石油化工企業含VOCs廢氣工藝研究

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摘要：石油化工企業工藝尾氣及污水處理廠廢氣中均含有vocs，一旦將其排放到空氣中將會對環境造成污染，因而需要做好廢氣處理工作。因此，從催化燃燒技術處理工藝尾氣和污水處理廠廢氣兩個方面對VOCs廢氣的處理進行研究，探究出有效的VOCs廢氣處理方案，從工業廢氣中有效地去除VOCs，從而保障廢氣的排放符合相關標準，避免對環境造成污染。

關鍵詞：催化燃燒技術；石油化工；VOCs；廢氣處理

VOCs對環境的污染極大，并且會影響到人體的健康。石油化工企業生產廢氣中存在VOCs成分，對其進行處理非常重要，處理方式主要為催化燃燒技術。通過該方法可以有效地對廢氣進行凈化，濾除廢氣中的VOCs成分，從而對廢氣進行有效治理。

1催化燃燒技術及VOCs廢氣概述

1.1催化燃燒技術概述

催化燃燒技術處理VOCs廢氣應用的是氧化脫水原理，使VOCs轉化為污染性較小的物質，這樣可以降低廢氣的污染性，對廢氣進行凈化。催化氧化技術需要通過一系列的工藝流程來實現，使用廢氣處理裝置對廢氣進行處理。VOCs廢氣處理需要滿足2個條件：（1）需要滿足一定的溫度，這樣才能保障反應過程能夠順利進行，并且提高廢氣處理的效率。（2）需要催化劑參與，提高氧化脫水反應的反應速率，對VOCs進行全面的催化。在上述兩個條件中，對催化燃燒技術影響較大因素為催化劑，為了提高VOCs凈化的效率，需要選擇合適的催化劑，這樣可以在很大程度上提高反應物的活性，對VOCs廢氣進行有效的凈化。因此，氧化燃燒技術在VOCs廢氣處理方面具有良好的效果，該廢水處理工藝具有廣泛的應用前景。

1.2VOCs廢氣概述

VOCs廢氣屬于揮發性有機化合物，沸點在50~260℃。石油化工企業生產的廢氣中含有VOCs成分，需要進行處理后才能進行排放，否則將會對環境造成污染，甚至對人的生命安全造成威脅。VOCs具有較強的揮發性以及毒性，人體與之接觸后將會引起黏膜、皮膚的不適，嚴重時甚至可以導致死亡。VOCs具有一定的致癌作用，如芳香胺、醛、氯乙烯等，都是重要的致癌因子，對人體的潛在危害極大，因而對VOCs廢氣進行處理顯得至關重要。VOCs飄散到空氣中后，遇到NOx后，將會發生光化學反應，對環境的危害將會進一步加大。若是人體食用了被光化學污染的農作物，將會對人體的健康造成極大的危害，增加人體的致癌風險。因此，對VOCs廢氣進行處理非常必要，這樣可以有效地降低VOCs對環境的影響，提高石油化工企業綠色化發展水平。

2催化燃燒技術處理工藝尾氣

2.1工藝特點

（1）廢氣中VOCs的濃度較小，但仍然會對環境造成污染，因而需要對其進行處理。而且，廢氣的流量波動較小，處理起來也較為容易一些，有利于VOCs進行充分凈化。（2）廢氣中不含有氧氣，所以在進行催化燃燒反應時需要從外界引入氧氣，使反應所需的氧氣濃度符合要求，保障廢氣凈化過程能夠順利進行。（3）廢氣中存在具有回收價值的物質，需要對其進行回收后進行催化燃燒處理。這樣可以為企業節約一定的原料成本，同時也能夠避免資源浪費，提高VOCs的凈化效率。（4）廢氣中含有氯化物、硫化物等會與催化劑發生反應，導致催化劑失去對催化燃燒反應的催化作用，使催化劑發生變質。因此，可以根據工藝尾氣的特點進行VOCs處理流程的設計，進而有效地濾除廢氣中的VOCs成分。

