化工企業(yè)VOC氣體回收工藝研究

時(shí)間:2022-01-15 04:51:42

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化工企業(yè)VOC氣體回收工藝研究

摘要:化工企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生大量的voc氣體,具有較大的污染性,會(huì)造成周圍環(huán)境和人身健康的嚴(yán)重威脅,需要在加強(qiáng)化工企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí),也要加強(qiáng)對(duì)VOC氣體的回收,降低對(duì)周圍環(huán)境和人身健康的不利影響。但是在現(xiàn)階段的VOC氣體回收情況中,部分化工企業(yè)尚未掌握成熟的回收工藝,或存在回收工藝過于老舊的問題,無法達(dá)到良好的回收作用。文章將通過對(duì)化工企業(yè)VOC氣體回收工藝的深入分析,進(jìn)行工藝調(diào)整和改善的探討,提高化工企業(yè)VOC氣體回收工藝的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:化產(chǎn)企業(yè);VOC氣體;回收工藝;調(diào)整及改善

VOC氣體中含有大量具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物,造成的污染嚴(yán)重程度較高、范圍也較廣,通常在石化化工、重金屬冶煉、工業(yè)涂裝、汽車尾氣排放和房屋裝修材料中所產(chǎn)生的VOC氣體最多。為了保護(hù)人身健康和生態(tài)環(huán)境,不僅需要降低VOC氣體的排放量,還需要對(duì)VOC氣體進(jìn)行科學(xué)的回收處理,降低VOC氣體的有害性。

1化工行業(yè)中的VOC氣體概述

1.1VOC氣體的含義。VOC氣體由大量會(huì)發(fā)性的有機(jī)物質(zhì)組成,所以還被稱為揮發(fā)性有機(jī)污染氣體,VOC氣體會(huì)和大氣形成化學(xué)反應(yīng),造成有機(jī)化合物的產(chǎn)生。其VOC氣體的有機(jī)物之中,主要的化學(xué)成分又甲烷烴、氧、氮和硫,在對(duì)生態(tài)環(huán)境遭橫嚴(yán)重的污染中,以臭氧層的污染較為嚴(yán)重,也間接對(duì)人身健康造成威脅。1.2VOC氣體的主要形成環(huán)節(jié)。VOC氣體在多種化工企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中都會(huì)有所排放,所以VOC氣體的排放量較高,主要的形成環(huán)節(jié)能夠總結(jié)為五個(gè),第一個(gè)是在生產(chǎn)活動(dòng)中的有機(jī)液體儲(chǔ)罐區(qū)域內(nèi),由于大呼吸和小呼吸的狀態(tài)特性,會(huì)產(chǎn)生較多具有揮發(fā)特性的VOC氣體;第二個(gè)是在生產(chǎn)活動(dòng)中離心、化工、過濾和蒸餾等環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的VOC氣體量較大;第三個(gè)是在生產(chǎn)活動(dòng)中物料轉(zhuǎn)移產(chǎn)生較多的VOC氣體;第四個(gè)是在生產(chǎn)過活動(dòng)中由于生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行,可能會(huì)存在不同程度的損傷和老化等問題,造成物料泄漏,導(dǎo)致VOC氣體的大量產(chǎn)生;第五個(gè)是化工廠企業(yè)生產(chǎn)管理中由于管理機(jī)制不完善,管理人員對(duì)操作人員的操作水平缺乏有力的監(jiān)管,導(dǎo)致生產(chǎn)操作不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,大量產(chǎn)生VOC氣體。

