張玉蘭

江蘇洋井石化集團(tuán)有限公司，中國·江蘇 連云港 222000

1 引言

伴隨中國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)建設(shè)的發(fā)展，中國人民物質(zhì)生存水準(zhǔn)也日益改善，中國公民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)與訴求也在日益提高，尤其是在近年來，“霧霾”提問也開始變成了中國新聞媒體傳播報(bào)道的聚焦主要問題之中，受其直接影響，人類對(duì)大氣污染提問也越來越重視。從目前環(huán)保狀況來看，雖然對(duì)大氣危害較大的二氧化硫、氮氧化物等傳統(tǒng)污染物問題均擁有了相對(duì)完善的處理技術(shù)，有關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)也相對(duì)豐富詳實(shí)，并基本進(jìn)行了合理的管理，但作為PM2.5 主要前體物的重?fù)]發(fā)性有機(jī)物所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題仍然相對(duì)突出。

2 石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物環(huán)境污染特性研究

伴隨中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的發(fā)展，物質(zhì)生存水準(zhǔn)日漸改善，公民環(huán)境保護(hù)意識(shí)與訴求也在日漸提高，近年來，中國的大氣污染社會(huì)問題已成為新聞媒體與民眾較為關(guān)心的熱點(diǎn)話題之一[1]。石化產(chǎn)業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)的代表，所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也日漸受到關(guān)注，尤其是未能進(jìn)行有效管理的揮發(fā)性有機(jī)物環(huán)境污染問題。在關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)的科學(xué)研究中，針對(duì)有組織污染部處理技術(shù)方面的研究成果較多，處理技術(shù)也比較完善，如吸附－回收、催化－焚燒和紫外線裂解等處理工藝技術(shù)等都已得到了較成熟的運(yùn)用。盡管如此，采用無組織方法排出的揮發(fā)性有機(jī)物在其總體排放量中占據(jù)更大的比例，而處理手段和控制措施仍相對(duì)缺乏。

3 主要揮發(fā)性有機(jī)物排放環(huán)節(jié)及特征

3.1 排放環(huán)節(jié)

石油及化工企業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)物污染主要形成在以下十個(gè)重要工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，針對(duì)其污染表現(xiàn)形式和工況特征，可根據(jù)有機(jī)構(gòu)和無組織二類的不同污染方法加以分類研究[2]。其中，有機(jī)構(gòu)排出的揮發(fā)性有機(jī)物通常通過標(biāo)準(zhǔn)化污染口外排，便于合理收集管理，可通過建設(shè)污染處理設(shè)備、完善工藝設(shè)施、回收再使用等方法加以處理。而無組織排出的揮發(fā)性有機(jī)物則面臨著污染點(diǎn)位總量過大、地點(diǎn)散亂、污染口不規(guī)則等主要問題，且無法合理采集和實(shí)施集中處理，故防治難度較大。有組織污染的主要來源有工藝廢物中有組織污染的部分，燃燒尾氣污染以及企業(yè)非正常工作下的火炬污染。這些污染環(huán)節(jié)，均構(gòu)成了石化企業(yè)生產(chǎn)工藝中的主要穩(wěn)定污染源。對(duì)有組織排放的揮發(fā)性有機(jī)污染物宜選用規(guī)范化排污口予以釋放，如選擇最有效的處置方法，污染濃度通常都能夠滿足適當(dāng)?shù)匚廴究刂茥l件。

無組織污染的主要來源有工藝廢氣中無組織污染的部分，管路、閘門等設(shè)備泄漏，原料、產(chǎn)物等在處理和儲(chǔ)存過程中的揮發(fā)性逸散，廢水處理過程中的揮發(fā)性逸散，冷卻水控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)損失，取樣、檢測等過程的質(zhì)量經(jīng)濟(jì)損失等。無組織污染存在單點(diǎn)位排放量小，分散度隱蔽化強(qiáng)、不易被監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的特征，控制整治難度大，容易造成環(huán)境污染。

3.2 特征

石油化工公司無組織排放揮發(fā)性有機(jī)物的最主要源頭是裝置、管路的泄露，規(guī)模很大的石油化工公司，其法蘭、機(jī)泵、閥門、管路和接頭等裝置總量可能達(dá)百億套以上，盡管單個(gè)裝置由于銹蝕老化、機(jī)械磨損、水壓異常、接頭松動(dòng)等因素引起泄露的概率較少，但在這樣大數(shù)量級(jí)的裝置中，泄漏問題不容忽視。泄露的污染地點(diǎn)分布廣而無規(guī)律，尤其是有機(jī)廢氣和輕質(zhì)油泄露后很難通過探測找到，所以怎樣迅速地找到泄露地點(diǎn)并加以修復(fù)是石油化工公司揮發(fā)性有機(jī)物控制工作中的一個(gè)難題。

石油化工公司在生產(chǎn)過程中往往會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，這部分工業(yè)廢水一般來源于石油化工制造流程中不同的生產(chǎn)工藝階段，工業(yè)廢水組成成分繁雜，大多為含油工業(yè)廢水，揮發(fā)性有機(jī)物大部分經(jīng)由工業(yè)廢水的生成、收集轉(zhuǎn)化、處置等過程循環(huán)排出[3]。而工業(yè)廢水的生成量和揮發(fā)性有機(jī)物含量則與生產(chǎn)工藝條件有關(guān)，可以通過采用優(yōu)化、調(diào)節(jié)等工藝的方法加以改善；而工業(yè)廢水的收集與轉(zhuǎn)化流程通常均宜采取全封閉的方法，揮發(fā)性有機(jī)物釋放方法及特性則可依據(jù)原料、生產(chǎn)儲(chǔ)存流程中工業(yè)廢水的釋放特性，對(duì)于部分無法達(dá)到全封閉的工業(yè)廢水收集與儲(chǔ)存設(shè)備，則揮發(fā)性有機(jī)物直接在工業(yè)廢水中揮發(fā)并外排；印染污水環(huán)節(jié)是整個(gè)流程中最關(guān)鍵的揮發(fā)性有機(jī)物控制環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的混合池、調(diào)節(jié)水池、污泥池、曝氣池、生物處理等各工段都有大量揮發(fā)性有機(jī)物污染，因此應(yīng)該盡可能采用全面封閉等措施，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物加以收集并集中處理。

