论文赏析——焦化厂化产区域VOCs治理技术及应用分析

论文赏析——焦化厂化产区域VOCs治理技术及应用分析吴奇隆电影梁祝 焦化厂化产区域VOCs治理技术及应用分析 李连钰 （山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂，山西 太原 030003 ） 摘 要 介绍了太钢焦化厂化产区域各工序VOCs的主要来源、产生原因及主要污染物，对比了目

焦化厂化产区域VOCs治理技术及应用分析

李连钰

（山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂，山西 太原 030003 ）

摘 要

介绍了太钢焦化厂化产区域各工序VOCs的主要来源、产生原因及主要污染物，对比了目前主流的VOCs治理技术，分析了不同的VOCs治理技术的原理、优缺点、适用条件等。结合焦化行业治理VOCs的实践经验，太钢焦化厂对鼓冷、脱硫、硫铵工序VOCs治理采用多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧技术，对粗苯工序、油库VOCs治理采用氮封+引入负压系统技术，并对两种技术从工艺流程、治理效果等方面进行了介绍和分析。结果表明，两种组合技术均实现了现场区域无异味、无废气排放源，可回收部分产品等效果。

引用本文：

李连钰.焦化厂化产区域 VOCs治理技术及应用分析[J]. 煤化工, 2020, 48(4): 55-58.

作 者 简 介

李连钰（1989- ），男，山西平遥，学士，2013年本科毕业于辽宁科技大学化学工程与工艺专业，现从事技改、环保项目管理工作。

正 文

挥发性有机物（VOCs）是工业生产中常见的一类污染物，是近地面臭氧和二次有机气溶胶生成的重要前体物，对光化学污染、大气环境质量、气候变暖等有重要影响[1-2]。焦化企业在炼焦生产及化产品回收过程中，会产生大量含有苯类、酚类及其他有机挥发性物质的气体，部分会逸散到空气中，危害人体健康，污染周边环境。

近几年国家对环境污染治理力度不断加大，VOCs已经被认定为一项重要大气污染源，各项环保法律法规也将VOCs治理作为一项重要内容。

山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂（简称太钢焦化厂）积极响应国家及省市政府要求，组织开展焦化厂VOCs治理。现将太钢焦化厂化产区域VOCs治理技术的选择、分析及治理效果介绍如下，为同类企业的VOCs治理提供借鉴。

1 化产区域VOCs气体来源

太钢焦化厂现有3座70孔7.63 m焦炉，年产焦炭330万t，配套化产回收系统，主要负责对焦炉煤气净化处理，包括鼓冷工序、脱硫工序、硫铵工序、粗苯工序及油库。各工序VOCs来源及主要组分见表1。

表1 化产各工序VOCs来源及主要组分

2 焦化厂VOCs治理技术对比

焦化厂VOCs的治理有很多方法，如吸收、冷凝、吸附、焚烧、生物处理和引入负压煤气系统等[3]，国内多数焦化企业采用其中1种或几种组合的技术。各主流VOCs治理技术的原理、适用范围、特点等见表2。

表2 主流VOCs治理技术对比

3 VOCs治理技术分析及选择3.1 技术选择

对比当前焦化厂VOCs治理技术可以看出，不同的治理技术存在不同的优、缺点，想要高效、无污染、低成本的治理VOCs，就必须博采众长、合理地选择治理技术，而多种技术的合理组合是必然选择。

结合焦化行业治理有机废气的实践经验，太钢焦化厂对鼓冷、脱硫、硫铵工序废气的治理选用多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧技术，对粗苯工序、油库废气治理选用氮封+引入负压系统技术。

3.2 工艺流程

3.2.1 多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧

鼓冷、脱硫、硫铵工序各放散点均设置全密闭尾气收集装置，原放散点位没有密封罩的均增设密封罩，原放散点位有放散口的在原尾气放散口位置的连接法兰上去掉与大气相通部分后，增设1个三通，三通一端增设手动风阀后直接与大气相通，另一端增设1个手动阀门后，放散气通过管道进入集气主管，在风机负压的带动下进入尾气处理系统；每个工序引入主管路前增设1个切断阀。

多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧工艺流程示意图见图1。

图1 多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧工艺流程示意图

鼓冷、脱硫、硫铵工序废气集中后进入主处理系统，首先进入油洗塔，采用贫洗油对尾气进行洗涤，主要去除尾气中大部分的焦油、苯、萘等有机物，油洗塔中饱和洗涤液排至机械化澄清槽；尾气从油洗塔出来后进入酸洗塔，在酸洗塔内，废气中的NH3 被吸收液洗涤并与吸收液中的H2 SO4 发生反应，酸洗塔内的吸收液排至硫铵段母液槽；废气经集气管道进入碱洗塔，在碱洗塔内采用NaOH溶液对废气中的H2 S、HCN进行吸收，碱洗塔内的吸收液排入机械化澄清槽；气体进入吸脱附塔，塔内采用柱状颗粒活性炭对尾气进行过滤吸附，去除剩余的VOCs。吸脱附塔为吸附、脱附一体设备，当活性炭吸附饱和后，采用饱和蒸汽直接对活性炭进行脱附再生，从而节省、重复利用资源，极大地降低运行费用；脱附的混合蒸汽通过冷凝后，进入机械化澄清槽。经活性炭吸附后的废气由风机加压后送至焦炉配风加热燃烧，从焦炉废气盘系统引入完成消耗。

