摘要：为了降低煤化工产品生产过程中对自然环境的破坏，以某煤化工企业为例，介绍一种VOCs污染治理方案。首先，简单介绍了某化工企业的基本情况，并阐述了该企业VOCs排放现状，进而以此为基础，针对甲醇废气产生原理与特点，确定了VOCs污染治理内容，并设计出相应的治理方案最后，通过实践应用分析的方式，验证了该治理方案的影响效果。通过实践应用分析可以发现，该治理方案VOCs去除效率提升到了97%左右，表明该治理方案更加良好，有利于降低煤化工产品生产时对自然环境的破坏。

　　关键词：煤化工企业；VOCs治理；治理方案

　　0引言

　　煤化工产品生产过程中，通常会产生大量的挥发性有机物（VOCs），若直接将其排放到自然当中，将会对自然环境造成巨大破坏，不符合现代社会可持续发展的要求。为此，在VOCs排放前，煤化工企业应对VOCs进行处理，以降低VOCs排放量。传统煤化工企业处理VOCs时，通常采用燃烧法的方式，处理效果一般，且会对自然环境造成二次污染，不利于煤化工企业的发展。所以，为了进一步提升VOCs治理效果，煤化工企业需要采用更加良好的方式对VOCs进行处理。基于此，针对煤化工企业甲醇废气的特点，介绍了一种基于水洗吸收与活性炭吸附的VOCs治理方法，对提升煤化工企业VOCs治理效果具有重要意义。

　　1某煤化工企业概况

　　1.1基本概况

　　以某煤矿化工企业为例，介绍一种基于水洗吸收与活性炭吸附的VOCs治理方法。该公司成立于2003年，位于我国晋西北地区，主要对合成氨、尿素、甲醇、硫磺、甲醛等产品的生产与销售。企业生产规模为：2×18万t/a合成氨，4万t/a甲醇、2×30万t/a尿素及2.5万t/a的甲醛装置，生产规模较大，年污染物排放量较高，对企业周边自然环境具有较大的破坏。

　　1.2 VOCs排放现状

　　通过对某煤化工企业进行深入调查可以发现，该企业甲醇、甲醛等产品生产过程中，虽然对有害气体进行了简单处理，但由于VOCs治理设施并不是很完善，导致废气直接排放，从而严重危害周边自然环境，其中，VOCs废气排放包括：

　　1）固定床间歇式气化作业、造气洗涤作业与沉淀作业时，通常需要50℃的高温水，且生产区域呈敞开状态，使VOCs蒸发并进入到空气当中，若周边环境温度较高，还可使现场出现浓烈的气味。通过相关仪器进行检测时，由于该区域VOCs浓度较低，因而很难检测出实际结果；

　　2）脱硫脱碳作业时，设备区域伴有明显的异味；

　　3）甲醇、甲醛存储时，选择的是内浮顶罐与装车鹤管的模式，由于甲醇与甲醛具有易挥发性，使得设备区域存在一定的异味。同时，甲醇存储过程中，以小型水封槽为主要工具，对大部分甲醇处理后，直接将其排放；

　　4）污水处理时，选择的是敞开液面工艺，调节池、事故池、好氧池等区域，均会出现轻微的异味。

　　由此可以发现，某煤化工企业含VOCs废气产生途径较多，对周边环境具有较大的危害，为了加强对周边环境的保护，某煤化工企业应加强对VOCs废气的处理。

　　2 VOCs污染治理方案

　　2.1治理内容

　　煤制甲醇过程中，随着生产活动的进行，储罐驰放气、罐车装车逃逸等环节均会产生大量废气，且这些废气成分较为单一，加之甲醇具有易燃易爆，易溶于水的特性，因而对煤制甲醇废气处理时，可采用基于水洗吸收与活性炭吸附的处理方式。具体来说，治理内容主要包括下述三个方面：

　　1）煤制甲醇的存储与调和。某煤化工企业甲醇储罐区当中，共包括2个罐区，一个是成品罐区，其中有6个内浮顶储罐，另一个为中间槽区，包括4个甲醇槽与1个甲醛槽。这一环节生产作业过程中产生的VOCs废气最多，占总VOCs排放量的77%左右，但并非连续排放，瞬间产生量很高。

