成功应用新技术进行苯储罐VOCs治理工作

王健

（中海石油中捷石化有限公司，河北沧州061101）

0 引言

中海石油中捷实话有限公司206 化工轻油、苯罐区设有2台苯罐（206-T-03、206-T-04）。苯来自芳构化苯抽提装置，产量为4.03万吨/年。苯罐为1000m3的内浮顶储罐。苯的出厂方式为公路运输，由设在罐区内的苯泵直接送往装车台。

按照大气污染物排放工作要求需要将现有2 座苯储罐配套VOCs 治理设施，经过前期与供应商技术交流、考察、技术比选，发现传统的油气回收技术已经很难达到最新排放要求，而催化氧化技术（CO）工艺较复杂，且安全隐患较大，所以此次苯罐VOCs 治理选择了超低排放燃烧技术（CEB），保证排放颗粒物≯20、二氧化硫≯50、氮氧化物≯50 、苯≯4、非甲烷总烃≯100（数值单位为mg/m3）。

超低排放焚烧技术（Certified ultra-low Emission Burner CEB）使用金属纤维无烟无火焰焚烧器，该焚烧技术可燃物处理效率可达到99.99%，可燃物浓度适应性强，主要部件有：废气入口，辅助气体入口，变频助燃风机，废气喷射器，扩散器，预混室，Bekinit焚烧器，封闭排气筒。

超低排放焚烧器（CEB）部件图

1 低排放燃烧技术（CEB）与催化氧化技术（CO）的对比如下

序号1 2 3项目原理基本工艺系统复杂度催化氧化法（CO）利用催化剂在较低温度下燃烧氧化预热到起燃温度后在催化剂表面无焰燃烧较复杂，大部分需要配预处理超低排放燃烧法（CEB）在高温下利用特殊燃烧头表面预混燃烧不需预热，直接在特殊燃烧器上进行表面预混燃烧简单

4 5 6 7 8 9 1 0运行特点℃℃装机与运行功率运行能耗适用性燃烧头设计及工艺特殊要求可保证安全性起燃温度在200～400 ，燃烧温度在300～500虽然有换热器预热回收，低浓度时仍需要开电加热器补充热量，电耗较高。相比CEB不需要配置助燃气电耗较高，无燃气消耗适用于处理中低浓度且浓度较稳定的废气，稀释后风量不宜过大。需保证进气浓度低于爆炸下限的25%，浓度不宜有较大波动。浓度较高及波动较大时风险较高，有爆炸风险。95～98%和进气浓度及催化剂用量有关，一般可达到60mg/Nm3或更低废气升压后与空气混合后在燃烧头上进行表面燃烧装机功率较低，主要电耗为废气增压风机和配风风机。需要配助燃气，没有热量回收。电耗较低，浓度低时需要助燃气基本上不受可燃组分的浓度影响，处理对象选择性广。安全性处理效率排放指标99.9%可达到10mg/Nm3甚至更低

2 超低排放焚烧（CEB）技术特点

（1）预混燃烧。

（2）表面燃烧：燃烧器表面分布有数以百万计小火焰燃烧，火焰完全覆盖燃烧器表面。

（3）短火焰封闭烟囱式燃烧，无可见火焰和烟气。

（4）铁铬合金网状针织结构，混合气体均匀分布在燃烧器纤维网格中，燃烧器相对废气具有较大的表面积，辐射热量很容易被混合气带走，燃烧器本身温度不高。

（5）挥发性有机物去处理率可以达到99.99%，超低VOCs排放指标；

（6）高温短火焰瞬时燃烧，燃烧时间短，氮氧化物产生量极少，CO ≤10 ppmv（3%氧气），NOx≤15ppmv（3%氧气）；

（7）对油气浓度适应性强，高低浓度爆炸性气体均可直接焚烧，达标排放；

3 超低排放焚烧（CEB）安全设施

（1）油气管线设置自动切断阀，手动切断阀和压力开关；发生紧急情况时，可以直接切断油气，防止安全事故的发生。

（2）超低排放焚烧（CEB）入口设置阻爆器，可以避免意外危险扩散。在超低排放焚烧（CEB）中，阻爆器主要起阻隔火焰的作用，一旦发生回火，该阻爆器可以起到保障前端设施的安全，阻止风险的进一步扩散。

（3）超低排放焚烧（CEB）设备出口处始终保持较高的出口速度，出口速度总是大于火焰速度。废气风机设计选型时，考虑运行时的最小风机转速，确保不会出现回火现象。

（4）燃烧器金属纤维针织结构，孔径很小，具有器壁效应等防回火功能，燃烧头本身相当于阻火器。

（5）燃烧器前废气与空气混合，混合气不经预热，温度接近环境温度。混合气温度实时监测和安全联锁，超过设定值即安全联锁。

4 流程说明

来自苯储罐的废气经风机输送，进入CEB 焚烧设备处理，最终达标排放。工作过程为储罐达到1.1KPa后，开启自立式调节阀释放苯油气到回流总管，通过VOC 治理设施变频风机，鼓风到低温催化燃烧器，进行氧化燃烧产生二氧化碳和水。当VOC 治理设施风机监测到总管里的压力信号达0.8KPa 后即关闭风机，设置安全处置后，暂停运行。

4.1 风机输送单元

系统提供动力，使废气进入CEB 焚烧装置前，达到CEB 入口压力要求值。

4.2 焚烧单元

经过风机撬块后，废气进入超低排放焚烧（CEB）设备焚烧处理，尾气达到排放标准排放。焚烧空气是由变频风扇输送过来的。废气在预混室内混合后通过废气喷射器进入CEB。同时设有燃气体进入焚烧系统，目的是让废气湍流进行充分混合。

5 油气回收系统操作

油气回收系统的自动模式在DCS上实现，DCS跟油气回收设备之间通过通讯来实现设备数据的读取、通过硬接线来实现启停信号的发送。

在DCS 上点击“启动”按钮，CEB 撬块会启动，CEB 运行正常后会启动风机撬块。

在DCS 上点击“停止”按钮，风机撬块停止，风机撬块停止后CEB撬块停止。

在DCS 上点击“急停”按钮，风机撬块急停，风机撬块急停后CEB撬块急停。

6 结语

本次苯储罐VOCs治理设施设计处理能力：100Nm3/h；最大150Nm3/h。2019年12月22日完成现场安装，并点火试车成功，彻底解决苯罐废气现场排放问题，改善了环境，达到了石化行业挥发性有机物综合整治方案要求，提升了公司形象。就此我公司也成为了中海油炼化板块首个采用超低排放焚烧技术（CEB）的炼化企业，开创了VOCs治理新技术应用的先河，为今后储罐VOCs治理工作提供有力的技术支持和重要参考价值。