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《中国煤化工》
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除臭:另一场环保攻坚战
作者:记者 张兴刚  | 来源:国家煤化工网 | 时间:2016-09-12

 

有一个趋势引起业内关注:2016年4月25日国家环保部批复的内蒙古北控京泰能源发展有限公司40亿立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书、4月29日国家环保部批复的《苏新能源和丰有限公司40亿标准立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书》,都要求装置区应采用设备泄漏检测与修复技术,强化挥发性有机物、恶臭和有毒有害气体污染管控措施。煤化工挥发性有机物(VOCs)排放控制问题再次走向前台。为此,记者进行了调查

 

臭味来自何处

2015年,内蒙古某煤制烯烃企业蒸发塘被环保公益组织检出废水中有154种挥发性有机化合物、209种半挥发性有机物。业内人士分析,这么多挥发性有机化合物都是在煤化工生产过程中产生的,或来自于煤自身,或来自反应中间体,或来自储存过程中产生的中间体以及污水处理过程中产生的物质

青岛金海晟环保设备有限公司王永仪博士介绍,煤化工废水中含有溶解态的气体如氨气、硫化氢等,也有低沸点的挥发性强的物质如烃类、挥发酸类、甲醇、杂醇、酚类等。它们在处理池中会自然挥发到气相中或经气浮、曝气等挥发到气相中,带来气味。王永仪进一步介绍,煤化工废水中有气味的成分大致可分成5类:1.含硫的化合物,如硫化氢、硫醇、二甲二硫、硫醚、硫杂环化合物等;2.含氮的化合物如氨气、胺类、酰胺、吲哚、氰化物、硫氰化物类、氮杂环化合物;3.卤素及衍生物,如卤代烃;4.烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃如煤焦油、石油烃、苯类等;5.含氧的有机物如醇、醛、酮类、酚类如苯酚、邻甲酚、间甲酚等、有机酸(如C1-C5的低分子挥发性脂肪酸)等氧杂环化合物。这中间,含硫、含氮、含氧的物质以及芳香类化合物等往往具有很强的气味

随着项目的增多增大,煤化工挥发性有机物排放控制问题也越来越紧迫

因此,国家环保部在批复内蒙古北控京泰能源发展有限公司40亿立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书时,特别要求其污水处理站对产生的恶臭气体要经密闭收集后送生物脱臭尾气处理装置,废水暂存池和浓盐水缓冲池要全部加盖,并要求项目工艺要均为“二级洗涤+二级生物过滤+高级氧化”,满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)后排放。在批复《苏新能源和丰有限公司40亿标准立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书》时,同样要求其污水处理装置对产生的恶臭气体要经密闭收集,采用生物除臭、光催化氧化处理,满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准和《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)后排放另外,还要求项目事故池和污水暂存池全部加盖,有效控制无组织排放

在目前的煤制天然气项目中,绝大多数选择采用碎煤加压气化工艺。该工艺由于气化温度低并存在干馏层的原因,其配套低温甲醇洗装置排放气中非甲烷总烃含量要远高于气流床煤气化技术,根据煤质不同,一般约占排放气总量的0.1%~1.0%(体积分数),有机物成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、硫化氢、甲硫醇、羟基硫、硫化碳等,是煤制天然气项目中挥发性有机物主要排放源。低温甲醇洗排放气特点是气量大。以40亿标准立方米/年煤制天然气项目为例。其低温甲醇洗装置排放气量为70万~80万标准立方米/小时,燃组分含量低,二氧化碳含量高,并含硫化氢气体。因此,国家环保部在批复《苏新能源和丰有限公司40亿标准立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书》时,还要求碎煤低温甲醇洗尾气采用热氧化工艺处理要满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准和《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)后高空排放。粉煤低温甲醇洗尾气处理要满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准和《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)后高空排放

 

治臭考验管理

挥发性有机物在2010年才首次列入大气污染防治范围。此后不断推出对其的治理政策。2014年12月5日,国家环保部发布《石化行业挥发性有机物综合整治方案》,要求煤化工行业参照本方案有关要求开展工作2015年10月1日,财政部、国家发改委、国家环境保护部发布《挥发性有机物排污收费试点办法》,对排放挥发性有机物收费

