馬 超，崔國華，何莉軍，阮家峰

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

VOCs 是指常溫下飽和蒸汽壓大于70.91 Pa、常壓下沸點在50～260 ℃且初餾點等于25 ℃的有機(jī)化合物或在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機(jī)固體或液體。VOCs是常見的大氣污染物，種類繁多、成分復(fù)雜，大多具有較強(qiáng)的刺激性和毒性，而且VOCs 光化學(xué)活性較強(qiáng)，是臭氧和二次氣溶膠的重要前提，在大氣中會引發(fā)光化學(xué)煙霧，對人體和環(huán)境造成嚴(yán)重危害[1-2]。石化行業(yè)是VOCs 的主要來源之一，在工業(yè)生產(chǎn)中，如果不重視揮發(fā)性有機(jī)物的治理，就會對環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染，還會危害人的身心健康[3]。

近年來，隨著大氣污染問題的日趨嚴(yán)峻，國家先后發(fā)布了多項大氣污染整治規(guī)范、規(guī)定，要求對石化企業(yè)VOCs 進(jìn)行綜合治理。2019 年5 月環(huán)保部發(fā)布GB37822—2019 《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，要求對廢水儲存、處理設(shè)施VOCs 檢測濃度大于100 μmol/mol 的廢氣進(jìn)行收集處理。部門污水預(yù)處理站存在無組織油氣排放，VOCs 治理勢在必行。

1 運(yùn)行現(xiàn)狀

407 單元污水預(yù)處理站主要功能是將煉油二部原料油及各容器的脫水等排放的含油污水進(jìn)行收集、存蓄，除油后經(jīng)提升外送至污水處理廠。污水預(yù)處理站含油污水排放量約0.5 t/h。由于預(yù)處理站設(shè)計目的為緩存池，含油污水池存儲液位到達(dá)一定高度后，頂部油層溢流至污油池，在污油池撇去表面浮油后再外送。這樣就會導(dǎo)致預(yù)處理站污水、污油儲存周期較長，揮發(fā)出的油氣多；污水預(yù)處理站各池頂原設(shè)計有部分觀察口，但觀察口為無密封、無油氣回收系統(tǒng)的敞口，在儲存過程中，含油污水、污油揮發(fā)的油氣由觀察口對空排放，造成VOCs 無組織排放，污染環(huán)境。

經(jīng)第三方環(huán)境檢測公司（華正檢測）檢測，污水池非甲烷總烴最高濃度達(dá)3 120 mg/m3，超出了國家對揮發(fā)性有機(jī)物排放的規(guī)定，不僅造成環(huán)境污染，而且還帶來一定安全隱患，雷雨天氣可能會造成火災(zāi)。為促進(jìn)清潔生產(chǎn)，加強(qiáng)生產(chǎn)全過程環(huán)境保護(hù)和安全，提高污染防控能力，促進(jìn)現(xiàn)場管理規(guī)范化和設(shè)備設(shè)施本質(zhì)環(huán)保化，部門積極響應(yīng)公司號召，開展了污水預(yù)處理站VOCs的無組織排放治理。

2 VOCs 治理工藝的選定

VOCs 有毒空氣污染物的排放源難以確定，成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處理方法的不同也將造成排放控制效果存在差異[4]。表1 為目前主要的VOCs 廢氣處理技術(shù)。

表1 現(xiàn)有VOCs 廢氣處理的主要技術(shù)比較

部門407 單元油氣特點為濃度較高但氣量少，組分雜，異味大。2020 年12 月，委托第三方檢測機(jī)構(gòu)對407 單元含油污水提升池?fù)]發(fā)氣進(jìn)行檢測分析，檢測結(jié)果見表2。經(jīng)檢測污水預(yù)處理池?fù)]發(fā)物主要為含苯、甲苯的有機(jī)揮發(fā)烴類，其中苯濃度最高達(dá)118 mg/m3，非甲烷總烴均值超過1 000 mg/m3，此類物質(zhì)不僅污染環(huán)境，長期吸入會直接影響員工身體健康。