　　2）甲醇装车挥发损失。在甲醇装车车间当中，共包含2个装车位，通过定量鹤管装车的方式，向车内装入甲醇，为液下冲装，敞口挥发，但并非连续排放，该环节的挥发量在3%左右。

　　3）精馏塔顶甲醇不凝气间断放空。该企业对甲醇精馏处理时，选择的是“三塔精馏”工艺，即分别对甲醇进行脱醚、加压与常压处理，以得到浓度符合要求的甲醇溶液，这一生产环节中，不凝气携带甲醇废气直接传输给液封槽，通过吸收处理后，直接将废气排出。

　　2.2指标标准

　　随着我国经济的迅猛增长，国家政府及各个行业均对大气污染物的治理产生了高度重视，并制定出了相应的标准准则，各标准准则思考角度的不同，对大气污染气体的排放要求并不相同。但需要注意的是，针对于VOCs排放来说，则依然没有明确的规定，所有规定均是针对各种挥发性有机物制定的排放标准，其中，主要的标准如表1—表3所示。

　　通过对3个规定标准要求的对比分析，应将某煤化工企业甲醛排放质量浓度控制在50 mg/m3以内，将非甲烷总烃质量浓度控制在80 mg/m3以内。

　　2.3治理方案

　　根据煤制甲醇VOCs废气特点与治理内容，结合上述规定标准要求，可采用水洗结合活性炭吸附的方式对VOCs废气进行治理，该工艺流程如图1所示。甲醇存储时，将甲醇传输到浮顶罐中，并通过呼吸阀的调节，使甲醇传输给气液分离与水洗塔中；甲醇精馏时，将甲醇传输给液封槽进行放空处理后，通过呼吸阀的调节，使甲醇传输给气液分离与水洗塔中。各环节产生的甲醇废气通过气液分离与水洗塔处理后，分别传输到洗涤废水去污水处理站与活性炭储罐，利用活性炭良好的吸附特性，逐渐将废气中的VOCs去除，以使排放废气中各种有挥发性有机物成分浓度符合规定要求。由工艺原理可知，该治理工艺主要设备包括：废气收集设备，如集气罩、气体传输导管等，均由防静电钢制成；吸收设备，如旋流喷淋净化器、喷头等，均由不锈钢制成；吸附设备，即活性炭储罐；排气设备，包括防爆电机、截面积为15 m的排放筒等。

　　3应用效果分析

　　按照上述方案对某煤化工企业VOCs治理系统进行改造，并将其应用到实际生产作业当中，通过对废气处理前后VOCs浓度的观察与统计，计算出VOCs去除率。与此同时，通过历史生产资料的查询，收集原VOCs治理相关信息，通过对历史资料的计算与分析后，得到原治理系统对VOCs的去除率。两系统实践应用过程中，进气甲醇质量浓度均在800-900 mg/m3范围内，取中间值850 mg/m3作为研究周期内的进气甲醇浓度。通过实践应用分析的观察与测量可以发现，采用原治理系统时，排出气体中甲醇质量浓度约为70 mg/m3，VOCs去除率约为91.76%，同时，VOCs治理时的耗电量约为28 000 kW·h/月，用水量约为2 600m3；采用通过上述方案改造后的治理系统时，排出气体中甲醇质量浓度约为24 mg/m3，VOCs去除率约为97.18%，比改造前相比，VOCs去除率提高了5.42%，同时，VOCs治理时的耗电量约为25 000 kW·h/月，用水量约为2 400 m3，低于原治理系统，均此表明，对煤制甲醇废气进行治理时，采用基于水洗吸收与活性炭吸附的治理方法具有更加良好的VOCs去除效率，可治理能耗相对较低，有利于降低排出废气中的甲醇浓度，使排除废气更加符合规定标准要求。

　　4结语

　　煤化工企业运营过程中，应加强对VOCs的治理，针对各种产品生产时VOCs废气特性，设计出科学、合理的VOCs治理方案与系统，以提升VOCs废气去除效率，确保废气中各种挥发性有机物浓度在规定要求范围内，避免VOCs浓度过高而对自然环境造成严重破坏。以煤制甲醇工艺为例，可采用基于水洗吸收与活性炭吸附的治理工艺，可去除废气中97%以上的甲醇，且去除后废气中的甲醇质量浓度不足30 mg/m3，远低于规定标准要求。

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