2.2工藝流程

催化燃燒技術處理工藝尾氣的流程如下：工藝尾氣在風機的作用下進入廢氣處理裝置。（1）廢氣將會進入到堿洗塔，濾除廢氣中的酸性氣體，如氯化物、硫化物等，同時對這些物質進行回收，進一步對其進行再利用。這樣便可以避免其與催化燃燒反應的催化劑發生反應，導致催化劑失去效果。（2）為了避免廢氣中存在堿液成分，需要設置水洗段，對堿液成分進行過濾，避免堿液對廢氣凈化過程造成影響。燃燒反應器是凈化VOCs的反應裝置，需要將該裝置加熱到反應所需的溫度，為VOCs的催化燃燒反應提供適宜的反應條件.廢氣進入燃燒反應器前需要對其進行預熱，這樣當廢氣進入燃燒反應器后，VOCs可以直接參與到催化燃燒反應中，為反應過程節省大量的時間，提高催化燃燒反應的效率。由于廢氣中不含有氧氣，催化燃燒反應需要由空氣鼓風機來提供氧氣，保障反應能夠順利進行。

2.3控制方案

2.3.1催化燃燒反應器的出口溫度控制需要對尾氣進行循環凈化，在該過程中尾氣的溫度將會逐漸降低，進而達到尾氣溫度控制的目的。尾氣排放溫度需要根據VOCs的成分而定。以聚丙烯尾氣為例，排放溫度為120℃，當出口溫度大于120℃時，需要加大循環尾氣的流速，使尾氣溫度能夠迅速降低。當出口溫度小于120℃時，需要減小循環尾氣的流速，使尾氣溫度及時恢復，并且延緩尾氣的溫度變化。2.3.2催化燃燒反應器的入口溫度控制入口溫度由換熱器調節閥進行控制，入口溫度設定值由VOCs成分決定。若入口溫度超過設定值，則需要提高換熱器的流通量，降低尾氣的溫度。若入口溫度低于設定值，則需要降低換熱器的流通量，使尾氣溫度逐漸回升。對反應器入口溫度進行控制可以有效地對尾氣進行預熱，使尾氣溫度達到催化燃燒反應的反應溫度，一方面，可以提高催化燃燒反應的速率，快速地對VOCs進行處理。另一方面，可以避免裝置內溫度不均，使裝置存在爆炸的安全隱患，進而提高催化燃燒反應的安全性。2.3.3催化燃燒反應器安全聯鎖控制該控制的目的是提高反應裝置的安全性，保障裝置能夠自動進行調節，進而有效地回避催化燃燒反應中存在的風險，使VOCs廢氣處理能夠順利進行。例如：當循環尾氣冷卻出口溫度大于設定值后，將會觸發聯鎖反應，及時使尾氣調節閥處于閉合狀態，停止對尾氣進行供應，這樣尾氣在缺乏熱量來源后，溫度將會逐漸降低，進而起到尾氣溫度的聯鎖調控作用，為催化燃燒反應的安全性提供重要保障。

3催化燃燒技術處理污水處理廠廢氣

3.1工藝特點

（1）廢水中VOCs的濃度較大，若不經過處理，將會對環境造成極大的污染。另外，廢水的流量波動較大，VOCs在廢水中的混合較為充分，因而VOCs的分離具有一定的難度。（2）廢水中的氧氣含量較為充足，在進行催化燃燒反應時，無須或僅需少量氧氣供給即可，便可保障催化燃燒反應的順利進行。（3）污水處理廠中VOCs在不同位置時含量不同，例如：在前端部分，VOCs的含量較高，可以達到3000-4000mg/m3。在后端部分，VOCs的含量較低，可以達到200~400mg/m3。對于前者，可以采用催化燃燒反應對廢水進行處理，具有良好的處理效率。對于后者，可以采用吸附濃縮法進行廢水處理，這樣可以為企業節約大量的成本。（4）廢水中含有H2S、硫醇等，若不將其從廢氣中濾除，將會與催化劑發生反應，導致催化劑失去催化效果。

