浅谈石化企业VOCs治理及其设计要点

浅谈石化企业VOCs治理及其设计要点

陈科宇

南京金凌石化工程设计有限公司广州分公司 广东广州 510000

摘要：本文特别针对现阶段所具有的情况进行分析，了解和阐述VOCs污染治理工作开展的关键性。然后特别针对石化企业VOCs治理设计工作中的重点进行分析，以期能够为石化企业VOCs治理工作提供一定的参考性意见。

关键词：VOCs治理；石化企业；设计

引言

VOCs气体本身所具有的沸点比较低，而且具有挥发性的特点。若是将其排放到大气之中，通紫外线的作用会出现一定的光化学作用，从而造成空气的二次性污染。与此同时，还会与第一次污染物之间进行混合，从而形成光化学烟雾污染，这样会对人体和动植物都会造成非常大的伤害，影响生长发育，具有非常大的危害。因此，需要对其进行废气治理操作。

1. VOCs废气治理工作开展的必要性

1.1 VOCs的定义

VOCs指的是挥发性有机物质，是指一种与大气光化学反应的有机物质，亦可指通过规定的技术测定或核算而确定的有机物质。本文中的VOCs按非甲烷总烃来进行计算[1]。

1.2保护环境

对于VOCs废气来说，一般都会出现在石化企业厂区内部，这样就会导致厂区四周会受到环境影响，还会对厂内职工的身体健康带来严重的问题。因此，我国政府特别重视对VOCs废气的治理工作。我国的环保法也会针对VOCs废气的排放要求进行明确规定，从而使得厂区周边环境质量不断提升。石化企业更加需要重点关注VOCs废气治理问题，可以确保周边居民和厂内职工的身体健康，也能够改善周围环境，达到绿色发展的目标。

2. VOCs废气治理常用的工艺路线

2.1 源头控制

在开展VOCs污染治理工作时，需要优先从源头控制，应尽量减少VOCs废气的排放量，这样才能够从根本上去解决问题。石化企业应该特别针对含有VOCs成分的物料进行专业化储存和运输，同时也应该针对相关设备与管线等相关组件进行重点管理工作，避免出现泄漏。因此，可以通过设备密闭的方式来解决，也可以做好相关工艺的改造，实现对VOCs气体的收集，这样才能够减少VOCs气体的排放量，达到根源控制的目标[2]。

对挥发性有机液体储罐而言，内浮顶罐主要是通过浮动盘和罐壁之间实现有效封闭的方法来进行治理；而对于外浮顶罐来讲，会在浮动盘和罐壁的中间设置双闭式密封，并且在初级密封通常会采用液体镶嵌式和机械式鞋形密封；对于固定顶罐来讲，应该做好废气回收工作，也可以通过处理装置进行废气处理，从而能够达到源头控制的效果。

2.2 末端治理

VOCs废气的末端治理工作十分重要，但是因为VOCs废气中所含有的成分比较复杂，而且相关治理技术的种类比较繁杂，在进行选用时也存在比较大的差异，需要在技术的选型过程中，与整个系统进行适配，这样才能够达到末端治理的效果。末端治理方法主要包括回收法和破坏法。当VOCs的浓度低于30000mg/m3时，可以选用破坏法来进行处理，需要使用的燃烧（氧化）装置包含很多种类型，例如催化氧化装置（RCO）、蓄热氧化装置（RTO）、加热炉、锅炉等；若是VOCs浓度高于或者等于30000mg/m3时，可以选用回收法来进行处理，可以选用吸附、吸收、冷凝、膜分离及其组合工艺来进行回收治理，若是无法达到排放标准，然后再选用破坏法进行处理。常用治理方法详见表1。

表1 常用的VOCs废气治理方法简介

目前VOCs排放标准非常严格，用单一的治理工艺通常不能满足要求，一般采用组合式治理工艺，治理效果可达标排放[3]。

3.VOCs废气治理的设计步骤和要点

3.1明确VOCs排放设施的适用标准、规范

首先,要结合国家、行业标准和地方规范中的VOCs尾气排放条件，以及相应的地方规范适用范围,先确定了尾气处理后的排放标准。举例说明详见表2。

表2常用的VOCs废气排放限值

3.2明确VOCs废气的性质、工况和对应工艺要求

在进行VOCs治理工作中，需要对其性质了解，包括VOCs浓度、腐蚀性、气量（最小/正常/最大，变化规律）、操作温度等相关内容。

（1）介质组成

若是VOCs废气无腐蚀性，并且其所具有的氧含量小于1%（V%），同时热值符合SH3009要求，那么就可以将废气排放到原有的低压瓦斯系统之中，降低成本。

（2）腐蚀性

若是含有腐蚀性，需要做好预处理工作。将其脱除腐蚀性后才能送到下游设备。

（3）操作温度

若是VOCs废气温度比较高，压头无法满足运输要求，而且风机无法承受高温，那么需要先降温和分液处理，之后送入风机。

（4）气量调节方式

若VOCs废气排放稳定、连续，可选用工频风机进行输送；若排放波动大，可采用变频风机进行输送，风机与入口压力组成控制回路。

3.4设计要点总结

首先，需要确认废气是否具有爆炸的可能性，若是可燃气浓度小于25%，可认为无爆炸性。其次，需要将VOCs废气送入蓄热氧化、锅炉等处理设施中，并且控制浓度小于25%。若是废气排放为微正压时，管道阻火器的压力降应该小于0.3kPa；最后，若是风机出口压力高，压力降可放宽要求。若是多个系统合用一套处理设备时，应该对收集系统设置紧急切断阀。如果抽气风机为间歇运行模式，应该使得密封气连续注入但是风机存在联锁启停问题，轴封可选用油封。

4.结语

总而言之，VOCs治理工作是现阶段石化企业应该面对的重要问题，通过石化企业的日常生产工作会出现VOCs污染问题，通过先进的治理技术使用能够在很大程度上减少污染。

参考文献：

[1] 石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求（试行），中国石化安技〔2018〕33号.

[2] 中国石化炼化企业VOCs综合治理技术指南（试行），中国石化科〔2017〕104号.

[3] 石油化工可燃性气体排放系统设计规范，SH 3009-2013.