2原洗凈塔回收VOC氣體工藝中存在的問題

2.1洗凈塔尾氣排放不達(dá)標(biāo)。在鼓冷區(qū)域進(jìn)行氣體收集后,在洗凈塔的循環(huán)處理中經(jīng)過單次洗滌、吸收后,大量的雜質(zhì)仍然存在氣體中,且在循環(huán)處理時(shí),處理質(zhì)量還會(huì)受到其他外在因素的影響而下降,甚至產(chǎn)生聚合物,導(dǎo)致少量不完全產(chǎn)物一氧化碳等有害氣體的出現(xiàn),更難以達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn),無法順利排放。2.2VOC氣體回收管道雜質(zhì)堆積。由于VOC氣體的回收是在生產(chǎn)過程中的直接回收,所以其中含有的焦油、萘等含量也較高,經(jīng)過冷凝和沉淀后會(huì)造成管道內(nèi)部的焦油等物質(zhì)沉積,使管道內(nèi)部空間逐漸縮小,導(dǎo)致氣體的流動(dòng)性逐漸降低,影響VOC氣體回收工藝的質(zhì)量。在對(duì)管道進(jìn)行清理時(shí),由于管道的管徑較大,常規(guī)的蒸汽清理法難以達(dá)到徹底清理的效果,清理后仍然存在部分雜質(zhì)殘留,多次反復(fù)的蒸汽清理還會(huì)導(dǎo)致殘留的雜質(zhì)變硬,更難以進(jìn)行清理。2.3引風(fēng)機(jī)損壞頻率高。原洗凈塔VOC氣體回收工藝中采用的引風(fēng)機(jī)為普通的高壓離心通風(fēng)機(jī),在長(zhǎng)期的功能運(yùn)行中,會(huì)形成大量焦油、笨等物質(zhì)在引風(fēng)機(jī)內(nèi)部的堆積,如果得不到及時(shí)清理會(huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)的功能運(yùn)行受到影響,造成VOC氣體回收工藝質(zhì)量的下降。2.4VOC氣體回收不全面。在化工企業(yè)的大量生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都存在VOC氣體產(chǎn)生的可能性,但在原洗凈塔VOC氣體回收工藝中,以鼓冷區(qū)域VOC氣體的回收為主,其他油庫(kù)、粗苯等區(qū)域的VOC氣體無法得到有效的回收處理,仍然難以解決VOC氣體的排放問題。

3負(fù)壓回收VOC氣體工藝中存在的問題

3.1VOC氣體回收管道吸力波動(dòng)大。VOC氣體回收管道微負(fù)壓為-20Pa至-50Pa范圍內(nèi),在實(shí)際的運(yùn)行過程中能更達(dá)到0至-200Pa之間,且波動(dòng)頻率較高。初冷器提供VOC總管道吸力,基本穩(wěn)定保持在-1.2kPa左右,波動(dòng)頻率較低,也不會(huì)影響到VOC分支管道吸力。通常可以采取兩套氣動(dòng)閥對(duì)VOC分支管道吸力進(jìn)行控制,通過氣動(dòng)閥組開閉對(duì)吸力較大的VOC管道進(jìn)行調(diào)節(jié),通過氮?dú)獗洪y組開閉對(duì)VOC管道吸力進(jìn)行微調(diào)。3.2VOC管道吸力偏低。造成VOC管道吸力偏低原因主要為以下三點(diǎn):第一點(diǎn)是VOC管道是為了適應(yīng)新工藝而相應(yīng)增添的管道設(shè)計(jì),管道具有較大的長(zhǎng)度,在設(shè)計(jì)過程中需要進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)考量,包括VOC管道在各個(gè)爬坡處的泄液管道設(shè)計(jì)能夠不斷自動(dòng)排出存液等,確保管道的吸力作用能夠充分發(fā)揮。但是如果環(huán)境溫度過低,泄液管道被凍堵后將導(dǎo)致VOC管道產(chǎn)生大量積液,無法充分發(fā)揮吸力作用。第二點(diǎn)是VOC管道設(shè)計(jì)管徑有限,會(huì)產(chǎn)生部分點(diǎn)位VOC氣體無法被完全回收。造成這種問題的原因包括脫水溫度過高的油庫(kù)工段焦油罐,當(dāng)溫度達(dá)到85-95℃時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量氣體的揮發(fā),當(dāng)開啟冷凝工段焦油管道蒸汽吹掃后,就會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽。第三點(diǎn)是VOC管道中的大量雜質(zhì)堆積,使氣體通道被堵塞。3.3部分VOC氣體回收點(diǎn)位回收難度大。在負(fù)壓回收VOC氣體工藝中,以機(jī)械化澄清槽和油庫(kù)部分的VOC氣體回收點(diǎn)位回收難度較大,在機(jī)械化澄清槽回收點(diǎn)位中,大量焦油渣沉積在澄清槽底部,通過刮板輸送機(jī)輸送至前伸的頭部漏斗內(nèi)進(jìn)行排出,懸空落入出渣口下的渣滓斗中,而機(jī)頭部位與大氣是直接連通的結(jié)構(gòu),所以在對(duì)機(jī)械化澄清槽進(jìn)行VOC氣體回收時(shí),不僅氣體回收量較大,且回收氣體中還含有大量的氧氣,在煤氣系統(tǒng)內(nèi)存在較大的安全隱患。在油庫(kù)回收點(diǎn)位中,當(dāng)進(jìn)行焦油、粗苯的裝車操作時(shí)溫度高達(dá)90℃,而裝車鶴管和罐車裝車口的連通處保持開放狀態(tài),導(dǎo)致大量焦油氣的外散,所以在油庫(kù)進(jìn)行VOC氣體回收時(shí),無法保障收集質(zhì)量。

