挥发性有机化合物废气的危害与治理初探

周建华

（362323198110175452，福建 漳州 363000）

1 挥发性有机化合物废气的危害

挥发性有机化合物废气对于人体的危害是多方面的，对于不同行业的有机化合物废气的毒性和对人体的伤害也是不同的。其中工业废气中常见的挥发性有机化合物对于人体的危害具体可分为以下几种：

第一：苯。苯类有机化合物可以损害人体的中枢神经系统，造成系统障碍，尤其是当苯蒸气浓度过高时，会直接引起致死性的人体急性中毒。

第二：多环芳烃。多环芳烃有机化合物具有强烈的致癌性，苯酸类有机化合物可以使细胞蛋白质发生变形或者凝固，导致人体全身中毒。

第三：有机物硝基苯。其主要是影响神经系统、血相和肝以及脾器官。如果皮肤大面积吸收可以致人死亡。

第四：有机氮化合物可以致癌；有机磷化合物可以降低人体血液中的胆碱脂酶的活性，促使人体神经发生喜用功能性障碍。

第五：有机硫化合物。人体发生不适的状态都是由于其中的低浓度硫醇，其浓度较高的情况下可以致人死亡。

2 案例背景

某石油化工公司污水处理厂，其对VOC 治理项目的确定范围是11 台污水罐以及含油污水提升池、浮渣收集池和气浮池，其中这些项目主要是由业主负责。对于该污水处理厂的技术指标为：VOC 治理装置规模总气量1500Nm3/h，设计负荷为30%-130%，采用引风机+碱洗设施+催化氧化工艺。考虑到污水池废气非甲烷总烃约20g/m3，VOCs 体积浓度约0.75%，约爆炸下限的50%，同时废气中含有少量硫化氢，为保证尾气排放达标及防止催化剂硫中毒，设计碱洗塔+催化氧化集成工艺处理废气。

3 碱洗+催化氧化法治理挥发性有机化合物废气

首先利用酸碱中和反应来去除废气中的酸性含硫成分，循环吸收，并且等碱液饱和之后将其与废碱液一同排放至业主污水系统，然后利用催化剂进行催化氧化方法。催化剂可以使碳氢化合物在低温条件下氧化分解成二氧化碳和水，进而生成无害有机化合物。

在碱洗脱硫后的废气送到催化氧化装置时，其要求进入该装置的废气中有机物的浓度爆炸下限为百分之25，如果其浓度高于下限浓度，应当用过相关的处理工艺来降低其爆炸下限，达到百分之25 之后才能够进行催化氧化操作。具体的操作为将废气与空气相互混合，经过尾气换热器预热之后进入催化氧化反应器，然后进行催化氧化反应，将挥发性有机物转化为二氧化碳和水，然后经过尾气换热器回收余热后，最终将净化气通过排气筒排入大气，保证废气的有效去除。去除率基本上可达到99.9%以上，出气达到《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571-2015）废气处理有机废气收集处理装置中非甲烷总烃小于120mg/m3。出气气体各项指标数值远远低于排放标准，非甲烷总烃基本在20 mg/m3以下，大大减少了环境污染（如图1）。

图1 催化氧化工艺流程

管道收集采用说明如下：

①含油污水调节除油罐59-T-1001A/B 公称容积为5000m3，原有3 台DN250呼吸阀，根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求，设置两台DN250 带阻火器呼吸阀即可。

由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次需更新2 台DN250 带阻火器呼吸阀，另一个呼吸阀口改造成废气收集口（原废气线接自单呼阀出口），同时罐顶上需增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁。

②含油污水调节除油罐59-T-2001A/B 公称容积3500m3，原有3 台DN250 呼吸阀，根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求，设置两台DN250 带阻火器呼吸阀即可。

由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次需更新2 台DN250 带阻火器呼吸阀，另一个呼吸阀口改造成废气收集口（原废气线接自单呼阀出口），同时罐顶上需增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁。

