关键词：VOCs治理；煤化工；环保管理；LDAR检测
1煤化工煤气净化尾气中VOCs治理技术分析
VOC废气被称为挥发性有机污染物气体。其主要化学物质为氧、氮、氯、硫、甲烷等有机化合物。在煤化工生产过程中，vocs废气的主要形成环节包括有机液体罐区；合成、过滤、蒸馏、离心等生产过程；生产车间的物料输送过程；生产环节泄漏情况等。工业vocs的危害主要体现在三个方面：对人体健康的危害、光化学污染、火灾爆炸。当前主要的VOCs治理技术有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、催化氧化法、焚烧法。
2 VOCs治理工艺技术特点与优势
（1）高效性
VOCs净化效果显着、运行稳定、净化效率高、无二次污染。利用热力法燃烧方式氧化分解VOCs气体，在适当的温度下，提供充足的燃烧氧气和一定驻留时间，就能达到去除效率，净化效果好。同时该设备主机工作稳定，不存在堵塞现象。
（2）低能耗
废气风机管路上设置旁路，当待处理废气的压力大于10kpa时，废气风机低频运行，废气通过旁路送入燃烧室，该工艺能根据废气管路上的压力变送装置与气动调节阀实现自动调节，节能效果显著；
设置温度变送装置对预加热式直燃炉TO燃烧室温度变化及时反馈，通过预加热器旁通管路自动调节烟气进入预加热器的供气量，从而控制稀释空气换热后的温度，维持燃烧室炉膛内温度≥760℃，能实现运行过程中燃料气的最低消耗，降低燃料消耗也就意味着运行费用大大降低；
同时使用废气锅炉对余热再利用，最大限度回收燃烧产物中的显热，热效率高，排烟温度低。
（3）自动化
本系统自动化程度高，风机均为变频控制，各个管路上的控制阀为气动阀，通过联锁控制能实现自动运行，操作方便，可实现24小时无人值守。
（4）安全性
在工艺管路上设置水封罐，利用水封罐将TO装置与厂区内低温甲醇洗装置隔离开，杜绝了火焰传播的可能性,并且水封对爆炸冲击波有阻尼缓冲作用，为工艺装置提供可靠的安全屏障。在该工艺路线中存在爆炸风险的可燃气体与空气直接在燃烧器中混合燃烧，不提前在管路中预混，不存在爆炸的危险；同时系统中多处设置高温报警装置，严格控制该系统运行过程中的燃烧安全性；综合考虑该项目处理的低温甲醇洗装置与混合制冷装置（生产液氨的装置）以及硫化氢浓缩装置（生产高纯硫化氢）相邻，当装置检修或泄露，大量氨气或者硫化氢弥漫在周围空气中，助燃空气或稀释空气会将此氨气/硫化氢带入VOCs治理装置，因此在预加热式直燃炉TO+废热锅炉系统布置区域内合理增设6台可燃有毒气体报警装置，同时系统中空气进口设置为高位取风，且取风口设置为当地的上风向，保障VOCs治理装置正常运行；针对尾气湿度较大、冬季空气湿度较大、空气温度昼夜温差较大、冬季气温极低，夏季气温极高的气象条件，在助燃空气与稀释空气管路的风机入口前设置低压低温锅炉给水伴热，保障后续VOCs治理装置正常运行。
图1工艺线路
工艺路线：在处理低温甲醇洗D系列排气筒废气前，首先将预加热式直燃炉TO的燃烧室预热到设定温度，在助燃空气风机的作用下，助燃空气与厂区内燃料气在燃烧器中混合燃烧，当燃烧室中的温度恒定在设定的温度后，在稀释空气风机的作用下经TO后端的预加热器换热后将稀释空气送入燃烧室的炉膛，然后排气筒废气通过废气风机的作用直接送入燃烧器，与助燃空气在燃烧器内进行预热预混，进入燃烧室炉膛与稀释空气充分混合，与此同时当炉膛温度维持在≥760℃时，稀释空气提供VOCs气体在高温作用下分解成二氧化碳和水时所需的氧，同时为了增加VOCs与氧气分子的有效碰撞，工艺路线中严格控制烟气中氧含量＞3%，保障非甲烷总烃的去除率≥99%。
利用废热锅炉最大程度的回收显热，热回收效率高；针对烟气中二氧化硫浓度超标的问题，利用碱法脱硫脱除烟气中二氧化硫，使烟气达标排放。
3VOCs治理技术比对
一般来说，vocs的治理主要集中在三个方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一是不断改进VOCs的生产工艺，从源头上加以控制。二是加强对生产过程中产生的VOCs的回收利用。三是对单独排放的挥发性有机物进行处理。由于前两种治理方法涉及企业的生产过程，本文主要对第三种治理方法进行研究和分析。
