摘要：本文对储罐区各种废气处理技术进行了逐一分析与综合比较；对比分析了各种处理技术在罐区废气处理上的适用性以及投资费用上所存在的差异；并阐述了某炼厂储罐区“冷凝+吸附”组合工艺方法的实际应用案例。
关键词：罐区废气处理；比选；实际应用
储罐区的废气主要产生于储罐的大、小呼吸，废气的主要成分是VOCS，由于大部分储罐区储罐数量多、储量大，而且储存货品种类繁多，每年所排放的VOCS废气量非常巨大，若不经收集处理直接排放，将会造成严重的大气污染问题。
本文的目的在于为罐区类建设项目环境影响评价中关于大气环境影响预测评价及污染治理措施提供一些参考，进而为区域规划和环境管理提供必要的依据。
1 储罐区废气处理技术简介
1.1 吸附法
吸附法主要用于低浓度高通过量有机废气的净化。该方法去除率高，无二次污染，净化效率高，操作方便，且能实现自动控制；但由于吸附容量受限，不适于处理高浓度有机气体，同时吸附剂需要再生。吸附法的关键在于吸附剂的选择。常用的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶、人工沸石等。其中又以活性炭应用最广，性能好，去除率高，当有机物浓度在1000×10-6以上，吸附率可达 95%以上。
1.2 吸收法
吸收法利用废气中各种组分在吸收剂中的溶解度或化学反应特性的差异，使废气中的有害组分被吸收剂吸收，从而达到净化废气的目的。适用于处理废气流量较大、浓度较高、温度较低和压力较高情况下气相污染物的处理，去除率可达到 95%～98%。该技术法较高、需要定期更换吸收剂以及设备易受腐蚀[1]等。
1.3 冷凝法
冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。该法适用废气浓度范围为大于5%，去除效率高，但投资费用较高，因此往往与吸附、燃烧等方法联合使用，以回收较高价值的产品。
1.4 膜分离法
膜分离法是使用一种具有选择渗透性的聚合物膜将VOCS从废气中分离出来的处理方法。该法最适合处理有机物浓度较高的废气，回收效率在97%以上。优点是流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染；缺点是单级膜因分离程度很低，难以达到分离要求，而采用多级膜分离系统则会大大增加设备投资。
1.5 热破坏法
热破坏法是一种应用广泛的有机废气处理方法，其处理工艺设备都比较成熟，具体包括直接燃烧法、催化燃烧法和浓缩燃烧法等三种。有机化合物的热破坏机理比较复杂，有氧化、热裂解和热分解等反应过程，此工艺方法适合小风量、高浓度、连续排放的场合。
1.6 生物法
生物法净化实质上是一种氧化分解过程，它通过附着在介质上的活性微生物来吸收有机废气，并将其变为无害的无机物（CO2、H2O）或细胞组成物质。常见的生物处理工艺包括生物过滤法、生物滴滤法和生物洗涤法。生物法具有处理效果好、投资及运行费用低、反应条件温和（常温、常压）、无二次污染、易于管理等优点，尤其在处理大流量、低浓度的废气时更显其经济性和优越性，因而得到了广泛的应用。
2 废气处理技术在罐区的应用
2.1 适用范围比较
吸附法适用于低浓度、高通过量有机废气，温度不能过高；吸收法适用于废气流量较大、浓度较高、温度较低、压力较高的情况；冷凝法适用于高沸点有机物，有机废气浓度大于5%；膜分离法适用于高浓度、高价值的有机物回收；热破坏法适用于小风量、高浓度、连续排放的场合；生物法适用于大流量、低浓度的废气，废气温度小于40℃。
2.2 废气处理技术设备投资费用比较
根据相关报告[2，3]和市场调研，各种废气处理技术的设备投资存在较大差别，活性炭吸附法设备投资费用大概32万元/台，吸收法90万元/台，冷凝法65万元/台，膜分离法130万元/台，热破坏法200万元/台，生物法50万元/台。