3.2工藝流程

催化燃燒技術處理污水處理廠廢氣的流程如下：污水處理廠廢氣中含有的H2S、硫醇等物質，需要通過脫硫罐進行過濾，將這些物質從廢氣中濾除，這樣才能保障催化燃燒反應中催化劑不失效，使廢氣中的VOCs能夠得到充分濾除。脫硫工作完成后，需要將廢氣引入均化罐，對廢氣中VOCs的濃度進行均化，使廢氣成分能夠均勻分布，這樣保障催化燃燒反應更加地平穩，避免因為反應過于劇烈導致反應不充分，無法將廢氣中的VOCs進行有效的濾除，導致燃燒反應器排出廢氣中的VOCs濃度過大。接著，廢氣需要進入過濾器，清除其中的大顆粒物質，防止對裝置造成堵塞，使裝置存在爆炸的風險。最后，廢氣在經過預熱后，進入催化燃燒反應器，由于廢氣中的氧氣含量達到反應所需要求，因而不需要進行額外供氧。在廢氣中的VOCs濾除充分后，可以將廢氣排出。

3.3控制方案

3.3.1催化燃燒反應器出口溫度控制溫度可由空氣量進行調節，當出口溫度高于設定值時，需要增加空氣量，這樣廢氣將會與空氣產生熱傳遞，可以有效地降低廢氣的溫度。當出口溫度低于設定值時，需要減少空氣量，使廢氣溫度能夠逐漸升高，恢復到設定溫度。空氣量由調節閥進行控制，調節閥開度的變化決定著空氣量的多少，而且通過調節閥對空氣量進行控制具有較高的精度。3.3.2催化燃燒反應器入口溫度控制入口溫度由電加熱器進行調節，電加熱器具有穩定的熱輸出功率，可以使入口溫度恒定，可以對廢氣起到良好的預熱效果。當入口溫度高于設定值時，需要減少電加熱器熱輸出，使廢氣的溫度能夠降下來。反之，則需要加大電加熱器熱輸出功率，提高廢氣的溫度，對其進行有效的預熱，使其進入催化燃燒反應器后能夠快速地參與到反應中，對廢氣中的VOCs進行處理，從而有效地降低廢氣中VOCs的濃度。3.3.3催化燃燒反應器安全聯鎖控制通過安全聯鎖控制可以有效地提高催化燃燒反應的安全性，保障VOCs廢氣處理能夠順利進行。例如：當電加熱器溫度超過設定值時，將會觸發安全聯鎖控制，停止反應裝置入口廢氣的輸入，使廢氣溫度能夠逐漸降低下來。安全聯鎖控制是一種重要的安全控制手段，可以有效地提高催化燃燒反應的安全性，避免裝置在反應過程中發生危險，使反應過程能夠安全運行。

4結束語

采用催化燃燒技術可以有效地對廢氣中的VOCs進行處理，從廢氣中濾除VOCs成分，使廢氣的排放符合國家標準。VOCs廢氣處理需要依托催化燃燒工藝來實現，依據不同尾氣的特點采取相應的處理手段，這樣可以有針對性地對VOCs廢氣進行凈化，提高VOCs廢氣的處理效率，從而保障石油化工企業能夠綠色化發展。此外，在催化燃燒反應中，需要注意反應器出口、入口溫度的控制，這樣可以提高廢氣的處理效率，并且為反應的安全性提供重要保證。

參考文獻

[1]談敏.催化燃燒技術處理石油化工企業含VOCs廢氣的工藝研究[J].環境與發展，2019，31（1）：67-68.

[2]吳慶軍.催化燃燒技術處理石油化工企業含VOCs廢氣的工藝[J].節能與環保，2019（8）：63-64.

作者：王淵 單位：山西興新安全生產技術服務有限公司