煤化工行業(yè)VOCs處理技術(shù)研究
一、我國(guó)現(xiàn)代煤化工的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
從世界經(jīng)驗(yàn)看,煤化工的興衰與石油和 氣化工緊密相關(guān)。受能源結(jié)構(gòu)等多種因素決定,世界大多數(shù) 煤化工處于戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備或前期研究階段,但煤化工技術(shù)的工作間斷,也取得了較好的成果,而中國(guó)成了這些技術(shù)的示范和工業(yè)化良好的場(chǎng)地之一。
豐富的煤炭資源是我國(guó)發(fā)展煤化工的良好基礎(chǔ),但由于煤化工產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)含量高、技術(shù)周期長(zhǎng)、資金投入大等特點(diǎn),我國(guó)煤化工在多數(shù)方面的基礎(chǔ)研究仍落后于發(fā)達(dá) ,而現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模在我國(guó)已進(jìn)入擴(kuò)張期,并呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
(1)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品以補(bǔ)充石油和石化產(chǎn)品為主。以煤為原料替代補(bǔ)充多種清潔能源產(chǎn)品,在 程度上將我國(guó)石油和 氣資源不足的壓力,也是未來(lái)一段時(shí)期 我國(guó)煤化工發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?br/> (2)甲醇制烯烴(MTO/MTP)技術(shù)已走向成熟, 了煤化工與傳統(tǒng)石油化工的結(jié)合。該技術(shù)在具備較好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也使得石化技術(shù)及軟資源優(yōu)勢(shì)得以向煤化工轉(zhuǎn)移。
(3)煤制 氣得益于國(guó)內(nèi) 氣市場(chǎng)的巨大需求和政策扶植,具有較好的產(chǎn)業(yè)前景。
(4)伴隨著蘭炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,煤焦油制備清潔燃料和化學(xué)品、蘭炭末用于高爐噴吹等下游產(chǎn)業(yè)具備較好的經(jīng)濟(jì)前景和循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
(5)合成氨、甲醇、焦炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí),裝置建設(shè)以大型為主,高耗能和小型裝置逐漸被淘汰,甲醇下游產(chǎn)品發(fā)展空間較大。
(6)建設(shè)煤、電、油、化一體化大型循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集群,資源供應(yīng),集中控制生產(chǎn)成本,將是未來(lái)煤化工發(fā)展的重要形式。
(7)現(xiàn)代煤化工發(fā)展的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已基本得突破,技術(shù)障礙較小,經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益有待檢驗(yàn)。
二、VOCs處理技術(shù)
為減輕大氣污染,建設(shè)環(huán)境友好型項(xiàng)目,提供解決煤化工行業(yè)VOCs排放問(wèn)題的新思路,從源頭與過(guò)程控制、末端治理與綜合利用及管理體系三個(gè)方面采取措施,對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生的VOCs進(jìn)行治理,實(shí)現(xiàn)VOCs的回收利用與減量排放,達(dá)到保護(hù)大氣環(huán)境的目的。
VOCs(揮發(fā)性化合物)作為化合物主要分支,是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以內(nèi)的化合物。我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs排放量大,成分復(fù)雜,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
目前,廢氣處理方法總體而言有兩類:一類是回收法,另一類是法。
回收法主要有炭吸附、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分離技術(shù),即通過(guò)物理方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法富集分離VOCs。
法有直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化、等離子體法、UV光氧廢氣處理設(shè)備技術(shù),主要是通過(guò)化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光、催化劑和微生物將VOCs轉(zhuǎn)變成為CO2和水等 害的無(wú)機(jī)小分子化合物。
近年來(lái),生物氧化、等離子體、半導(dǎo)體光催化劑技術(shù)發(fā)展,但耗用資金都較高。相比之下,目前較經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用 廣的是活性炭吸附濃縮與催化燃燒組合法,或活性炭吸附濃縮與活性炭回收溶劑組合法。
三、我國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展對(duì)策
作為石油和石化產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)充和替代產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)具備長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿?,但現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目普遍投資在百億元以上,工藝技術(shù)相對(duì)石油化工復(fù)雜,對(duì)設(shè)備的磨損、水耗普遍高于傳統(tǒng)石油化工,技術(shù)和設(shè)備也需經(jīng)過(guò)工程化考驗(yàn),應(yīng)有控制地發(fā)展。同時(shí)需要構(gòu)建成熟的信息通道和技術(shù)經(jīng)濟(jì)平臺(tái),新上項(xiàng)目尤其須做好市場(chǎng)分析,避免盲目上項(xiàng)目帶來(lái)的產(chǎn)能過(guò)剩。
在技術(shù)和示范運(yùn)營(yíng)方面,經(jīng)過(guò)近10年來(lái)的大規(guī)模建設(shè),不少項(xiàng)目暴露出來(lái)一些難以解決的問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)重視局部技術(shù)的和推廣,尤其是關(guān)系到循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排方面技術(shù)的升級(jí),提高大型煤化工的整體經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
在發(fā)展步驟上,應(yīng)在示范成功的基礎(chǔ)上適度推廣,并經(jīng)過(guò) 經(jīng)濟(jì)周期的檢驗(yàn)。發(fā)展煤制化工原料的工作,通過(guò)技術(shù)發(fā)展提高產(chǎn)品附加值。做好熱能梯級(jí)利用、各類資源通過(guò)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)物盡其用。積累各種現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的物料平衡、熱量平衡和消耗定額數(shù)據(jù),重視煤質(zhì)變化對(duì)整套系統(tǒng)的影響?,F(xiàn)代煤化工部分產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期,水耗大幅降低,產(chǎn)品與石化產(chǎn)品具備成本優(yōu)勢(shì),具備大規(guī)模推廣的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境條件,成為石油化工的替代補(bǔ)充產(chǎn)業(yè)。