表2 污水池?fù)]發(fā)氣檢測結(jié)果

對于目前常用的幾種VOCs 處理技術(shù)，綜合比較，燃燒法、氧化法等技術(shù)投資及運(yùn)行費用相對較高，且對占地有一定要求，需要動力輸送，不利于污水預(yù)處理單元的現(xiàn)場施工及運(yùn)行。而活性炭吸附法，其操作簡單，投資及占地相對適中，此外，屬無動力吸附，依靠揮發(fā)油氣密閉收集后產(chǎn)生的壓力自吸附，不僅因油氣微正壓抑制油氣繼續(xù)揮發(fā)，而且不會因采用有動力抽吸產(chǎn)生過度揮發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實際，最終確定采用活性炭吸附法對407 單元污水預(yù)處理站VOCs 進(jìn)行治理。

3 VOCs 吸附工藝流程

407 污水預(yù)處理站各池產(chǎn)生的廢氣通過密閉收集后，經(jīng)管道輸送至無動力型高效吸附設(shè)施。正常運(yùn)行時，廢氣進(jìn)入吸附罐，其中的有機(jī)物被活性炭及活性炭纖維吸附下來，凈化后的潔凈氣體從吸附罐頂部輸送至15 m 高煙囪達(dá)標(biāo)后排放。吸附填料采用煤質(zhì)柱狀活性炭及活性炭纖維組合形式，同時滿足對小分子物質(zhì)和大分子物質(zhì)的吸附需求?；钚蕴勘缺砻娣e大于800 m2/g，活性炭纖維比表面積大于1 300 m2/g。吸附填料再生周期約為半年，使用壽命不低于5 年，工藝流程見圖1。

圖1 污水預(yù)處理站工藝流程示意圖

4 運(yùn)行效果

本項目主要對407 污水預(yù)處理單元各提升池廢氣進(jìn)行匯聚，活性炭吸附凈化后排放，避免油氣對大氣造成污染，VOCs 治理項目自2021 年11 月進(jìn)行施工建設(shè)，于12 月初完工并投用，從運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，VOCs 處理效果良好，達(dá)到項目預(yù)期目標(biāo)。

（1）吸附壓力穩(wěn)定，不會產(chǎn)生過度吸附。吸附罐入口負(fù)壓均值為-14 Pa，抽力相對穩(wěn)定，未產(chǎn)生氣阻或過度揮發(fā)，運(yùn)行平穩(wěn)。

（2）吸附溫度正常，無超溫突升現(xiàn)象。吸附罐出入口溫度先上升后降低，溫升最高為5.6 ℃，根據(jù)活性炭罐的溫升情況可以斷定，大量油氣被活性炭吸附從而放出熱量，由于環(huán)境氣溫逐漸降低，各池油氣揮發(fā)量逐漸減小，從而溫升逐漸降低。

（3）檢測分析結(jié)果合格。自VOCs 吸附設(shè)施投用后，污水預(yù)處理單元現(xiàn)場異味基本消失，環(huán)境面貌得到明顯改善，委托華正檢測對排放氣進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表3。

表3 407 單元VOCs 吸附設(shè)施排放氣檢測

檢測結(jié)果顯示，407 單元VOCs 治理設(shè)施排放氣基本達(dá)標(biāo)，其中1 月排放氣苯檢測濃度偏高，是由于苯抽提裝置部分設(shè)備檢修排放及部分含苯介質(zhì)脫水操作不規(guī)范，污水苯濃度升高所致，截至3 月已得到有效控制。

5 結(jié)語

對407 污水預(yù)處理站各提升池廢氣進(jìn)行匯聚吸附凈化后排放，通過對VOCs 廢氣的有效治理，進(jìn)一步降低了部門生產(chǎn)裝置的揮發(fā)性有害氣體濃度，并消除了現(xiàn)場異味，避免了有毒油氣對大氣造成污染，對人體造成傷害，實現(xiàn)了綠色清潔生產(chǎn)。針對VOCs 廢氣進(jìn)行治理是一項長期工作，需要公司各個部門進(jìn)行有效配合，力爭從源頭入手，控制各類無組織VOCs 廢氣的排放，在掌握關(guān)鍵處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化治理方案，確保VOCs 廢氣治理達(dá)到理想效果。