煤化工污水處理廠 VOCs除臭

煤化工和石油化工生產(chǎn)過(guò)程，不論是在正常工況還是在非正常工況都不可避免會(huì)產(chǎn)生VOCs 。在煤化工和石油化工行業(yè)VOCs的排放源主要包括以下幾個(gè)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(fēng)；無(wú)組織排放源包括設(shè)備與管線組件泄露、揮發(fā)性有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)（儲(chǔ)罐、裝載設(shè)備）、廢水揮發(fā)（收集、處理、貯存設(shè)施）

煤化工主要有煤制焦、煤制氣、煤制油、煤制醇，和燃燒過(guò)程都可以有VOCs廢氣產(chǎn)生。由于不同的生產(chǎn)過(guò)程和工藝特點(diǎn)，煤化工不同生產(chǎn)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(huán)芳烴、焦油、苯系物（如苯并芘）、酚、氰、硫氧化物以及碳?xì)浠衔铮蹓m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(chǎn)生溫室效應(yīng)的CO₂等。

以低溫甲醇洗制天然氣為例，廢氣的主要成分除氮?dú)狻⒍趸肌⒀鯕馔猓饕氖怯泻Τ煞职淄椤⒓状肌錃狻⒁蚁⒁彝椤⒈⒈椤⒘蚧瘹涞取U氣中VOCs含量高，可燃?xì)怏w濃度高。

綜上所述，石油化工和煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣VOCs成分復(fù)雜，有毒有害物質(zhì)種類多，含量高，污水廠的生物池?zé)o法完全處理，直接從空氣中揮發(fā)出來(lái)，如不進(jìn)行治理，將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。

在煤化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，散發(fā)出的VOCs氣味是影響企業(yè)與地方居民關(guān)系的重要因素。2014年12月，環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，要求煤化工等其他化工相關(guān)企業(yè)可參照本方案有關(guān)要求開展工作。因此，落實(shí)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 31570）和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31571）相關(guān)要求進(jìn)行控制，高度重視煤化工項(xiàng)目揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放控制。國(guó)家環(huán)保部2013年第31號(hào)文規(guī)定，從2013年5月24日起實(shí)施《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》 。此政策中明確要求：在煤炭加工與轉(zhuǎn)化行業(yè)，鼓勵(lì)采用先進(jìn)的清潔技術(shù)、實(shí)現(xiàn)煤炭高效、清潔轉(zhuǎn)化、并重點(diǎn)識(shí)別、排查工藝裝置和管線中VOCs泄露的易發(fā)位置，制定預(yù)防VOCs泄露和處置緊急事件的措施。煤化工行業(yè)對(duì)污水處理廠、廢液和廢渣等應(yīng)采取密閉、加蓋、收集處理。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)VOCs和惡臭異味治理存在的問(wèn)題主要有：

1.    VOCs治理企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，技術(shù)良莠不齊，企業(yè)研發(fā)能力差， 技術(shù)水平落后；

2.     VOCs種類多、來(lái)源復(fù)雜，處理工況多變，嚴(yán)重考驗(yàn)治理技術(shù)的有機(jī)組合和人員的工程經(jīng)驗(yàn)；

3.     VOCs治理設(shè)施的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)車間的通排風(fēng)系統(tǒng)是相輔相成的，在進(jìn)行廢氣治理時(shí)，必須將二者一并考慮才能達(dá)到理想的治理效果；

4.     國(guó)內(nèi)企業(yè)售后服務(wù)差：在完成驗(yàn)收后，出現(xiàn)的技術(shù)和設(shè)備問(wèn)題都難以得到及時(shí)解決，造成治理設(shè)施的效率較低；

5.     由于單項(xiàng)VOCs治理設(shè)施的規(guī)模一般較小，目前尚未形成有效的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制；

6.     國(guó)家相關(guān)部門和企業(yè)的政策和經(jīng)濟(jì)投入相對(duì)較少，在一定程度上限制了VOCs廢氣治理技術(shù)的進(jìn)步和提高；

7.     品牌企業(yè)較少，高端產(chǎn)能不足，低端產(chǎn)能過(guò)剩

8.     國(guó)家對(duì)VOCs治理缺少統(tǒng)一的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。