上述价格设备价格仅供参考，具体要按照实际情况进行修正，但从中可见，活性炭吸附法和生物法具有明显的经济优势。
2.3 储罐区废气处理方案的比选分析
对比分析表1和表2，结合储罐区废气气量大，间歇排放等特点，笔者认为吸附法可以普遍应用在罐区废气治理当中；对于水溶性的气体，可以采取吸收法，用水作为吸收剂，成本相对较低，工艺原理也简单，容易操作；对于非水溶性的气体，由于吸收剂价格昂贵，应慎重选择；热破坏法可以应用在储罐区连续产生废气的场合，但缺点是设备投资太高；生物处理技术设备投资少，效果好，但须考虑占地面积大的问题，要结合罐区实际用地来考虑能否采用；而膜分离法适合用于气量小的场合，而且成本过高，不太适宜用于罐区废气治理；由于吸附法处理废气的温度不宜太高，因此冷凝法可以作为吸附法的预处理应用于罐区废气治理中。
综上所述，笔者认为“冷凝+吸附”组合工艺比较适合来处理储罐区的废气。
3 炼厂罐区废气处理的实际应用案例
针对储罐区废气处理技术的实际应用情况，在某炼厂罐区，已成功采用“冷凝+吸附”工艺来处理罐区废气，炼厂罐区的废气主要是油气，非常容易挥发而产生量大，这不仅造成油品损耗也严重污染环境。
3.1 工作原理
“冷凝+吸附”工艺的原理，是利用制冷技术，先将油气中的热量置换出来，使油气中绝大部分的组分（95%）从气态变为液态而回收，留下少量没有液化的轻质油气进入活性炭罐，利用活性炭对油气和空气组分与吸附剂之间结合力强弱的差别，使空气与油气组分分离，达到环保要求的洁净空气穿透活性炭床而排出。被活性炭吸附的油气组分通过真空解吸出来而再进入低温冷却液化，以达到油气回收和环保排放的目的。
3.2 工艺流程
该工艺的具体流程为（图1）：
图1 “冷凝+吸附”工艺流程图
⑴来自油库发油时密闭收集的常温混合油气，经抽吸送入预冷器，将混合油气温度降至3℃，冷凝出部分油和极大部分水至油水分离罐中。
⑵未凝结的油气进入浅冷器，温度继续降至-35～-40℃，并从浅冷器的底部分离出凝结液，凝结液排至油水分离罐中。
⑶未凝结的油气再进入深冷器，被进一步冷却，温度降至-70～-75℃，冷凝的液体也排至油水分离罐中。
⑷深冷器出口未凝结的气体与来自油气管道的高温油气进行间接热量交换，完成冷量回收，然后进入吸附装置。烃类物质被活性炭吸附，将净化后的洁净空气排放。当该吸附罐吸附油气接近饱和时，自动切换到另一个吸附罐。
4 结束语
废气处理技术方法众多，针对储罐区废气的特点，无论是广泛采用的传统处理方法，还是新开发的处理技术，均应从其适用范围、去除性能和投资运行费用等各方面因素综合权衡考虑，并结合购置成本、运营成本、处理效果和回收效果等因素进行处理工艺的比选。比选时，可以根据具体情况选择单一或组合工艺来治理储罐区的有机废气污染问题，这不仅有利于提高罐区有机废气的去除率，降低二次污染，同时还为储罐类建设项目环境影响评价过程中的大气污染治理措施提供有效的参考依据。
参考文献：
[1]童志权，王京刚等. 大气污染控制工程[M].北京：机械工业出版社，2006：166，204.
[2]徐雪，田晓刚，海洋. 两种喷漆废气处理方法的技术经济对比分析[J]. 能源与节能，2013（11）：142-144.
[3]王永康，田艳荣. 常见炼油碱渣处理技术介绍及对比[J]. 化工环保，2012（32）：521-525.
论文作者:洪洁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/14
标签：废气论文; 油气论文; 储罐论文; 活性炭论文; 较高论文; 技术论文; 万元论文; 《基层建设》2018年第21期论文;