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煤化工VOCS废气治理技术解析

2020-06-05 10:07:01

针对煤化工VOCs污染控制难题,本文介绍了煤化工VOCs排放现状和当前国内外管控措施,系统地分析了VOCs控制技术,论述了煤化工行业 RTO设备 治理废气的可行性办法,提出了煤化工VOCs的减排思针对煤化工VOCs污染控制难题,本文介绍了煤化工VOCs排放现状和当前国内外管控措施,系统地分析了VOCs控制技术,论述了煤化工行业RTO设备治理废气的可行性办法,提出了煤化工VOCs的减排思路。当前,我国现代煤化工技术创新实现重大突破,示范工程取得显著成效,现代煤化工产业步入发展快车道,其对实现煤炭清洁利用目标、丰富化工原料来源、调整能源供应模式、保障国家能源安全等具有深远现实意义,但在现代煤化工各生产工艺环节中排放大量挥发性有机物(Volatile OrganicCompounds,简称VOCs),对当前大气质量产生多重环境效应。VOCs作为PM2.5和O3重要前体物和参与物,其不仅能与SO2、NOx等发生光化学反应形成光化学烟雾,也能与大气中的·OH 和O3等强氧化剂反应生成二次有机气溶胶,严重污染区域大气环境且危害人体健康,因此煤化工VOCs安全高效控制与减排亟待解决。针对煤化工VOCs污染控制难题,本文综述了现阶段煤化工VOCs排放现状、管控措施、控制技术及筛选与评价方法,并对其减排提出了建议。

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近年来,由于受到宏观政策引导和市场拉动作用,现代煤化工产业得到快速发展,大型装备制造能力显著提升,自主化率达到90%以上;气化、液化、甲醇制烯烃/乙二醇等技术工艺整体达到水平;煤化工基地化、园区化初具规模,相继布局形成蒙东、蒙西、新疆准东、新疆伊犁、宁东、陕北、云贵等产业集群区,有效提高煤炭资源集中利用程度。

VOCs相比SO2、NOx等常规大气污染物具有成分复杂、种类繁多、来源广泛、涉及众多行业领域等特点,且排放类型以无组织为主,排放量难以核算。由于此前未将VOCs纳入环境监测体系,相关统计数据缺失,根据估算,2010年和2014年我国VOCs理论排放量约为1363万t和1700万t,年均复合增长率达到5.68%,预计2020年我国VOCs排放量将达到2466万t,可见VOCs减排形势严峻。

煤化工作为VOCs减排重点行业,涉及气化、液化、炼焦以及低温干馏等诸多化学工艺,气化过程中产生的VOCs主要是由于结渣、火层倾斜等原因导致气化炉非正常停车,造成炉内大量气体逸散,此外在气化炉的卸压废气、粗煤气净化工序中的尾气、硫酚类物质回收装置的酸性气体以及氨回收吸收塔的排放气中VOCs含量也比较高。液化根据化学工艺可分为直接液化和间接液化,相比气化过程其VOCs产生量较少,但在液化原油及液化残渣中易挥发泄露VOCs。炼焦及低温干馏产生的VOCs一部分来自化学转化过程中未完全炭化的细煤粉及其析出的挥发组分、焦油、飞灰和泄漏的粗煤气,另一部分来自出焦时灼热的焦炭与空气接触生成的气态污染物,主要成分是苯系物、酚、氰、硫氧化物以及碳氢化合物等。

煤化工企业产生的有机废气主要来自于低温甲醇洗装置排放的二氧化碳尾气,这些尾气甲烷浓度较高,燃烧热值高,非甲烷总烃质量流率大;有机物成分含:氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、硫化氢、甲硫醇、羟基硫、硫化碳如果直接排放,不仅对环境产生污染,更是对能源的浪费;一般情况下VOC浓度达到3% –4% LEL时,RTO氧化炉运行基本无需补入天然气;因此低温甲醇洗有机废气通过RTO处理后,可将RTO燃烧室高温烟气进行余热回收, 一般使用余热蒸汽锅炉。

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