据记者调查,事实上,煤化工生产企业多年前就已经开始了对挥发性有机物的管控。神华包头煤化工公司一位负责人介绍,煤生产过程中产生的挥发性有机物主要来自于常压罐以及带呼吸阀压力储罐,排放的可燃气一般排放到火炬烧掉了。有些气体里面有价值气体含量低但还不容易分离回收,像烯烃分离装置产生的含有乙烯丙烯的再生尾气都烧掉了。内蒙古伊泰120万吨/年精细化学品项目设计部部长南云杰、甘肃宏汇能源化工有限公司副总经理张建强等多位来自煤化工生产企业的负责人向记者表示,早就采取措施进行治理了,火炬装置就是处理挥发性有机物的措施之一,基本上每个企业都有火炬系统,污水处理暂存池等也都加盖

据了解,治理挥发性有机物一直是传统煤化工项目清洁生产的要求。倒是一些现代煤化工项目在这方面未做特别强调。结果引发了一些环保事件。现在国家出台规定要求治理,这说明,和废水一样,臭味也已经成为煤化工项目又一个治理难题。近期上报的内蒙古北控京泰能源发展有限公司40亿立方米/年煤制天然气项目环境影响报告书已经明确加入了这样的内容:甲醇、石脑油和其他油类采用浮顶罐贮存并开展油气回收,液氨采用球罐贮存。石脑油采用双管装车,装车过程产生的油气送蓄热式热氧化炉处理

业内人士介绍,治理挥发性有机物的投资并不是很大。一个40亿标准立方米/年煤制天然气项目估计最多也就不到1亿元人民币。但管理难度很大,要保证各个泄漏点零泄漏。要收集干净,然后根据不同的物质制定具体的方案。这对煤化工项目的管理来说是一个考验

 

哪种技术最佳

挥发性有机物脱除技术包括冷凝法、吸附法、吸收法、离子体法、膜分离法、生物法、蓄热氧化法和催化氧化法新疆龙宇能源准东煤化工有限责任公司马剑飞认为,冷凝法、吸收法、膜分离法多用于中高浓度、中低流量有机废气的处理;生物法对废气中有机物的可生化性要求较高;吸附法可用于大流量、低浓度有机废气处理

王永仪博士介绍,化学吸收法占地面积小,投资少,但运行费用高;生物处理法利用微生物降解,适合大气量、低浓度易降解废气;离子体法利用等离子体去除挥发性有机物异味,但耗电量较大;燃烧或催化氧化燃烧法适用于高浓度废气;生物法利用废气中无机和有机物作为生物菌种生存的碳源和能源,将异味物质分解为水、二氧化碳和矿物质等无臭物,达到净化废臭气体的目的

上海安居乐环保科技有限公司总经理郑承煜则认为,煤化工污水臭气中含大量不可生化降解的惰性有机物,单纯采用微生物净化工艺并不能完全满足目前环保要求低温甲醇洗装置排放的废气中含有低碳物质,很难生化,排放的气量也大,用生化和离子体法都不合适;活性炭应用于煤化工污水除臭气上存在限制,而且吸附饱和后,由于成分复杂,脱附存在困难,从而造成运行费用高、维护不便、产生二次污染,同时运行阻力较大,能耗高

马剑飞介绍,蓄热氧化工艺是在约800摄氏度条件下进行深度氧化,将排放气中的烃类、一氧化碳等转化为二氧化碳和水,硫化氢绝大部分转化为二氧化硫。蓄热氧化工艺不需要外加燃料气,不但脱除了挥发性有机物,还能副产少量低压蒸汽。缺点是由于蓄热室不断切换的原因,挥发性有机物脱除率很难突破98%,而且属于明火装置,在布置上对安全间距要求较高,要有一些防范措施。他认为,在现阶段,蓄热氧化工艺较适于碎煤加压气化装置配套低温甲醇洗排放气中的挥发性有机物脱除

王永仪表示,挥发性有机物治理技术选择的原则,要根据其成分和浓度,废气的排放规律、温度、湿度、颗粒物含量等制订不同的方案。对于高浓度的、有回收价值的,应首先考虑用冷凝法回收,或用吸收法回收,其次用焚烧热氧化法回收热量。对于低浓度的,可以考虑生物法、吸收法、吸附法净化后达标排放。内蒙古通辽市龙源绿美化工有限公司工艺专工郑万德则认为,蓄热氧化工艺在煤化工行业还没有示范运行装置,治理后产生的二氧化硫也是污染物,不能排放,蓄热氧化工艺与超级克劳斯原理都是高温焚烧,超级克劳斯技术成熟,也能产生蒸汽,而且能回收低温甲醇洗排放气里面的硫,郑万德认为,低温甲醇洗排放气不如用超级克劳斯技术甘肃宏汇能源化工有限公司副总经理张建强向记者强调,目前挥发性有机物的治理技术都是可靠的,只要投资到位,都能治理到位。关键在于企业要重视

(来源:《中国煤化工》7月刊)

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