化學(xué)工業(yè)VOCs排放處理

徐夢

摘要：為強(qiáng)化揮發(fā)性有機(jī)物排放治理工作，嚴(yán)格控制無組織排放標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)減少VOCs排放，推進(jìn)化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放轉(zhuǎn)化為有組織排放，保護(hù)環(huán)境、維護(hù)人體健康;在本文中主要描述化學(xué)工業(yè)尾氣處理方法和相關(guān)要求。

關(guān)鍵詞：無組織排放;有組織排放;VOCs

1、目標(biāo)

隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展，國家對環(huán)境污染越來越重視，國家陸續(xù)出臺相關(guān)環(huán)保政策，落實(shí)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放治理工作，嚴(yán)格控制尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)減少VOCs排放，推進(jìn)化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放轉(zhuǎn)化為有組織排放，保護(hù)環(huán)境，維護(hù)人體健康。

2、基本概念

1）化學(xué)工業(yè)：化學(xué)工業(yè)包括精煉石油產(chǎn)品制造（251）、化學(xué)原料制造（261）、農(nóng)藥制造（263）、涂料、油墨、顏料及類似產(chǎn)品制造（264）、合成材料制造（265）、日用化學(xué)產(chǎn)品制造（268）、醫(yī)藥制造業(yè)（27）、化學(xué)纖維制造業(yè)（28）等行業(yè)。

2）揮發(fā)性有機(jī)物：本文中的揮發(fā)性有機(jī)物是泛指沸點(diǎn)低，密度比空氣小，受熱易分解的有機(jī)物總稱。

3）有機(jī)物就地排放：指揮發(fā)性有機(jī)物不經(jīng)過排氣筒直接無規(guī)則就地排放。

3、化學(xué)工業(yè)VOCs來源

3.1原料儲存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)

1）與物料性質(zhì)不匹配的儲罐類型;2）儲庫、料倉未完全密閉;3）涉及VOCs 物料轉(zhuǎn)移和輸送過程未密閉;4）物料裝載不符合操作規(guī)程等。

3.2生產(chǎn)環(huán)節(jié)

1）泵、壓縮機(jī)、閥門、開口閥或開口管線、氣體/ 蒸氣泄壓設(shè)備、取樣連接系統(tǒng)。2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢氣未全部收集。（VOCs 物料的投加和卸放、化學(xué)反應(yīng)、萃取/ 提取、蒸餾/精餾、結(jié)晶、離心、過濾、干燥、配料、混合、攪拌、包裝、移動缸及設(shè)備零件清洗、研磨、造粒、切片、壓塊、分離精制后VOCs 母液收集、真空排氣、循環(huán)槽（罐）、焦化生產(chǎn)冷鼓、庫區(qū)焦油各類儲槽及苯儲槽等環(huán)節(jié)）。3）廢水儲存、處理設(shè)施等。

4、排放標(biāo)準(zhǔn)

企業(yè)廠區(qū)內(nèi)VOCs無組織排放監(jiān)控點(diǎn)濃度執(zhí)行特別排放限值，可參考《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571-2015）、《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822-2019）等，對有地方標(biāo)準(zhǔn)的，在滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下還應(yīng)滿足地方排放標(biāo)準(zhǔn)。

5、尾氣處理

早期企業(yè)內(nèi)產(chǎn)生的尾氣大多采用無組織就地排放，隨著國家環(huán)保部門對尾氣排放管控加強(qiáng)及人員環(huán)保意識提高，企業(yè)逐步將尾氣無組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放。目前常用廢氣治理工藝多為冷凝、吸附、吸收、燃燒、過濾、生化等。涉及的設(shè)備有冷凝器、吸附罐、吸收塔、焚燒爐、除塵器、過濾器及洗滌塔等。

5.1廢氣治理方式選擇

1）對一些濃度比較低或者流量比較大的廢氣，可采用市場比較常見的活性炭成套吸附技術(shù)，從而達(dá)到廢氣治理的目的;2）對于一些高濃度的廢氣，可采用物理化學(xué)處理方法，比如溶劑回收技術(shù)等;3）若排放的廢氣出口溫度比較高，需要先冷凝降溫后再根據(jù)廢氣成分合理選擇凈化方案;4）對溶于水的廢氣有機(jī)物，優(yōu)先利用水吸收技術(shù)，可最大限度的吸收廢氣;5）不溶于水的廢氣有機(jī)物，可以先通過生物化學(xué)方法預(yù)處理，再根據(jù)預(yù)處理產(chǎn)物選擇水吸收或者其他方案，禁止立即采用水或水溶液噴淋吸收處理。

化工企業(yè)千差萬別，生產(chǎn)工藝與眾不同，排放的尾氣成分自然各不相同，企業(yè)需根據(jù)自身特點(diǎn)選擇合理的處理工藝，涉及高危行業(yè)安全設(shè)施設(shè)計(jì)必須委托有資質(zhì)的環(huán)保設(shè)計(jì)單位進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，安全設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用。

5.2吸附裝置要求

對水溶性尾氣有機(jī)物，通常采用水處理和吸附相結(jié)合的工藝，但在進(jìn)入吸附裝置之前有機(jī)廢氣需滿足以下要求：

1）尾氣進(jìn)入吸附裝置前需對廢氣濃度進(jìn)行檢測，分析廢氣的主要成分，只有當(dāng)廢氣有機(jī)物爆炸下限濃度低于它的爆炸下限，或者高于它的爆炸上限，才能進(jìn)行初步吸附處理。