③BTX 废水调节罐59-T-7001 罐公称容积1000m3，原有2 台DN250 呼吸阀，根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求，设置1 台DN250呼吸阀即可。

由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次需更新1 台DN250 呼吸阀，另一呼吸阀口作为废气收集口（原废气线接自单呼阀出口）。同时罐顶上需增设增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁。

④生产事故罐59-T-3001 罐公称容积5000m3，原有1 台DN250 呼吸阀，根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求，应设置两台DN250带阻火器呼吸阀。

本次新增一台DN250 带阻火器呼吸阀，由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次另需更新1 台DN250 呼吸阀，共计2 台DN250 呼吸阀。同时罐顶上需增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁，废气收集线改自原有废气排放口接出，不新增开口。罐壁上方的原有溢流口现场用法兰盖封闭。

⑤污油脱水罐59-T-4001A/B/C 公称容积200m3，有一台DN100 呼吸阀，符合《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求。

由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次需更新1 台DN100 呼吸阀。

污油脱水罐顶挥发油气浓度较高，根据《中国石化炼发函〔2016〕127 号》文要求，应加氮封及紧急泄放人孔。本次在罐顶新增一个DN50 氮气入口及一台DN600 紧急泄放人孔，同时罐顶上需增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁。废气收集线改自原有废气排放口接出，不新增开口。罐壁上方的原有溢流口现场用法兰盖封闭。

⑥浮渣浓缩罐59-T-4002A/B 公称容积100m3，有一台DN100 呼吸阀，符合《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/G3007-2014）要求。

⑦污水处理场的自产含油污水提升池与浮渣收集池原设计为加盖的水池，未对废气进行收集处理，造成挥发性有机气体无组织排放。自产含油污水提升池现有一个DN200 通气孔，可改造作为废气收集管并增设呼吸阀；浮渣收集池现有二个DN200 通气孔，一个可改造作为废气收集管，另外一个改造为呼吸阀口。此两池目前均有敞开口，未封闭。业主可根据现场开口情况，使用混凝土进行封闭。

由于原有呼吸阀设定压力范围值过小，本次需更新1 台DN100 呼吸阀。同时罐顶上需增设一台就地压力表，以及一台压力变送器，压力信号与废气收集管上的气动开关阀联锁。废气收集线改自原有废气排放口接出，不新增开口。

因催化氧化工艺增加了气体的温度，同时废气中污染物浓度过高时催化氧化还会锶、释放出大量的热量，造成废气温度更高，如控制不好会影响催化剂的使用寿命，甚至发生安全事故，为了更好的保证系统安全稳定的运行，针对此系统采用了如下安全保证措施：

管道收集总管增加爆炸下限LEL 在线分析仪，尽可能地控制废气的浓度低于爆炸下限的25%，同时设置在线浓度检测仪，检测可烯气体浓度；如出现浓度超出爆炸下限的25%时，自动控制打开稀释空气阀门，补充空气量，降低废气的浓度。

每个罐体与管道收集的部位增设各增设一台防爆轰型阻火器，系统工作压力基本上保持在3～5KPa 的压力下正常工作，在压力突然达到50KPa 时，系统会自动停止工作，同时废气进行紧急排空处理。如压力持续升高，达到150KPa。系统还设置了带报警装置的防爆膜片，如压力持续升高，达到150KPa 时，防爆膜片自动爆开，并发出报警，可有效的保护本装置和周围的设备，同时对人员不造成伤害。系统所有采用的电气仪表设备全部采用防爆型的，防爆型ExdIIBT4。

4 结语

综上所述，随着我国对于废气处理的不断深入研究，以及一些新的技术不断的出现，对于传统处理挥发性有机化合物废气的处理方法进行了一次大的改变，解决了传统处理技术的弊端和难点，运用新型技术不但可以有效的处理现实中的大量废气污染，还因为其运行费用较低的特点来提升了的厂家的经济效益，为我国的环保事业和经济发展做出了巨大的贡献。