3.1传统技术
1、直接燃烧
vocs在一定温度下可被氧气氧化为水和二氧化碳，但该方法条件苛刻，只能用于高浓度vocs的处理。当燃烧值较低时，必须连续向系统供油，以保持系统的正常运行。此外，燃烧过程中还可能产生氮氧化物等形式的二次污染。
2、催化燃烧
当vocs浓度较低时，采用直接燃烧法处理vocs比较困难。催化燃烧可使vocs在较低温度下氧化分解，主要适用于苯、醛、醇等浓度较低、量较大的vocs。催化燃烧反应温度较低，不易产生氮氧化物等污染物。
3、吸附作用
vocs主要被多孔大表面积吸附剂吸附。该方法更适用于成分简单、气流稳定、浓度范围一定的vocs废气的处理。其中，活性炭和大孔树脂是常用的吸附剂。广泛用于脂肪及各种酮、醇、酯的吸附回收。
4、吸收
吸附法主要是利用液体吸收剂回收气体中的挥发性有机物，其实质是对挥发性有机物的富集。该法处理的vocs浓度与吸附法相近，在300*10-6~5000*10-6r/min范围内，吸附法处理效率很高，一般可达95%以上。常用的吸收装置有填料塔和喷淋塔。吸附法对常温、低温、低浓度的vocs非常有效，成本相对较低。
5、混凝
冷凝法是根据vocs污染物在不同压力和温度下的蒸气压差，使其过饱和并冷凝，从而实现vocs的净化和回收。在实际应用中，混凝法通常与吸附、吸附等处理方法相结合，以尽可能降低处理成本。
3.2新型技术
1、生物学方法
生物法是一种新型的vocs处理技术。其原理与氧化法相似。主要利用微生物将挥发性有机物氧化成水和二氧化碳，达到净化处理的目的。这种处理方法成本较低，所需设备较少。可用于低浓度vocs污染气体的处理。但该方法在实际应用过程中对环境ph值、温度和湿度有一定的要求。一旦不能完全氧化，仍可能产生其他剧毒二次污染物。
2、再生燃烧
直接燃烧方式不可避免地会产生大量的烟气，浪费整个系统的热能。因此，人们逐渐开发出各种利用烟气余热的节能技术。其中，利用陶瓷球等蓄热体吸热是最有效的方式。再生燃烧主要由再生床、控制阀、燃烧室和控制系统组成。其主要目的是将高温气体的进热量储存在燃烧室内，然后将再生床中废弃的VOCs加热，在一定温度下，VOCs在燃烧室内发生氧化还原反应。
3、等离子体法
低温等离子体中的电子和离子具有很高的化学活性，因此会发生一些需要高活化能的化学反应，这些反应会转化或分解难以去除的vocs污染物。
4、膜分离
膜分离是利用聚合物复合膜的选择性渗透性，通过膜分离有机物和废物的过程。实际上，通常使用压缩机或真空泵来提高膜的渗透性。气流中的vocs可以优先通过渗透膜，从而形成高浓度的vocs，而氮和氧则留在截留侧，不适合渗透。
3.3vocs技术结合
各种vocs处理技术各有利弊。综合考虑经济技术因素，最明显的优势是各种vocs处理技术的综合应用。例如，利用新型吸附床和活性炭纤维，集加热和制冷功能于一体，确定了碳吸附和冷凝回收工艺，在高浓度vocs的处理中有着广泛的应用。以陶瓷等再生材料为填充床的再生燃烧技术，可以吸收燃烧区的气体并储存其热量，然后将热量转化为冷气体。回收率可达98%以上。再生燃烧与催化燃烧相结合，一方面可以实现热能的回收利用，另一方面可以实现处理过程中的无焰燃烧。
结束语
本文对一些vocs处理工艺进行了深入的研究和分析，各种处理方法各有优缺点。为进一步提高vocs治理效果，相关技术人员仍需不断努力，从实践中探索更有效的治理方法，努力不断提高vocs治理的效率和效果。
参考文献
[1]舒心，张磊，曹亚涛，等.凹版印刷VOCs治理的新技术及回收溶剂的综合利用[J].塑料包装，2017，27（5）：59-62.
论文作者:剡韩宁 赵超 任亚红
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
标签：废气论文; 温度论文; 空气论文; 装置论文; 燃烧室论文; 烟气论文; 气体论文; 《科学与技术》2019年第12期论文;