由于VOCs的危害，國家出臺(tái)了一系列法規(guī)，環(huán)保部印發(fā)的《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》對(duì)VOC的排放作出了嚴(yán)格控制。煤化工行業(yè)是揮發(fā)性有機(jī)物排放重戶，但是企業(yè)對(duì)其認(rèn)識(shí)及治理起步較晚，且排放的組分較復(fù)雜。鑒于目前對(duì)煤化工行業(yè)處理方案的報(bào)道較少，本文選取煤制氣行業(yè)的
VOCs廢氣治理措施進(jìn)行比較。
以某煤制天然氣項(xiàng)目研究報(bào)告為例進(jìn)行分析。目前煤制天然氣行業(yè)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，根據(jù)工藝流程特點(diǎn)，VOCs主要排放點(diǎn)有四處分別為：低溫甲醇洗酸性氣凈化后排放尾氣、煤氣水常壓儲(chǔ)罐呼吸廢氣、污水處理裝置散發(fā)的惡臭氣體、油罐區(qū)儲(chǔ)罐呼吸廢氣。
1、低溫甲醇洗排放氣 低溫甲醇洗排放的廢氣(由三股氣混合)量為2X192000Nm3/h，VOCs濃度大約5000ppm，總硫濃度2.4ppm。
由于選用的氣化工藝為魯奇爐固定床氣化工藝，VOCs不是單一組分，含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、甲醇等物質(zhì)，很難回收，如果想達(dá)到能再利用的純度，在經(jīng)濟(jì)上幾乎無法承受，因此只能采用破壞方法，即將VOCs轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)后再排入大氣。而且廢氣流量大，濃度低，不易采用直接燃燒法。RTO和RCO的投資費(fèi)用大致相當(dāng)，由于RCO的燃燒溫度要低于RTO，故RCO操作費(fèi)用要省，但由于此股廢氣中含有硫會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒失活而不能再生，故選用RTO較易。通過蓄熱式氧化，有機(jī)廢氣去除率可以達(dá)到98%以上滿足環(huán)保要求，而且熱效率能達(dá)到95%以上，高的熱回收率使補(bǔ)充燃料的使用量顯著減少，從而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。RTO裝置目前常用的是閥門切換式，一般有氧化室、多個(gè)蓄熱式組成，通過切換閥門來達(dá)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(nèi)適應(yīng)廢氣流量和濃度的波動(dòng)。
應(yīng)注意的是，選用燃燒處理技術(shù)，燃燒反應(yīng)后排出的SO2可能會(huì)導(dǎo)致硫超標(biāo)，廢氣的燃燒過程可能會(huì)伴隨有NOx的生成造成二次污染。為避免此種情況的發(fā)生，可以考慮廢氣處理技術(shù)的結(jié)合。在氣體進(jìn)燃燒裝置之前，先用吸附或者是吸收法對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)處理，采用吸附濃縮+燃燒工藝或堿洗吸收+燃燒工藝。
CO2是溫室氣體大量排放會(huì)加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，而且未來如果征收碳稅，將為煤化工企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，經(jīng)過燃燒處理后排出的廢氣主要含有CO2和N2，經(jīng)過初步分離后CO2純度較高，結(jié)合企業(yè)自身及當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，便于作進(jìn)一步的處理應(yīng)用。CO2加氫合成制甲醇反應(yīng)各國研究者正在重點(diǎn)攻關(guān)催化劑的研究；碳捕捉與封存技術(shù)的“二氧化碳驅(qū)采水”技術(shù)也在積極嘗試，對(duì)處于西北缺水比較嚴(yán)重地區(qū)的煤化工來說此項(xiàng)技術(shù)擁有巨大潛能。
由于蓄熱式燃燒裝置投資費(fèi)用相對(duì)較高，為避免投資損失，建議項(xiàng)目人員在初期可研、設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格核算，在確保滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的前提下，節(jié)省投資。例如，經(jīng)測算燃燒處理后的廢氣硫含量不超標(biāo)，且通過控制燃燒條件將NOx的生成控制在規(guī)定限值之內(nèi)，則可以省去預(yù)處理裝置單獨(dú)選用RTO或RCO裝置。需注意的另一問題是廢氣在進(jìn)蓄熱爐前需補(bǔ)充足夠的空氣，因此空氣過量系數(shù)的選取很重要，既要防止達(dá)到混合氣體爆炸極限范圍內(nèi)造成安全隱患，又要避免過多的空氣量造成投資增加帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。
2、 煤氣水儲(chǔ)罐呼吸氣 煤氣水儲(chǔ)罐呼吸廢氣主要是儲(chǔ)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500ppm，由于受到環(huán)境溫度等的影響，流量和濃度波動(dòng)較大。此股氣體不具回收價(jià)值，可以考慮采用RTO直接燃燒處理。在壓降滿足的前提下，可以將此股氣體通過管道輸送到低溫甲醇洗RTO裝置進(jìn)行處理，節(jié)省設(shè)備的投資。
3、污水處理裝置廢氣 污水處理裝置廢氣一類廢氣是在預(yù)處理單元的調(diào)節(jié)池、勻質(zhì)罐、隔油池、酸化水解池等裝置的散發(fā)氣體，氣量和濃度波動(dòng)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(fā)酚類物質(zhì)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(qū)，可以依托生化處理既有裝置、人員的技術(shù)、操作條件，選擇生物降解法，通過微生物將廢氣中所含有的有機(jī)物降解為CO2和水。而且生化法也可除去硫、氮等無機(jī)組分。
4、油罐區(qū)排放氣 油罐區(qū)儲(chǔ)罐排放氣。廢氣主要是儲(chǔ)罐的呼吸閥排出氣，以及裝車過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。罐頂呼吸廢氣分別經(jīng)過水封槽后可以通過管道聯(lián)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(jī)溶劑，回收利用價(jià)值較高，且儲(chǔ)罐儲(chǔ)存石腦油、焦油等物質(zhì)，排出的廢氣與石化行業(yè)相似，可以考慮采用石化行業(yè)比較成熟的處理技術(shù)即油氣回收技術(shù)，例如冷凝+膜技術(shù)+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(jī)廢氣的排放，降低對(duì)環(huán)境的影響；另一方面可以回收有機(jī)廢氣中的油組分，提高經(jīng)濟(jì)性。
對(duì)
VOCs廢氣治理應(yīng)遵循源頭、過程控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則。采用LDAR(氣體泄漏與檢測技術(shù))對(duì)無組織排放源進(jìn)行定性、定量檢測，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備，從源頭減少VOCs泄漏環(huán)節(jié)。末端治理方面采取高效的有機(jī)廢氣回收處理技術(shù)，滿足環(huán)境質(zhì)量要求。
結(jié)論 揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)環(huán)境的危害和環(huán)保政策的要求，除了從源頭上控制排放，在末端治理方面企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體的狀況，選擇相應(yīng)的治理技術(shù)，以期能達(dá)到投資少、操作方便、效率高的處理效果。
