化工倉儲庫廢氣排放及處理技術(shù)研究

強春林 李鳳緒 左妍

摘 要：介紹了化工倉儲廢氣排放的特點，減少廢氣排放的控制措施。對燃燒法、吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法等廢氣處理技術(shù)原理及適用性進行分析和對照；結(jié)合廢氣處理方式的選擇因素及相關(guān)經(jīng)驗，提出選擇方案。

關(guān) 鍵 詞：有機廢氣；吸附；吸收；冷凝；膜分離

中圖分類號：X 701 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）03-0608-02

Abstract： Characteristics of exhaust emission of chemical depository were introduced as well as emission control technology. Applicability and principles of some exhaust gas treatment techniques including combustion method， absorption method， adsorption method， condensation method， membrane separation method and so on were analyzed. Finally， combined with the exhaust gas processing mode selection factors and relevant experiences， how to select suitable treatment technique was put forward.

Keywords： Organic waste； Adsorption； Absorption； Condensate； Membrane separation.

液體化工品在沿海港口儲運發(fā)展十分迅速，化工倉儲庫的建設(shè)也越來越多。液體化工品通常具有易燃、易爆、有毒、揮發(fā)性強等特點，存儲和收發(fā)過程中易產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機氣體，直接排入大氣既污染環(huán)境，又危害人體健康，而且還容易產(chǎn)生爆炸和發(fā)生火災(zāi)，同時造成了資源的浪費。

隨著環(huán)境污染日趨嚴重，人們的環(huán)保意識、安全意識也日趨增強，各種環(huán)保法律、法規(guī)及規(guī)范相繼出臺，廢氣排放指標(biāo)要求越來越高。廢氣排放的控制技術(shù)及治理技術(shù)成為化工倉儲庫建設(shè)的關(guān)鍵。

1 化工倉儲庫廢氣排放及處理

1.1 化工倉儲庫廢氣排放特點

有機廢氣除了具有易燃、易爆、有毒、有害等特點外，對于化工倉儲庫產(chǎn)生的廢氣還具有以下特點：

1.1.1 組成復(fù)雜且多變

化工品倉儲庫儲存介質(zhì)種類繁多，且會跟隨市場的變化而變化。因此，產(chǎn)生的化工廢氣組分也就較多，且會隨工況而變。

1.1.2 濃度低，且具有波動性

介質(zhì)在受到擾動的情況下，揮發(fā)量變大，因此，操作頻繁的區(qū)域，如裝車區(qū)，產(chǎn)生的廢氣濃度相對較高。而儲罐區(qū)產(chǎn)生的廢氣濃度則相對較低，尤其是儲罐型式為內(nèi)浮頂，或設(shè)置氮封的情況下，儲罐大小呼吸產(chǎn)生的廢氣中有機物的濃度會更低。

不同的有機廢氣揮發(fā)性不同，混合廢氣中各組分的濃度也各不相同。且有機物揮發(fā)受溫度的影響較大，因此有機廢氣不同組分的濃度會隨著天氣及季節(jié)的變化而變化。

1.2 化工倉儲庫廢氣排放控制技術(shù)[1，2]

化工倉儲庫的主要廢氣來源有兩處：儲罐的大小呼吸產(chǎn)生的廢氣；裝卸汽車、火車、船舶等產(chǎn)生的廢氣。減少廢氣排放的方式主要有：

1）選擇密封性好的內(nèi)浮頂罐儲存介質(zhì)，儲罐設(shè)置氮封等可有效減少化工品的揮發(fā)，減少廢氣的產(chǎn)生。

2）相同介質(zhì)儲罐之間設(shè)置氣相連通管線，有效降低儲罐的大小呼吸產(chǎn)生的廢氣。儲罐與汽車槽車和船舶設(shè)置氣相連通管線，平衡掉大部分的介質(zhì)收發(fā)產(chǎn)生的廢氣。

3）選擇密閉裝車方式，底部裝車或頂裝液下裝車，并設(shè)置油氣回收管線收集裝車廢氣，送往廢氣處理裝置處理或通過氣相連通管線送回儲罐。裝船時，油品從插到油艙底部的管道進入油艙；郵輪裝船時，通過周期性增加使鍋爐貧氧廢氣保持在油艙液面上，卸船時不斷將鍋爐貧氧廢氣送至油艙，以確保艙中為惰性氣體，排除爆炸危險。

在做好廢氣排放控制技術(shù)的同時，就是選擇合適的廢氣處理方式，才能更好的控制廢氣污染。

2 化工廢氣處理技術(shù)

化工廢氣的處理方法[2-4]主要有兩類：一類是破壞性方法，如燃燒法和催化氧化法等，將有機化工廢氣轉(zhuǎn)化成CO2和H2O等無污染的化合物，一般用于少數(shù)難處理的化工廢氣。另一類是非破壞性方法，即回收法，其不破壞化工品結(jié)構(gòu)，化工品回收分離后可重復(fù)利用，使用較為廣泛。