4 無組織排放的控制與收集

4.1 有機(jī)液體儲(chǔ)罐

有機(jī)液體罐通氣排放量的控制技術(shù)大多使用浮頂罐工藝技術(shù)[4]。與拱頂罐比較減少了罐內(nèi)的氣相空間，與大氣環(huán)境中垂直發(fā)生的大、小呼吸作用也基本減少，安裝單密閉浮頂后可降低通氣排放量95%以上，如使用雙密閉頂則可降低通氣排放量98%以上。而穩(wěn)定頂儲(chǔ)罐通氣排放量則可借助對(duì)于罐組廢氣空隙的連接與集氣體系加以限制。把幾個(gè)存放著同種油料穩(wěn)定頂罐的上部空隙用鋼管連接起來，形成的罐組廢氣空隙連接體系是一個(gè)適合于降低油罐火災(zāi)等大呼吸作用氣體排放量的工藝技術(shù)措施，尤其適合于油料調(diào)和罐的污染管理。罐組廢氣空間設(shè)計(jì)相通管理系統(tǒng)一般僅應(yīng)用于減少油罐火災(zāi)大呼吸系統(tǒng)排放量，其減少氣體排放量的效應(yīng)也深受油罐火災(zāi)組裝滿程度和每次入油量的直接影響，若在罐組廢氣空間設(shè)計(jì)相通的基本上增加相應(yīng)容積的氣柜，用于接納油罐入油或溫升時(shí)排出的廢氣，并供應(yīng)油罐著火或溫降時(shí)吸收的廢氣，再加以密封貯存，將能有效減少油罐火災(zāi)的大、小循環(huán)氣體排放量。

4.2 有機(jī)液體的裝卸

有機(jī)液體由罐向槽車裝車以及由槽車運(yùn)輸，向罐裝卸流程產(chǎn)生的污染控制技術(shù)主要有浸沒包裝，重油蒸發(fā)穩(wěn)定工藝技術(shù)和蒸氣處理工藝技術(shù)等三種[5]。浸沒包裝的兩種形式為浸沒充裝管法和底層裝卸法。在浸沒充裝管法中，在罐倉底面放置了一條永久性的充裝管，充裝管近乎完全伸入罐倉的底面；而底層裝卸法是把裝油嘴直接放置于油罐火災(zāi)的底面上，裝油時(shí)用高速連接閥將其連接。在充裝流程中大部分時(shí)候充裝管都開放于液面的底層，在裝卸流程中由于液面湍動(dòng)而被顯著抑制，與濺蝕裝卸法相比蒸發(fā)損失明顯降低。蒸氣平衡技術(shù)，是在液體裝卸流程中置換蒸氣的一個(gè)重要控制方式，在中國成品油零售體系的基本使用過程簡述為：運(yùn)油車輛在往地下儲(chǔ)罐卸油的時(shí)候，將地下儲(chǔ)罐的汽車蒸氣送回罐車內(nèi)；空載運(yùn)行車輛在往油品物流配送管理中心裝油之時(shí)，將回流的燃油輸入物流配送中心內(nèi)設(shè)置的燃油處理設(shè)備。

4.3 油氣回收

4.3.1 冷凝回收工藝

冷凝法直接使燃油凝結(jié)為液態(tài)回收。當(dāng)凝結(jié)溫度至零下70℃時(shí)其汽油的回收效應(yīng)更明顯?？梢园l(fā)現(xiàn)，該工藝對(duì)較高沸點(diǎn)溫度下的烴平均回收率較高，但對(duì)低沸點(diǎn)烴的平均回收率卻較差，總平均回收率超過了92%以上，總出口的油氣含量約為50g/m，不合格。

4.3.2 吸附回收工藝

吸收法一般都采用活化碳作為吸收劑，用其和烴原子的親和力效應(yīng)吸收了油氣中的烴成份，經(jīng)空氣凈化后的空氣再進(jìn)入大氣[6]。將飽和后的活性炭吸收劑采用抽最大真空度或加熱方式解析，回收再生后的可重復(fù)使用。在回收再生流程中脫附留下來的解吸入室內(nèi)空氣中（VOCs），再經(jīng)過填料在吸收塔中被噴淋汽油吸收。在用的吸收物處理效率可達(dá)95%以上，并滿足國家排放規(guī)范的規(guī)定。但目前已在國際體系內(nèi)大部分應(yīng)用了該技術(shù)實(shí)現(xiàn)油氣處理。目前面臨的問題主要是活化碳等吸收物質(zhì)仍存在著一定的壽命，而廢劑地再利用、處理則尚需要先進(jìn)工藝技術(shù)與設(shè)備的支撐。

5 結(jié)語

由于原油冶煉、石化等無組織廢氣的類型較多，排出的尾氣中污染的類型、濃度和氣量，受所用的原材料、生產(chǎn)工藝流程、自然條件等各種因素影響，呈現(xiàn)不平衡的變化態(tài)勢。無組織廢氣來源的密閉、廢氣收集是確保處置設(shè)備具有較高處置效能的前提條件。無組織廢氣經(jīng)收集后形成有組織廢氣，必須確保處置設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。