煤化工污水除臭和VOCs治理技術(shù)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(shù)如蓄熱式焚燒爐，污水廠VOCs的濃度偏低，需要補(bǔ)充天然氣或柴油，運(yùn)行費(fèi)用較高。而對(duì)于蓄熱式催化氧化器來(lái)說(shuō)，由于污水廠廢氣存有硫化物、酸性氣體，可能對(duì)催化劑使用壽命產(chǎn)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(jià)格為600多萬(wàn)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(duì)煤化工廢氣的特點(diǎn)和傳統(tǒng)治理技術(shù)的不足，上海安居樂(lè)環(huán)保科技股份有限公司開發(fā)出納米級(jí)的角柱狀光催化劑，獨(dú)創(chuàng)了“生物法+多元多相角柱狀光催化氧化”工藝。當(dāng)二氧化鈦超微粒子接受波長(zhǎng)為253.7nm以下的紫外線照射時(shí)，其內(nèi)部由于吸收光能而激發(fā)產(chǎn)生電子及空穴對(duì)，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(chǎn)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(qiáng)的氧化能力，可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無(wú)機(jī)物，把有機(jī)污染物分解成無(wú)污染的水（H₂O）和二氧化碳（CO₂）。此種方法強(qiáng)氧化性自由基產(chǎn)生的條件溫和。主要特點(diǎn)有：對(duì)低濃度VOCs凈化效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)便捷，使用成本較低。

多元多相段為新研發(fā)設(shè)計(jì)的，在不同質(zhì)物質(zhì)共同“復(fù)合”成一種催化元，該材料因?yàn)椴煌|(zhì)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(gè)多相式的催化告別了單一品類效率低的缺點(diǎn)，多相的組合在分布上均勻的,有規(guī)則的。利用納米材料的工藝技術(shù),從尺度上的縮小，在宏觀上的相對(duì)均勻，多相的界面使其更易接觸，在納米的工藝技術(shù)中往往很多是采用在液相或氣相下進(jìn)行。

廢氣經(jīng)過(guò)其中，接觸、碰撞，廢氣趨于同質(zhì)化。理化性質(zhì)變得更為活潑，各層電子云處于激發(fā)態(tài)，原子多光子離化效應(yīng)變得簡(jiǎn)單。 在后續(xù)光離子效應(yīng)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(shè)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(shí)降低能耗，也是目前光催化氧化發(fā)展的方向。

工藝流程圖：

工藝流程如下圖:

廢氣收集 渦流凈化洗滌塔 生物噴淋吸收塔 多元多相角柱狀光催化氧化設(shè)備 相轉(zhuǎn)移催化凈化設(shè)備 風(fēng)機(jī) 25米排氣筒排放

以下以常規(guī)有機(jī)廢氣苯類為例來(lái)說(shuō)明廢氣凈化的反應(yīng)原理：

與傳統(tǒng)的生物濾池技術(shù)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(yōu)勢(shì)（表1）。

表1 生物法+多元多相角柱狀光催化氧化與傳統(tǒng)生物濾池對(duì)比

實(shí)例分析：**國(guó)有特大煤化工企業(yè)污水廠生物法+多元多相角柱狀光催化廢氣處理

廢氣源強(qiáng)調(diào)查表：

本工藝處理污水廠廢氣的優(yōu)勢(shì)

1、適用性

該項(xiàng)目所采用的技術(shù)應(yīng)與污水廠的需處理廢氣規(guī)模、需要去除的廢氣污染物，地區(qū)特點(diǎn)以及管理水平相適應(yīng)。體現(xiàn)在：

1）采用的技術(shù)應(yīng)與需去除污水廠的污染物相適應(yīng)；

2）采用的技術(shù)應(yīng)與需要的設(shè)備相適應(yīng)，包括國(guó)內(nèi)設(shè)備和國(guó)外設(shè)備，主要設(shè)備和輔助設(shè)備；

3）采用的技術(shù)應(yīng)與污水廠所在地區(qū)特點(diǎn)、員工素質(zhì)和管理水平相適應(yīng)；

4）采用的技術(shù)應(yīng)對(duì)污水廠污染物的排放廢氣處理的能力相適應(yīng)。

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(fèi)、二次污染和安全危害，經(jīng)驗(yàn)豐富、工藝成熟可靠。

3、經(jīng)濟(jì)性

該工藝充分考慮了一次性投資費(fèi)用和將來(lái)可能發(fā)生的運(yùn)行費(fèi)用。

4、安全性

充分考慮了消防、防爆等安全因素，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。

5、廣譜性。

該工藝比較適合石油化工、醫(yī)藥、涂料樹脂、精細(xì)化工、噴漆、生物發(fā)酵等行業(yè)，特別是大風(fēng)量、低濃度、濃度忽高忽低、粉塵含量高、有粘性化合物的行業(yè)。

因此，綜合以上因素，該工藝凈化系統(tǒng)對(duì)于大風(fēng)量、低濃度的石油化工和煤化工污水廠廢氣處理，無(wú)論是在技術(shù)合理性、先進(jìn)性，還是經(jīng)濟(jì)可行性方面都相對(duì)有優(yōu)勢(shì)。建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)合理，采用的技術(shù)原理是合理、可行的，項(xiàng)目實(shí)施是安全的。

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