4VOC氣體回收工藝的調(diào)整及改善

4.1VOC管道吸力波動(dòng)大的解決措施。對(duì)于VOC管道吸力波動(dòng)大的情況,可以通過對(duì)管道內(nèi)的氮?dú)饬髁靠刂七M(jìn)行調(diào)節(jié),VOC管道內(nèi)的氮?dú)夤艿琅cVOC主管道的連接管道為覫50mm,氮?dú)鈦須鈮簽?.4MP,所以對(duì)于進(jìn)入VOC主管道的氮?dú)饬髁靠梢酝ㄟ^DN50mm的氣動(dòng)閥開關(guān)幅度進(jìn)行控制,將孔板節(jié)流裝置在氮?dú)鈿鈩?dòng)閥前管道中,能夠確保氮?dú)饬髁糠€(wěn)定在合理范圍之內(nèi),避免造成VOC吸力波動(dòng)大的問題。4.2VOC回收管道吸力偏低的解決措施。針對(duì)VOC回收管道吸力偏低的三個(gè)原因,可以采取以下三種措施進(jìn)行解決:首先是在VOC回收管道泄液管中進(jìn)行伴熱蒸汽的加裝,并做好保溫措施,當(dāng)環(huán)境溫度低于10℃存在泄液凍堵隱患時(shí),就可以將伴熱蒸汽開啟,通過加溫的方式避免泄液管的凍堵問題發(fā)生。其次是對(duì)焦油罐焦油脫水的溫度進(jìn)行調(diào)整,將85-95℃調(diào)整至70-80℃,能夠有效降低蒸汽量,使油罐區(qū)焦油罐的氣體揮發(fā)量得以降低?;蚴菍?duì)冷凝工段焦油管道蒸汽吹掃方式進(jìn)行調(diào)整,降低清掃蒸汽的用量。4.3部分難回收的VOC氣體回收點(diǎn)位改造。在進(jìn)行機(jī)械化澄清槽的改造時(shí),機(jī)頭改造就是關(guān)鍵,主要是以液壓裝置控制的伸縮套形式作為出渣口的密封蓋,能夠達(dá)到出渣口在正常生產(chǎn)的同時(shí)還可以將機(jī)械化澄清槽內(nèi)部與大氣進(jìn)行隔離,使負(fù)壓回收VOC氣體工藝能夠有效避免大量氧氣積存在煤氣系統(tǒng)中的安全隱患。在進(jìn)行油庫(kù)的改造時(shí),粗苯和焦油裝車系統(tǒng)就是關(guān)鍵,主要是采用集氣裝置進(jìn)行裝車鶴管的安裝,使裝車口的VOC氣體能夠避免大量發(fā)散,降低氣體污染風(fēng)險(xiǎn)。

