浅析废气处理技术在炼油废气治理中的应用

唐雪弢

江苏大信环境科技有限公司 江苏宜兴 214200

因炼油生产工艺十分特殊，所以炼油生产废气处理难、危害广、毒性大、废气组成复杂、种类繁多、腐蚀性强。为了解决气体污染问题，国内外早已展开了对各种处理技术的研发，包括各种处理设备设施、制作使用的新材料、不断优化的新工艺，在实际工业化的运行中效果十分显著。以上各种技术措施的推广为炼油企业的可持续发展，产能扩大化和废气治理提供了有力的技术支持和发展空间。本文将以目前常用的各种废气处理技术作为参考对象，剖析这些技术的优劣，思考这些装置处理的适用性。

1 常见炼油企业废气处理办法

1.1 高含硫污水储罐罐顶废气回收

某炼油厂所用的硫污水储罐包括装置轻污油、罐区轻污油、罐区凝缩油、汽柴加氢精制装置污水等。该类储罐的顶部及储罐罐区内存在大量废气，其中主要废气成分为氨、硫醚、硫醇、硫化氢、卤素等含油量大的物质和VOCS,该组分废气热值高，颗粒物大，臭气嗅阈值低，直排或是初步处理后排放引起的污染严重，对周边环境及居民影响大。该类废气的收集系统为在储罐的顶部使用罐区微正压密闭+低压瓦斯系统回收+超重力反应器的组合工艺。

这种工艺使用预处理除尘+焚烧+碱液洗涤吸收结合的处理办法。利用碱洗过程去除废气中的氨、硫醚、硫醇、硫化氢、卤素等物质，防止废气中各种腐蚀性物质在输送中给管道带来的酸性露点腐蚀，降低了后续的废气的处理难度。经过脱硫工艺处理后的废气最终会在自身重力的作用下重新回到前段的低压瓦斯系统之中，被工艺循环使用。

基于理论角度来说，这种装置显然不具备脱除烃类物质的能力[1]。不过从实际运行结果（目前主要采用三方取样检测或是在线检测设备）来看，碱液脱除烃类物质有一定的效果，但是去除率有限。当然碱洗脱除后废气中非甲烷烃浓度的浓度仍然相当高（大于300mg/m³），也就是说这种工艺的去除效率并不能满足国家在该行业需要的排放要求（小于80mg/m³，此为最新的国标排放要求）。所以碱液脱硫工序结束后，需将废气送入到低压瓦斯系统当中，使用加压泵处理这些废气，控制去除效果。在各项数据指标满足国家排放要求以后才准许排放。将其中部分回收的烃类当作燃料[2]。既循环利用了废气中烃类的热值，又达成了保护环境的目标。

1.2 高浓度废气处理

某炼油厂所用的处理工艺是气态污染物催化燃烧法。处理系统、负责催化燃烧的装置包括电气控制系统、配套仪表、废气风机、排气筒、换热加热催化燃烧反应单元、废气过滤器、引风机、气体均布罐、阻火器等设备。其中废气被废气风机从封闭的气浮池、隔油池、提升池引出[3]。该类废气为无组织与有组织混合气体，利用输送管路将其送入到阻火器，同时需对该废气进行爆炸极限监控，需将LEL控制在爆炸极限下限的25%以下，此情况才能确保气体的输送安全，随后气体进入固态脱硫器，之后来到气体均布混合器。用初效过滤器将混合气体当中的颗粒物去除，去除效率根据过滤器等级而定，此处可选用G4+F7+F9组合过滤器。过滤处理后将混合气体送入到加热换热催化燃烧反应单元，此时废气当中的有机物在相对低温条件下和催化剂发生反应，最终通过氧化反应生成了水和二氧化碳，完成气体净化处理要求。反应器中的氧化反应方程式为：CnHm+(n+m/4)O2=nCO2+(m/2)H2O+Q。这个方程式给出的反应过程我们可以看到，废气当中的烃在催化燃烧后会变成水和二氧化碳。该系统非甲烷烃去除率与入口烃浓度达到响应范围时能够满足排放要求。使用脱硫与总烃浓度均化系统控制废气中硫化物含量，可防止催化剂中毒，增加使用寿命。这种处理工艺能够确保废气总烃浓度的均布化，防止催化燃烧装置在废气浓度波动及温度波动比较剧烈的状态下无法稳定运行。使用加热换热催化燃烧反应单元做到了热能回收，减少外来增加能耗。经该工艺处理的废气当中的各种数据指标（以非甲烷总烃为主）能够满足国家排放要求。

1.3 油品油气回收

炼油厂的汽车装卸设备使用的是活性炭吸附+低温柴油吸收工艺，将油气送往喷淋吸收塔，油气与柴油在气液双相的逆向接触中，依靠低温柴油的对烃类物质吸附特性进行废气处理，能够有效减少废气中烃浓度。柴油吸附后的废气依附在储罐活性炭内。随后真空脱附技术再生吸附罐内的活性炭。使用干式真空泵脱附油气，并将油气送回至塔内，依靠吸收塔吸收高浓度烃蒸汽。回收的母液最后回到罐区，降低排放浓度。

该工艺依靠低温柴油气液交换去除废气中非甲烷总烃。使用活性炭吸附油气，减少总烃含量。这种工艺的去除率达60%，并不能满足95%的要求，虽然做到废气的处理，但对于达标排放存在难度。

2 问题

方法一为高含硫废气罐顶气处理工艺技术。不过废气中的氮气如果进入到低压瓦斯系统内部，会引起燃料燃烧效率降低。此外废气氧含量需严格控制，可燃气体浓度不控制在爆炸下限以下，同样会成为该工艺稳定运行的重大隐患。

方法二高浓度废气处理工艺所用的方法能够保障排放数据满足国家要求。不过有机废气的浓度控制需要达到爆炸下限25%的局限性比较突出。

方法三即装卸设施油气回收处理工艺有着较高的安全系数。不过在烃类物质回收效率中局限性比较显著。无法满足排放指标规定。

3 结语

当前所用废气处理技术有很多，不同技术在设备初始投入、运行耗能、达标排放、处理效果上的优势是不同的。吸附法成本低、投入小，但是达标难度大，最终吸附载体存在污染转移。热力燃烧、低温催化氧化等技术，处理效果稳定、工业实用性强、不受外界因素影响，但设备的运行安全隐患相对较高且初期投入较高，经济效益较差。