清潔技術、實現煤炭高效、清潔轉化、并重點識別、排查工藝裝置和管線中VOCs泄露的易發位置，制定預防VOCs泄露和處置緊急事件的措施。煤化工行業對污水處理廠、廢液和廢渣等應采取密閉、加蓋、收集處理。

當前國內VOCs和惡臭異味治理存在的問題主要有：

1.    VOCs治理企業數量多，規模小，技術良莠不齊，企業研發能力差， 技術水平落后；

2.     VOCs種類多、來源復雜，處理工況多變，嚴重考驗治理技術的有機組合和人員的工程經驗；

3.     VOCs治理設施的設計和生產車間的通排風系統是相輔相成的，在進行廢氣治理時，必須將二者一并考慮才能達到理想的治理效果；

4.     國內企業售后服務差：在完成驗收后，出現的技術和設備問題都難以得到及時解決，造成治理設施的效率較低；

5.     由于單項VOCs治理設施的規模一般較小，目前尚未形成有效的運營管理機制；

6.     國家相關部門和企業的政策和經濟投入相對較少，在一定程度上限制了VOCs廢氣治理技術的進步和提高；

7.     品牌企業較少，高端產能不足，低端產能過剩

8.     國家對VOCs治理缺少統一的、長遠的規劃。

煤化工污水除臭和VOCs治理技術不同于一般的廢氣治理，因其含有難溶化合物，治理難度大。而主流的焚燒技術如蓄熱式焚燒爐，污水廠VOCs的濃度偏低，需要補充天然氣或柴油，運行費用較高。而對于蓄熱式催化氧化器來說，由于污水廠廢氣存有硫化物、酸性氣體，可能對催化劑使用壽命產生重大影響。天津*石化污水廠采用了蓄熱式催化燃燒器，使用三年，催化劑必須要更換，而更換的價格為600多萬元，使用成本較高。活性炭則由于使用成本較高，也不合適。

針對煤化工廢氣的特點和傳統治理技術的不足，上海安居樂環保科技股份有限公司開發出納米級的角柱狀光催化劑，獨創了“生物法+多元多相角柱狀光催化氧化”工藝。當二氧化鈦超微粒子接受波長為253.7nm以下的紫外線照射時，其內部由于吸收光能而激發產生電子及空穴對，即光生載流子，然后迅速遷移到其表面并激活被吸附的氧和水分，產生活性自由氫氧基(·OH)和活性氧(·O)。活性自由基·OH、·O等具有極強的氧化能力，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，把有機污染物分解成無污染的水（H₂O）和二氧化碳（CO₂）。此種方法強氧化性自由基產生的條件溫和。主要特點有：對低濃度VOCs凈化效率高，運行穩定，維護便捷，使用成本較低。

多元多相段為新研發設計的，在不同質物質共同“復合”成一種催化元，該材料因為不同質而具有相界面，主要有固-固、固-液、液-液、氣-固、氣-液等相界面。這個多相式的催化告別了單一品類效率低的缺點，多相的組合在分布上均勻的,有規則的。利用納米材料的工藝技術,從尺度上的縮小，在宏觀上的相對均勻，多相的界面使其更易接觸，在納米的工藝技術中往往很多是采用在液相或氣相下進行。

廢氣經過其中，接觸、碰撞，廢氣趨于同質化。理化性質變得更為活潑，各層電子云處于激發態，原子多光子離化效應變得簡單。 在后續光離子效應下廢氣分解更為快捷徹底。多元多相段作為光觸媒催化（氧化）塔的深度氧化處理設施，角柱狀催化劑的比表面積比銳鈦型的催化劑更大，可大大提高光解其效率，增加催化劑的使用壽命，同時降低能耗，也是目前光催化氧化發展的方向。

與傳統的生物濾池技術相比，“生物法+多元多相角柱狀光催化氧化”工藝具有顯著的優勢（表1）。

表1 生物法+多元多相角柱狀光催化氧化與傳統生物濾池對比

實例分析：**國有特大煤化工企業污水廠生物法+多元多相角柱狀光催化廢氣處理

廢氣源強調查表：

本工藝處理污水廠廢氣的優勢

1、適用性

該項目所采用的技術應與污水廠的需處理廢氣規模、需要去除的廢氣污染物，地區特點以及管理水平相適應。體現在：

1）采用的技術應與需去除污水廠的污染物相適應；

2）采用的技術應與需要的設備相適應，包括國內設備和國外設備，主要設備和輔助設備；

3）采用的技術應與污水廠所在地區特點、員工素質和管理水平相適應；

4）采用的技術應對污水廠污染物的排放廢氣處理的能力相適應。

2、可靠性

該廢氣處理工藝成熟可靠，能保證處理效果、性能和處理能力，避免了資源浪費、二次污染和安全危害，經驗豐富、工藝成熟可靠。

3、經濟性

該工藝充分考慮了一次性投資費用和將來可能發生的運行費用。

4、安全性

充分考慮了消防、防爆等安全因素，運行穩定，安全可靠。

5、廣譜性。

該工藝比較適合石油化工、醫藥、涂料樹脂、精細化工、噴漆、生物發酵等行業，特別是大風量、低濃度、濃度忽高忽低、粉塵含量高、有粘性化合物的行業。

因此，綜合以上因素，該工藝凈化系統對于大風量、低濃度的石油化工和煤化工污水廠廢氣處理，無論是在技術合理性、先進性，還是經濟可行性方面都相對有優勢。建設費用及運行費用相對合理，采用的技術原理是合理、可行的，項目實施是安全的。

上海安居樂環保科技股份有限公司

聯系人：熊經理 138-1680-3170（微信同號）

地址：上海市奉賢區青偉路188號

目前，由上海安居樂環保承建的中煤集團污水處理廠廢氣除臭項目已順利完工，得到生態環境部及客戶滿意評價。現場實例圖如下：

煤化工污水處理廠VOCs治理及除臭