石油化工废气处理实用技术概述 轻烃回收技术装卸油过程中的轻油挥发是造成大气污染的主要原因之一, 对于该污染源的控制, 国内外都探索了一些以防止污染为目的的油气回收方法, 常用的方法为冷冻法及吸收法。两者都有较多的应用。冷冻法与吸收法相比, 轻油回收率高, 但投资及操作费用较高。CO SMO S 公司的轻烃回收采用的是吸收工艺。图1 为工艺流程。设计参数:含轻烃气量: 1200Nm 3?h入口轻烃浓度: 26% (v)
轻烃回收技术
装卸油过程中的轻油挥发是造成大气污染的主要原因之一, 对于该污染源的控制, 国内外都探索了一些以防止污染为目的的油气回收方法, 常用的方法为冷冻法及吸收法。两者都有较多的应用。冷冻法与吸收法相比, 轻油回收率高, 但投资及操作费用较高。CO SMO S 公司的轻烃回收采用的是吸收工艺。图1 为工艺流程。
设计参数:
含轻烃气量: 1200Nm 3?h
入口轻烃浓度: 26% (v)
出口轻烃浓度: 5% (v)
去除率: > 85% (v)
吸收液: 煤油
图1 的流程是吸收法回收油品装卸过程中挥发的轻烃。主要工作原理为: 油品罐或槽车在装卸油品时, 将带气路的可移动的密封盖与槽车或油罐相连, 挥发的油气通过气路进入到吸收塔的底部, 吸收液(煤油) 由吸收塔的顶部进入, 吸收轻烃后的煤油进入吸收液循环槽, 吸收塔的底部设置液封管。饱和的循环液排出装置,同时补充新鲜的循环液
图1 吸收法回收轻烃
该流程操作较简单, 没有副产物产生。技术实施的关键在于该装置设置在装油、卸油处, 即装置与槽车配套的密封盖。该方法对其轻烃的吸收率为85% , 能达到日本的国家标准。
212 含酸雾、油雾废气处理技术
含酸雾、油雾气体造成的大气污染对人体造成的伤害较大, 尤其是对现场的操作工人、工厂附近的农作物、土壤造成直接的损害及间接影响往往是无法用金钱来衡量的。含酸雾、油雾废气的处理大多采用吸附、过滤捕集等方法。三井化学公司的酸雾处理装置采用的是纤维捕集过滤工艺, 其流程如图2。
图2 含酸雾气体处理流程
图2 的流程操作原理为硫酸浓缩罐的酸蒸汽首先经冷却后在气液分离罐中分离, 气相进入酸雾洗涤塔, 被洗涤后的酸雾最终进入纤维过滤器,在纤维捕集器中, 酸雾被捕集下来, 气相经洗涤塔的排放筒排空, 纤维过滤器下部设有液封。该流程用于酸雾回收具有较好的效果。此外, 该工艺在三井化学还应用于塑料制作过程中的增塑剂的回收。该工艺运行简单、操作维护方便, 技术关键
在于过滤单元材料——玻璃纤维的选用。
213 镁法烟气脱硫技术
含二氧化硫烟气是造成酸雨的直接原因。世界各国对含二氧化硫烟气的治理都很重视。脱硫工艺也较多。可根据不同的情况选择钙法、镁法、双碱法、海水法及炉内喷钙法等。日本旭化成富士支社动力部的发电设施的含硫烟气采用的镁法脱硫技术其流程如图3。
图3 镁法脱硫工艺流程
装置主要运行参数如下。
入口烟气参数: 气量: 93580kg/h;
温度:
160 ～ 190℃; SO 2 浓度: 2600mL /m 3;
尘:
300m g/Nm 3;
H2O: 12% (v)O 2: 319% (v)
出口烟气参数: 气量: 78883Nm 3?h; 温度:
60℃; SO 2 浓度: 15ppm; 尘: 50m g?L ; H2O:
1917%;O 2: 316% (v)。
主要操作原理为:
SO 2+ M g (OH) 2 M g (SO 3) 2+ H2O
M g (SO 3) 2+ O 2 M g (SO 4) 2
工艺过程为含硫烟气经脱硫塔的底部进入脱硫塔, 配制好的氢氧化镁溶液经泵在脱硫塔的中部进入脱硫塔, 工业用水在脱硫塔的上部和中部进入脱硫塔内, 当脱硫塔的液位达到一定时, 启动脱硫塔底循环泵, 并根据塔内循环液的pH 来调整氢氧化镁的补充量。为保证M g(SO 3 ) 2 完全氧化为M g (SO 4 ) 2, 脱硫塔的底部和出水槽底部设置鼓风(空气) 设施。由于存在腐蚀问题, 装置主体采用钛钢, 造价较高。脱硫副产物为硫酸镁。由于硫酸镁是海水的组成之一, 脱硫洗涤水可直接排入海水中。该工艺的使用的地点最好处在沿海, 这也是该工艺的应用受限制之处。
