VOCs處理技術(shù)在新型煤化工行業(yè)中的選用
新型煤化工指煤制油、煤制 氣、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等現(xiàn)代化工技術(shù),區(qū)別于煤炭焦化、電石、煤制合成氨等傳統(tǒng)煤轉(zhuǎn)化技術(shù)。近年來,隨著 油價不斷攀升和應(yīng)對氣候變化壓力的不斷增大, 、印度、韓國以及非洲部分 啟動了一些新型煤化工商業(yè)化項目,部分項目已進入實施階段。我國面臨發(fā)展新型煤化工的市場需要,也面臨資源、技術(shù)等多方面的挑戰(zhàn)。煤化工行業(yè)是揮發(fā)性物排放重戶,但是企業(yè)對其認識及治理起步較晚,且排放的組分較復雜。
VOCs是一類低沸點、易揮發(fā)的化合物,通常是指在20℃條件下,蒸汽壓大于或等于0.01kPa,或者在特定條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部化合物的總稱。VOCs大多有毒性,嚴重危害人體健康,輕則刺激眼睛和呼吸系統(tǒng),重則中毒。此外,VOCs對大氣的危害還在于它與NOx在陽光下會產(chǎn)生光化學反應(yīng),在 條件下生成光化學煙霧而造成二次污染。由于VOCs的危害, 出臺了一系列法規(guī),《石化行業(yè)揮發(fā)性物綜合整治方案》對VOCs的排放作出了嚴格控制。
一、VOCs處理技術(shù)分類
目前VOCs處理方法按原理來分有回收技術(shù)和破壞技術(shù)兩類?;厥占夹g(shù)主要是采用物理方法回收氣體中的有價值溶劑,包括冷凝法、吸附法、吸收法和膜分離法;破壞技術(shù)主要是采用化學和生物方法將氣體中的物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等物質(zhì),包括直接燃燒法、蓄熱式燃燒法、催化燃燒法、生物降解法以及光催化降解、等離子體、電暈法等近年發(fā)展的。
(1)冷凝法是將廢氣降溫至VOCs成分露點以下,使之凝結(jié)為液態(tài)后回收有價值的溶劑。主要適用于處理量較小且可冷凝物質(zhì)的濃度相對較高的廢氣處理。
(2)吸收法是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)液體作為吸收劑,利用VOCs各種組分在吸收劑中溶解度的差異而凈化廢氣。適用于高水溶性、小到中等廢氣量的處理。
(3)吸附法是吸附劑(多為多孔性固體)從廢氣中有選擇的吸附某些組分而去除VOCs的一種方法。適用于中低濃度的VOCs凈化。
(4)膜分離法是借助載體空氣和VOCs蒸汽不同的滲透能力,或膜對氣體混合物中分子的不同選擇性而使VOCs分子分離的技術(shù)。適用于較的VOCs分離與回收。
(5)生物降解法是在生物反應(yīng)器中利用微生物對廢氣中的物進行消化代謝,將其分解成水、CO2及其他無機鹽類。主要用于低濃度,且以微生物可分解物質(zhì)為主的廢氣處理。
(6)燃燒技術(shù)是基于含VOCs廢氣具有可燃性的特點,通過燃燒將廢氣中的可氧化組分轉(zhuǎn)化為CO2和水等物質(zhì),包括直接燃燒、蓄熱式燃燒(RTO)和催化燃燒(RCO)。直接燃燒是將廢氣當做燃料來燃燒,主要是處理VOCs濃度很高且具有相對較高燃燒熱值的廢氣,燃燒溫度一般在1100℃;蓄熱式燃燒主要處理可燃物濃度較低的廢氣,無法著火或依靠自身來維持燃燒,是采用的熱交換設(shè)計技術(shù)和新型陶瓷蓄熱材料,把廢氣加熱到800℃左右,使VOCs氧化分解成CO2和水,燃燒后的尾氣除提供尾氣蓄熱升溫所需要的熱量,富余的熱量余熱回收副產(chǎn)蒸汽,凈化效果和熱量的回收;催化燃燒是利用催化劑的催化作用來降低氧化反應(yīng)溫度和提高反應(yīng)速率,可以在較低的溫度下進行氧化燃燒,使物轉(zhuǎn)化為物質(zhì)。
二、幾種常用VOCs處理技術(shù)的比較及其選擇
上述VOCs氣體處理技術(shù)是目前工業(yè)應(yīng)用比較廣泛的幾種廢氣處理技術(shù),而UV光氧廢氣處理設(shè)備技術(shù)、等離子體技術(shù)、電暈等方法是近年發(fā)展的,工業(yè)應(yīng)用較少,主要處于實驗室研究階段。
目前應(yīng)用廣泛的VOCs廢氣處理技術(shù)各自的優(yōu)缺點,工業(yè)企業(yè)在選擇合理的處理方法時應(yīng)從以下幾個方面進行考慮。
(1)環(huán)保政策、法規(guī)要求。處理后的廢氣 達到排放標準要求(石化行業(yè)要求限值120mg/m3)。(2)技術(shù)條件。在對含VOCs廢氣處理工藝的選擇中,在技術(shù)應(yīng)考慮如下因素:VOCs的去除效率;廢氣性質(zhì)(廢氣中物的組成、VOCs含量、廢氣流量、氣味指標);可用建設(shè)面積;技術(shù)經(jīng)濟使用期; 的附屬設(shè)施建設(shè)(如水蒸氣生產(chǎn)設(shè)施);與原有治污設(shè)備的配套;溶劑的回收等。(3)經(jīng)濟因素。主要考慮投資、運行費用和財務(wù)風險。
在滿足環(huán)保要求的前提下,根據(jù)廢氣的性質(zhì)、流量、溫度、濃度等參數(shù),企業(yè)應(yīng)對幾種廢氣處理技術(shù)進行技術(shù)、經(jīng)濟等方面的綜合分析比較,通過可行性論證后,做出適合企業(yè)運行的技術(shù)方案。
新型煤化工是高技術(shù)、高投資、高風險、高回報的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在高油價下具有 的經(jīng)濟優(yōu)勢,成為近年來煤炭、電力、石化等企業(yè)新的投資。新型煤化工項目投資大,對地方經(jīng)濟拉動作用大,所以有部分煤炭生產(chǎn)地不顧本地煤炭資源、水資源、生態(tài)環(huán)境、技術(shù)能力等方面的約束,紛紛規(guī)劃和開工建設(shè)了一批煤化工項目.加劇了局部地區(qū)煤炭供需矛盾,也加大了節(jié)能減排壓力。 從戰(zhàn)略和全局的高度,加快制定 發(fā)展新型煤化工規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策,進一步加強項目審批管理,嚴格審批程序, 新型煤化工產(chǎn)業(yè)有序、健康、發(fā)展。