2.1 破壞性方法

廢氣的破壞性處理方法主要是指燃燒技術(shù)，包括直接火焰燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法和蓄熱式熱氧化法等幾種，以蓄熱式熱氧化法的處理效率最優(yōu)。燃燒法的通用原理是把廢氣中的有害組分當(dāng)作燃料燃燒，適合于凈化含可燃組分濃度較高的廢氣，或用于凈化有害組分燃燒值較高的廢氣，利用燃燒放出的熱量補償散發(fā)到環(huán)境中的熱量，保持燃燒區(qū)的高溫，維持燃燒。如果可燃組分的濃度高于燃燒上限，可混入空氣后燃燒；如果可燃組分的濃度低于燃燒下限，則可以加入一定數(shù)量的輔助燃料（如天然氣等）維持燃燒[2]。

為了安全起見或是燃料氣體不可能再重復(fù)利用時，選擇燃燒法。此外，火炬等燃燒裝置的防火距離要求較高，普通庫區(qū)的建設(shè)面積和總圖布置很難滿足建設(shè)火炬的要求，如果項目周邊有可依托的條件，可根據(jù)項目情況選擇燃燒處理方式。

2.2 回收法

2.2.1 吸收法

吸收法是利用混合氣體各種組分在吸收劑中溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，使廢氣的有害組分被吸收。吸收劑的選擇是決定吸收效果，常用的吸收劑有汽柴油、有機溶劑和水。

吸收法常用于處理小到中流量的有機廢氣，其優(yōu)點在于：（1）可用于廢氣濃度高的場合；（2）吸收劑容易獲得；（3）能適應(yīng)廢氣流量、濃度的波動；（4）能吸收可聚合的有機化合物；（5）不易著火，不需要特殊的安全措施。其缺點在于：（1）吸收劑循環(huán)運轉(zhuǎn)操作費用較高；（2）如果為有機物混合廢氣，較難選擇可再生利用的吸收劑；（3）產(chǎn)生廢水廢液，造成二次污染。目前，吸收裝置大多用于廢氣中含無機污染物的凈化，僅在少數(shù)場合應(yīng)用吸收裝置來凈化有機廢氣。

2.2.2 吸附法

吸附法的原理是利用混合物中各組分與吸附劑間結(jié)合力強弱的差別，使混合物中難吸附與易吸附組分分離[5]。吸附法可用于處理有機物濃度較低的廢氣，且處理效果較好；但其處理量相對較小，且活性炭污染與再生造成二次污染。該法一般不單獨使用，常與冷凝、吸收等處理方法組合使用。

吸附法處理有機廢氣也具有一定的局限性，其不適用于處理易發(fā)生聚合反應(yīng)的、易凝固的，以及可與活性炭發(fā)生反應(yīng)的有機物廢氣，因為它們發(fā)生反應(yīng)易破壞活性炭的活性，或是形成固體物質(zhì)易阻塞吸附孔，影響吸附效果。

2.2.3 冷凝法

冷凝法根據(jù)各種有機物凝固點、飽和蒸汽壓不同等性質(zhì)，分段連續(xù)冷卻的方法降低油氣溫度，使有機物氣體組分逐級轉(zhuǎn)變成液態(tài)，達到廢氣治理和資源化回收利用的目的。其工藝簡單、適用性廣；但處理有機混合廢氣時，冷下來的凝液需分離再處理才能回收利用；且冷凝裝置存在能耗較高的缺點，間斷操作會降低機組的使用年限。

2.2.4 膜分離法

膜分離法是利用高分子膜對不同有氣體的透過性不同，使混合氣中的有機廢氣優(yōu)先透過膜得以“脫除”回收，而氮氣等則被選擇性截留。膜分離法具有回收率高、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點。但膜分離技術(shù)固定設(shè)備投資費用較高，一般作為高濃度有機廢氣的預(yù)處理單元。

將以上處理方法可根據(jù)實際處理需求進行組合，可形成冷凝+吸附、吸收+吸附、吸附+膜分離、吸附+燃燒等組合工藝，處理效果好于單一的處理方式。

2.3 化工倉儲庫廢氣處理方式選擇

廢氣處理方式的選擇應(yīng)綜合分析廢氣的產(chǎn)生量、污染物的組分及水溶性、凝點等性質(zhì)、能耗等因素。根據(jù)規(guī)范推薦，依據(jù)廢氣濃度推薦采用 廢氣處理方式如下：

1）對于高濃度有機廢氣，宜先采用冷凝法、變壓吸附法等，然后輔助以其他治理技術(shù)實現(xiàn)達標(biāo)排放。