VOCs是指(zhi)常溫下飽(bao)和蒸汽(qi)壓大于133.32 Pa、常壓下沸(fei)點在(zai)50-260℃以下的有(you)機化合(he)物,或在常(chang)溫常(chang)壓下任何能揮發(fa)的有(you)機固體(ti)(ti)或液體(ti)(ti)。
按照(zhao)化學(xue)結構來講(jiang),VOCs可分為(wei)八類(lei)(lei)(lei):烷類(lei)(lei)(lei)、芳烴(jing)(jing)類(lei)(lei)(lei)、烯類(lei)(lei)(lei)、鹵烴(jing)(jing)類(lei)(lei)(lei)、酯類(lei)(lei)(lei)、醛類(lei)(lei)(lei)、酮(tong)類(lei)(lei)(lei)和其他。它的主要成分有(you)烴(jing)(jing)類(lei)(lei)(lei)、鹵代烴(jing)(jing)、氧烴(jing)(jing)和氮烴(jing)(jing),包括苯(ben)系物(wu)、有(you)機氯化物(wu)、氟(fu)里昂系列、有(you)機酮(tong)、胺(an)、醇、醚、酯、酸和石油烴(jing)(jing)化合物(wu)等(deng)。具體(ti)有芳香類碳氫化合物(wu)(苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯(xi)等),脂肪類(lei)碳氫化合(he)物(丁烷(wan)、正(zheng)丁烷(wan)、汽油等(deng)),鹵代烴(jing)(四氯(lv)化(hua)碳、氯(lv)仿、氯(lv)乙烯、氟利昂等),醇(chun)、醛、酮、多元醇(chun)類(lei)化合物(甲(jia)醇、丙醇、異丁醇、甲(jia)醛、乙醛、丙酮、環己酮等),醚(mi)、酚(fen)、環氧類化合物(wu)(乙(yi)醚、甲酚、苯酚、環氧(yang)乙(yi)烷、環氧(yang)丙烷等)、酯、酸類(lei)化合物(乙酸(suan)乙酯(zhi)、乙酸(suan)丁酯(zhi)等(deng))、胺、腈類化合物(wu)(二甲(jia)(jia)基甲(jia)(jia)酰胺、丙烯腈等)以及(ji)其他(甲(jia)(jia)基溴、氟氯碳化合物等)等8類。
1. 煤(mei)化工企(qi)業VOCs氣體來(lai)源
煤(mei)化(hua)工過程(cheng)中產生的廢氣主要來(lai)源于煤(mei)制(zhi)焦和煤(mei)制(zhi)氣這兩個(ge)過程(cheng)。
1.1 煤(mei)制焦廢氣
主要來(lai)自(zi)于(yu)對于(yu)煤炭的裝(zhuang)煤、煉焦、化產回收過(guo)程。
在裝(zhuang)煤的階段,煤炭原料在高溫下與大氣直接(jie)接(jie)觸(chu),會產生大量的煙塵、多種對人體(ti)有(you)害的有(you)機多環芳香烴類氣體(ti);
煤焦化VOCs廢氣主要來源于化(hua)產區域和污水處理區域。化產區(qu)域(yu)分為(wei)冷鼓工段(duan)、脫硫(liu)工段(duan)、硫(liu)氨工段(duan)、粗苯工段(duan),在不同(tong)工(gong)段內(nei)其特(te)征污染(ran)物(wu)有所不同(tong)、排口形式不同(tong)。
1)冷鼓工段逸散(san)氣(qi)主要包含氨氣(qi)、硫化氫、萘及少(shao)量的VOCs, 來自于焦(jiao)(jiao)油(you)貯(zhu)槽(cao)、氨水(shui)槽(cao)、焦(jiao)(jiao)油(you)中間槽(cao)、焦(jiao)(jiao)油(you)船、地下水(shui)封槽(cao)等區(qu)域,具有排氣(qi)連續、濃度低及溫度高等特點。
2)脫硫(liu)/ 硫(liu)銨工(gong)段逸散(san)氣主要包含(han)氨氣、硫(liu)化(hua)氫(qing)和(he)少量的VOCs,來(lai)自于(yu)母液槽(cao)(cao)、再生槽(cao)(cao)和(he)破泡沫槽(cao)(cao)等區域,具有(you)排氣連續、氨含(han)量高等特點。
3)粗(cu)(cu)苯工段逸(yi)散氣主要(yao)包含苯系物,來自于(yu)粗(cu)(cu)苯貯槽、貧(pin)油槽、洗油槽、地下槽和粗(cu)(cu)苯計量槽等(deng)區域,具有(you)氣量小、濃(nong)度高(gao)等(deng)特(te)點。
4)污水處理區域(yu)廢氣排放形式(shi)主要(yao)為揮發排放和氣體(ti)夾帶,主要(yao)污染(ran)物為苯系物、硫(liu)化氫(qing)和氨(an),來自于事故(gu)池(chi)、調節池(chi)、缺氧池(chi)、曝氣池(chi)、污泥壓濾機等(deng)區域(yu),具有氣量大、濃度低、含水高特點。