5加強(qiáng)VOC治理改善環(huán)境的管理策略

5.1建立完善的排放標(biāo)準(zhǔn)。排放標(biāo)準(zhǔn)是控制治理效果的關(guān)鍵,需要根據(jù)VOC氣體的特點(diǎn)和性質(zhì)以及實(shí)際的生產(chǎn)情況,制定出科學(xué)合理的排放標(biāo)準(zhǔn),并確保通過相關(guān)措施的處理能夠切實(shí)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求,避免排放標(biāo)準(zhǔn)制定的過高或過低,導(dǎo)致治理效果無法達(dá)標(biāo)造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。在進(jìn)行VOC治理時(shí),可以根據(jù)實(shí)際的治理效果打造豁免企業(yè)進(jìn)行宣傳,有利于提高VOC治理的社會(huì)效益,使更多的企業(yè)和群眾能夠認(rèn)識(shí)到VOC治理的重要性,并積極參與。還需要根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)的情況,建立起相應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制,對(duì)相關(guān)企業(yè)的治理情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管,確保企業(yè)能夠按照排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行VOC治理,更好的達(dá)到VOC治理的理想效果。5.2提高VOC治理的效果。VOC治理不當(dāng)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的影響,尤其是對(duì)空氣和水源的污染,更是會(huì)直接對(duì)人們的身體健康造成較大的威脅。所以對(duì)于VOC治理要注重效果的有效和提高,不能形式主義,也不能蒙混過關(guān),必須建立在綠色環(huán)保理念的基礎(chǔ)之上,發(fā)揮出保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。在進(jìn)行VOC治理時(shí),就需要對(duì)治理的措施、過程、結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格管理,在嚴(yán)格控制治理質(zhì)量的同時(shí),也需要積極思考和創(chuàng)新,通過對(duì)處理措施等環(huán)節(jié)的改進(jìn),能夠提高VOC治理的效果,加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和身心健康的保護(hù)。并且還要根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況,進(jìn)行更加針對(duì)性的VOC治理模式,也有利于VOC治理效果的提高。5.3加強(qiáng)源頭的排放控制。源頭排放是造成污染問題的關(guān)鍵,只有控制好源頭排放才能夠更好的進(jìn)行VOC治理。比如在生產(chǎn)過程中,選擇產(chǎn)生VOC氣體較少的原材料,或改善工藝降低VOC氣體的含量和排放量等,都能夠起到有效的排放源頭控制作用。通過對(duì)VOC排放量的減少控制,能夠減輕后期治理的負(fù)擔(dān),更容易達(dá)到治理標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用。所以對(duì)VOC治理要注重整體性,不僅僅是對(duì)結(jié)果的控制,在排放的源頭、治理的過程中以及治理結(jié)果等環(huán)節(jié),都需要加強(qiáng)管理意識(shí)和處理工藝,促進(jìn)每個(gè)環(huán)節(jié)的治理效果提高。

化工企業(yè)產(chǎn)生的VOC氣體具有較大的污染性,為了保護(hù)人身健康和生態(tài)環(huán)境,必須要進(jìn)行嚴(yán)格的回收處理,但在當(dāng)前的回收工藝中存在部分問題,導(dǎo)致回收處理質(zhì)量受到影響,難以發(fā)揮出理想的回收處理作用,通過對(duì)化工企業(yè)VOC氣體回收工藝的分析,根據(jù)當(dāng)前回收工藝中存在的實(shí)際問題和工藝水平,總結(jié)出回收工藝的調(diào)整及改善建議,希望能夠?yàn)樘岣呋て髽I(yè)VOC氣體回收工藝質(zhì)量起到促進(jìn)作用,并推動(dòng)化工企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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作者:郭云 單位:淮北市生態(tài)環(huán)境局濉溪生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站