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行業背景

隨著空氣污染問題的日趨嚴峻,全國各地都出臺了《大氣污染防治行動計劃》實施方案,對化工企業征收VOCs排污費,化工企業作為VOCs的主要來源,企業的廢氣處理技術也成為關注的焦點。2013年下發了《大氣污染防治行動計劃》,據此,制定了《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》,為VOCs減排計劃實現提供了具體的措施要求。


隨著《石油化學工業污染物排放標準》(GB 31571-2015)和《石油煉制工業污染物排放標準》(GB 31570-2015)頒布,我國化工行業的VOCs治理開始進入攻堅階段。


據相關調查研究表明,VOCs排放源中化工企業(有機化工、精細化工等企業)的排放量居全國工業VOCs排放源。




化工企業中VOCs的產生主要有兩種形式

一是生產工藝中產生的廢氣排放,排放氣體中的污染物與化工生產工藝過程和工序工況條件有關,種類多且性質差異較大,這種排放有組織性,排放量可以估算。


二是通過其他環節揮發產生,產生的VOCs由于具有很強的擴散性和反應活性,能夠在一定條件下經過各種復雜的化學反應發生轉化,該類形式產生的VOCs的排放量無法準確估計,產生源的分析也存在困難。


化工企業的VOCs主要治理技術

吸收+吸附技術:先利用低溫餾分油吸收回收大部分VOCs組分,再經過活性炭吸附罐變壓或變溫吸附脫附后氣體達標排放。該技術比較適合于含硫較高的VOCs廢氣處理。 針對化工行業VOCs組分復雜、有可能含有酸堿物質,前端吸收噴淋塔的吸收介質可以是含酸或堿性物質。在吸收的同時對VOCs進行酸堿中和。保證后續吸附段正常運行。


冷凝+吸附技術:冷凝法是繼常溫吸收技術后發展的回收技術,單純使用冷凝法如要達到現有標準,需要將油氣冷卻到-110℃,這樣能耗過高。因此現在常用的技術為冷凝+吸附組合工藝。該工藝中的冷凝裝置一般經過三級冷凝把油氣冷凝到-75℃。可回收大部分液體油品,油氣再進入變壓或變溫吸附脫附后達標排放。


吸附+CO技術:利用高吸附性能的活性碳纖維、顆粒炭、蜂窩炭和耐高溫高濕整體式分子篩等固體吸附材料對工業廢氣中的VOCs進行富集,對吸附飽和的活性炭進行強化脫附工藝處理,脫附出的VOCs進入高效催化材料床層進行催化燃燒工藝處理,進而降解VOCs。該技術的VOCs去除效率一般大于95%,可達98%以上。


轉輪+CO技術:采用高濃縮倍率沸石轉輪設備對大風量廢氣中的VOCs進行分離濃縮,吸附后的氣體達標排放。再生廢氣濃度濃縮10~15倍,濃縮后的廢氣進入催化燃燒爐進行燃燒處理,被分解成CO2和H2O。沸石轉輪被分隔成吸附、再生、冷卻三個區的殼體中,以每小時3~8轉的速度緩慢旋轉。設備裝有冷熱氣體換熱器,對系統熱量進行有效回收和利用,出口濃度優于相關標準。


轉輪+RTO技術:采用高濃縮倍率沸石轉輪濃縮設備將廢氣濃縮10~15倍,濃縮后的廢氣進入蓄熱式燃燒爐進行燃燒處理,被分解成CO2和H2O,反應后的高溫煙氣進入特殊結構的陶瓷蓄熱體,95%的廢氣熱量被蓄熱體吸收,溫度降到接近進口溫度。不同蓄熱體通過切換閥或者旋轉裝置隨時間進行轉換,分別進行吸熱和放熱,對系統熱量進行有效回收和利用,熱回收效率可達95%以上,出口濃度優于相關標準。


環保政策及排放標準

2014年4月環境保護部和質量監督檢驗檢疫總局共同發布了《石油化學工業污染物排放標準》GB31571-2015,標準規定了石油化學工業企業及其生產設施的水污染物和大氣污染物排放限值、監測和監督管理要求。 隨后各地方又陸續頒布了石油化學工業大氣污染物排放的地方標準,如上海市地標《大氣污染物綜合排放標準》DB31/933-2015,江蘇省地標《化學工業揮發性有機物排放標準》DB32/3151-2016等。 部分國標和地標中關于大氣污染物允許排放濃度限值:濃度單位:mg/m3


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