3.2.2 氮封+引入负压系统

氮封+引入负压系统工艺流程示意图见图2。粗苯工序、油库区域轻苯中间罐、苯罐等处苯附加值高，挥发性大，采用氮气密封装置对其进行密封，保持罐内微正压，可有效减少高附加值化产品的挥发。当罐内压力高于设定值时，系统自动打开泄压阀，在负压的带动下废气进入煤气负压系统，对苯等挥发性气体进行回收利用。

图2 氮封+引入负压系统工艺流程示意图

在废气管线主管上设有紧急自动放散阀、压力传感器、温度传感器、压力调节阀、手动切断阀、紧急自动切断阀，系统通过压力调节阀来控制主管路压力，系统中压力传感器与压力调节阀自动联锁，紧急自动放散阀和紧急自动切断阀与含氧分析仪联锁，当系统中氧含量超标时，紧急自动切断阀自动关闭，紧急自动放散阀自动打开，废气进入洗涤主处理系统，以保证电捕系统的正常运行。

3.3 治理效果

太钢焦化厂采用此套治理技术对化产区域所有放散点VOCs进行收集、净化处理，使得现场区域嗅觉上无异味；酸洗塔采用蒸氨废水作为生产水，吸收后的溶液回硫铵工序母液槽；油洗塔采用洗油作为吸收剂，吸收完的洗油送至机械化澄清槽分离，间接增加焦油产量；脱附系统中，替换下来的饱和活性炭进入煤场，与煤混合后进入焦炉生产焦炭，冷凝器冷凝下来的高浓度有机废水进入水层槽分层后，上层的有机物回收利用，下层的冷凝水直接进入机械化澄清槽，由于废水量少、浓度低，因此进入机械化澄清槽后间接进入污水处理系统，不会对原系统造成危害；碱洗塔采用污水处理站出水作为生产水，吸收后的液体进入机械化澄清槽，此工序不增加新的废水；洗涤吸附处理后的废气进入焦炉燃烧室燃烧，无任何污染源排放，因此无需监测。该技术将粗苯工序、油库区域高附加值挥发性物质引入煤气负压系统进行回收，不仅增加了经济收益，而且避免了多级洗涤除苯效率低、可燃气体超标等问题，达到了VOCs治理安全、高效、无二次污染、低成本的要求。

4 结 语

4.1

太钢焦化厂对鼓冷、脱硫、硫铵工序VOCs治理采用多级洗涤+活性炭吸附+进入焦炉配风燃烧技术，实现了现场区域嗅觉上无异味，回收部分焦油、氨等，无二次污染，无废气排放源，无需监测，运行安全可靠，满足环保治理要求。

4.2

太钢焦化厂对粗苯工序、油库VOCs治理采用氮封+引入负压系统技术，有效减少了苯的挥发，实现了现场区域嗅觉上无异味，回收高附加值苯，增加经济收益，减少安全风险。

4.3

随着工业经济的发展，国家对VOCs的排放将采取更加严格的管控措施，多种技术组合使用是VOCs治理技术必然的发展趋势。通过对国内主流VOCs治理技术的分析，并结合太钢焦化厂VOCs治理实践效果，可为同类企业VOCs的治理提供借鉴。

参考文献：

[1]ZHANG Y H，SU H，ZHONG L J，et al.Regional Ozone Pollution and Observation-based Approach for Analyzing Ozone-precursor Relationship During the PRIDE-PRD2004 Campaign[J].Atmospheric Environment，2008，42（25）：6 203-6 218.

[2]WEI W，WANG S X，CHATANI S，et al.Emission and Speciation of Non-methane Volatile Organic Compounds from Anthropogenic Sources in China[J].Atmospheric Environment，2008，42（20）：4 976-4 988.

[3]陶凤君，付 强，李晓旭，等.焦化工业废气治理技术综述[J].燃料与化工，2018，49（3）：43-45.TAO F J，FU Q，LI X X，et al.Review on Waste Gas Treatment Technology in Coking Industry[J].Fuel& Chemical Processes，2018，49（3）：43-45.

[4]顾兴林，华 祥，冯江华，等.焦化VOCs治理浅析[J].山东化工，2019，48（11）：201-202，204.GU X L，HUA X，FENG J H，et al.Analysis of Coking Volatile Organic Compounds Treatment[J].Shandong Chemical Industry，2019，48（11）：201-202，204.

来源：煤化工期刊