214 含挥发性有机物废气处理技术
含有机物废气的处理, 一般可采用催化燃烧、活性碳吸附等技术, 对于浓度较高的废气适合采用催化燃烧的技术。三井化学公司的大阪工厂对于生产装置排出的含有机物废气的处理采用的是催化燃烧工艺,而对于储罐的排气采用的活性碳吸附处理工艺。丙烯腈尾气的催化燃烧工艺流程如图4。
图4 丙稀腈尾气催化燃烧处理流程
设计参数:
废气量: 50000Nm 3/h; 空气量: 7000Nm 3/h;反应器温度: 650℃(最高温度750℃) ; 反应器
入口温度: 300℃; 各种组分转化率90% 以上。 该工艺过程为含挥发性有机物废气与氧化用空气经预热到300～ 500℃后一起进入到催化燃烧反应器, 在反应器内由于反应放热, 反应温度上升, 反应器床层温度控制在650℃, 多余的热量可采用原料气预热的方式取热。反应温度与进反应器的可燃气体浓度有在线连锁控制系统, 保证反应的安全运行。催化燃烧工艺处理含有机物浓度高的废气, 既可以解决污染问题, 又可以回收热量。该工艺适合于处理含有机物浓度相对高的废气。对于储罐呼吸的排放气, 三井化学公司一般就地吸附的原则, 在储罐相对集中的地方设立活性碳吸附罐。根据具体情况采用就地在线再生或集中再生方式。
215 污水处理场废气处理
大部分污水处理场的废水处理采用的是沉沙→沉淀→活性污泥法的工艺。一般都能达到预期的处理效果。目前矛盾集中的问题是污水处理场废气的收集与处理, 以及剩余污泥的处理问题。日本东京都森崎市政污水处理场采用图5 所示的工艺。
设计参数: 处理量: 1540km3?d; 污泥脱水
设备: 50m 3?d; 焚烧炉: 多段式300t?d; 移动式
300t?d; 污泥溶融设施: 160t?d.
该污水处理场与国内的污水处理场在设计
及运行上有以下不同:
(1) 曝气池采用10m 水深, 充气位置在5m水深处。该种设计方式可降低占地面积。国内的曝气池一般水深为4～ 5m , 配套的风机为59000mm 水柱。
(2) 一段沉淀池及曝气池采用密闭的形式, 废气集中后采用活性碳吸附或生物脱臭的方式处理。
(3) 污泥的处理国内一般进行到焚烧阶段,而日本京都森崎污水处理场的污泥经焚烧后产生的固体物进行造粒或制砖, 主要用于道路的铺设。该污水处理场实现了密闭式循环, 基本上消除了二次污染。
216 含硫化氢气体的处理
由于原油中含有硫, 炼油厂在进行油品加
图5 市政污水处理流程
工过程中原油中的硫会以硫化氢的形式进入气
相或废水中。对硫化氢的处理方式在国内外大
部分炼油厂采用克劳斯制硫磺工艺。日本
CO SMO S 炼油厂也是采用克劳斯工艺处理含
硫化氢气体。图6 是硫化氢处理流程。
图6 炼厂硫化氢处理回收流程
该流程中的制硫采用的是两级超级克劳斯工艺, 酸性水汽提工艺采用的是单塔汽提工艺,塔顶硫化氢气体进入克劳斯装置, 塔底的含氨废水进入污水处理厂。该工艺大体上与国内的处理工艺相似。
3 结论
根据上述介绍, 日本石油化工有机废气的治理主要有以下几种工艺
(1) 吸收法回收油品装卸过程中挥发的轻烃。
(2) 炼厂含硫化氢气体采用制硫磺工艺。
(3) 含高浓度挥发性有机物的废气采用催化燃烧工艺。
(4) 储罐的呼吸气体采用就地活性碳吸附的方式, 可在线再生, 也可集中再生。
(5) 对于含有酸雾、油雾及溶剂雾的废气的处理, 采用纤维捕集过滤工艺。
(6) 对于污水处理厂曝气池产生的废气的处理, 采用生物脱臭或活性碳吸附工艺。
(7) 含二氧化硫废气的治理, 可根据实际情况采用不同的工艺, 由于日本燃煤电厂及炼油厂大部分设在海边, 镁法脱硫在日本得到了广泛的应用。