2）另外廢氣有機(jī)物含有的顆粒濃度應(yīng)該小于設(shè)備所能吸附的最大顆粒直徑。

3）對于有溫度要求的吸附設(shè)備，管道溫度必須嚴(yán)格控制，如果溫度過高，超過設(shè)備所能允許的溫度，將縮短設(shè)備使用壽命并對吸附效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4）對活性炭吸附裝置，不同規(guī)格的活性炭吸附能力不同，在解析過程會釋放大量的熱，熱量不及時(shí)處理，會引起火災(zāi)危害，所以在吸附罐設(shè)備上應(yīng)設(shè)置溫度指示、溫度聲光報(bào)警和聯(lián)鎖啟動冷卻噴淋系統(tǒng)等。

5.3識別氣體混合物爆炸性環(huán)境

裝置有機(jī)廢氣釋放源比較多，如果根據(jù)每個(gè)釋放點(diǎn)單個(gè)接入處理設(shè)施，管線布局投資較大，且末端處理設(shè)施不一定滿足設(shè)備開口條件。通常將各釋放點(diǎn)密閉收集后匯總到一根總管進(jìn)尾氣處理設(shè)施。

不同來源的尾氣可能含有一定濃度的可燃性氣體，當(dāng)不同濃度的可燃?xì)怏w混合后達(dá)到一定極限，常會引起混合燃?xì)獗ㄊ鹿?，就混合氣體是否形成爆炸性環(huán)境，設(shè)計(jì)上通過借鑒《確定混合燃?xì)獗O限的重要意義及計(jì)算方法》來定量計(jì)算評估爆炸性環(huán)境。

如果工廠排放的尾氣成分比較單一，收集方案相對簡單，但大多數(shù)企業(yè)排放的尾氣成分很多，必須對混合氣爆炸環(huán)境進(jìn)行評估，不會形成爆炸環(huán)境的混合氣根據(jù)現(xiàn)場管道合理布置，對于有爆炸環(huán)境的混合氣必須單根管道分別收集排放。

5.4工藝設(shè)計(jì)要求

1）有機(jī)廢氣常具有揮發(fā)性，揮發(fā)至環(huán)境與點(diǎn)火源易引起火災(zāi)爆炸，設(shè)備要密閉操作，減少有機(jī)物揮發(fā)和泄漏。2）控制可燃物形成，采用惰性氣體保護(hù)。3）廢水儲存、處理設(shè)施應(yīng)在曝氣池及其之前加蓋密閉。4）儲罐超壓，呼吸閥、安全閥排放口密閉收集。5）尾氣匯總到總管后，要有防止物料互串的措施，還要確定物料間不能發(fā)生反應(yīng)或凝聚。6）尾氣總管上需設(shè)置高低壓報(bào)警，高高、低低壓力聯(lián)鎖措施保護(hù)末端處理設(shè)備。7）在裝卸設(shè)施上安裝氣相平衡線。8）對設(shè)備和管道組件密封處根據(jù)時(shí)間要求進(jìn)行VOCs泄漏檢測。9）化工固定頂儲罐安裝帶阻火器的呼吸閥，呼吸閥排放量滿足大呼吸和小呼吸，在選型上要符合API2000和SH/T3007-2014規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。10）設(shè)置可燃、有毒氣體檢測報(bào)警。11）消除點(diǎn)火源。12）控制尾氣管道流速，防止靜電。13）根據(jù)廢氣成分判斷混合物毒性，合理選擇管道材質(zhì)，并進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。14）尾氣管線設(shè)置阻火器和消聲器。15）根據(jù)工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范（GB50235-2010）設(shè)計(jì)靜電接地等。16）設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)作為防治事故發(fā)生和減少事故損失。17）設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控排放濃度。

5.5處理能力

生產(chǎn)經(jīng)營單位在改建、擴(kuò)建過程中，可能會排放更多的尾氣，對原有安全設(shè)施可能不能滿足現(xiàn)有規(guī)模排放需求，那么就需要對現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行核算判斷處理能力是否滿負(fù)荷，如果在役治理設(shè)施處理量已達(dá)到上限，需要新加安全處理設(shè)施，并根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。

5.6其他要求

1）可燃尾氣排氣筒高度不低于15m（因安全考慮或有特殊工藝要求的除外）;2）廢氣合并至排氣筒，要求進(jìn)行濃度檢測，檢測要求參考相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)范;3）對采樣口應(yīng)密閉或采用等效設(shè)施;4）根據(jù)工藝條件確認(rèn)劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域圖，合理選用防爆電氣設(shè)備。

6、結(jié)論

對有機(jī)物尾氣處理，企業(yè)要加強(qiáng)安全管理，建立有效安全生產(chǎn)責(zé)任機(jī)制，加強(qiáng)企業(yè)員工培訓(xùn)教育，企業(yè)主要負(fù)責(zé)人要保證安全生產(chǎn)資金投入，嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”規(guī)定。

尾氣支管匯入尾氣總管前必須進(jìn)行爆炸性混合環(huán)境評估，全廠尾氣處理量應(yīng)小于尾氣設(shè)施設(shè)計(jì)能力;高空排放管應(yīng)設(shè)置在線檢測，嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《江蘇省化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制技術(shù)指南》;

[2]《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822-2019）;

[3]《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571-2015）;

[4]《無機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31573-2015）;

[5]《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822- 2019）

[6]關(guān)于印發(fā)《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》的通知（環(huán)大氣[2019]53號）