1.2 煤制氣廢氣
煤制(zhi)氣行業多(duo)采(cai)用固定床碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗酸性氣凈化、甲烷合成生成天然氣工藝(yi)。根據工藝(yi)流程特(te)點(dian),VOCs主要排放(fang)點有(you)四處分別為:低(di)溫甲醇洗酸性氣(qi)(qi)凈化后排放尾(wei)氣(qi)(qi)、煤氣(qi)(qi)水(shui)常壓儲(chu)罐(guan)呼吸廢(fei)氣(qi)(qi)、污水(shui)處理裝置散發的惡臭氣(qi)(qi)體(ti)和罐(guan)區儲(chu)罐(guan)呼吸廢(fei)氣(qi)(qi)。
1.2.1 低溫(wen)甲(jia)醇(chun)洗排(pai)放的廢氣含(han)有甲(jia)烷、乙(yi)烯(xi)、乙(yi)烷、丙(bing)烯(xi)、丙(bing)烷、甲(jia)醇等物質,很難(nan)回收,如果想達到能再利用的純度,在經濟(ji)上幾乎無(wu)法(fa)承受,因此只能采(cai)用破(po)壞(huai)方(fang)法(fa),即將(jiang)VOCs轉化為無(wu)害物質后再(zai)排(pai)入(ru)大(da)氣。
RTO和RCO的投(tou)資費用(yong)大致相當,由(you)于RCO的燃燒溫度要(yao)低于RTO,故RCO操作費用(yong)要(yao)省,但由(you)于此股(gu)廢氣中(zhong)含有硫會導致催化(hua)劑中(zhong)毒失活而不(bu)能再生,因此選用(yong)RTO較宜(yi)。
1.2.2 煤氣水儲罐呼吸(xi)廢氣主要(yao)是儲罐呼吸閥排出的無組織廢氣,以硫化氫和氨為主,VOCs濃度高,由于受(shou)到(dao)環境溫度等的影響,流量(liang)和濃度波動較大。
此股氣體(ti)不具回收價值,可以考(kao)慮采用RTO直接(jie)燃(ran)燒(shao)處理。在壓降滿(man)足(zu)的前提(ti)下,可以將(jiang)此股氣體通(tong)過管道輸送到低溫(wen)甲醇洗RTO裝置進行(xing)處理,節(jie)省設(she)備的投資。
1.2.3 污(wu)水處(chu)理裝(zhuang)置(zhi)廢氣,一類廢氣(qi)是在預處理(li)單元的調節池、勻(yun)質罐(guan)、隔油池、酸(suan)化水解池等裝置的散(san)發(fa)氣(qi)體,氣(qi)量和濃度波動范圍較大,VOCs含量(liang)較(jiao)高;另一類(lei)是曝氣池(chi)、污泥脫水間的氣體(ti),惡臭氣味(wei)明顯,主(zhu)要(yao)以(yi)硫化物、揮發酚收率大于(yu)95%,大大降(jiang)低(di)熱法結晶規模。
2.冶煉企業VOCs氣體來源
鋼(gang)鐵工業燒結過程(cheng)VOCs的(de)生成機(ji)(ji)制分析(xi)。一(yi)般認為(wei)VOCs主(zhu)要來源(yuan)于燃(ran)煤。由于燒結過程(cheng)使用燃(ran)料(liao),因而(er)不(bu)可避免(mian)地會產(chan)生VOCs。燒結過程(cheng)中(zhong)(zhong),VOCs是(shi)由焦炭、含油氧化鐵皮(pi)等原燃(ran)料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)揮發(fa)(fa)(fa)性物質(zhi)形(xing)成的(de),以氣(qi)體形(xing)式(shi)排放,在(zai)某些操作(zuo)條(tiao)件下(xia)(xia)同時形(xing)成二噁英和呋(fu)喃。燒結預熱帶溫度(du)范圍基本為(wei)100℃~900℃,厚(hou)度(du)大約為(wei)100mm~200mm,持續(xu)時間為(wei)10min左右。隨燒結進行,燃(ran)料(liao)顆粒溫度(du)升高,內部(bu)有(you)機(ji)(ji)揮發(fa)(fa)(fa)物呈氣(qi)態揮發(fa)(fa)(fa)到氣(qi)流中(zhong)(zhong),隨氣(qi)流向下(xia)(xia)運動,下(xia)(xia)部(bu)溫度(du)較(jiao)低(di),含有(you)機(ji)(ji)揮發(fa)(fa)(fa)物的(de)氣(qi)流熱交(jiao)換后溫度(du)降(jiang)低(di),其中(zhong)(zhong)的(de)有(you)機(ji)(ji)揮發(fa)(fa)(fa)物根據沸點高低(di)逐步冷凝(ning)。由于冷凝(ning)速(su)度(du)較(jiao)快,形(xing)成許多微小(xiao)顆粒,這(zhe)也是(shi)粉塵形(xing)成的(de)原因之一(yi)。