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炼油污 水处理场挥发性有机物和恶臭废气处理技术
2019-04-26

       根据国 内外标准和实践,炼油污水应密闭输送,企业宜 尽可能减少连接井、集水池数量,尽可能 将污水沟渠管道化,污水泵送,管道高架。地漏安装水封、集水井 或无移动部件集水池安装浮动盖板(浮盘),减少废气排放;井、池、罐排放废气就近送VOCs废气管道或装置处理。例如,某炼油 厂在连接井上安装活性炭吸附罐,VOCs去除率可达97%,但活性 炭使用寿命较短,需要定期再生;一般情况下,活性炭吸附净化气VOCs浓度大于120mg/m3,有企业 将活性炭吸附尾气按无组织源直接排放,也有企 业则送附近加热炉焚烧处理。

(1)炼油污水处理场VOCs和恶臭 废气可分为高浓度、低浓度两类,高浓度 废气来自提升池、均质罐、隔油池、气浮池(浮选池)、污油罐(池)等,NMHC浓度为500~40 000mg?m3、臭气浓度为5 000~30 000(无量纲),总气量约为1 000~10 000m3/h(标准状态);低浓度 气体来自曝气池、氧化沟、污泥脱水间,NMHC浓度为10~300mg/m3、臭气浓度为2 000~8 000(无量纲),总气量约为20 000~50 000m3/h(标准状态)。

(2)FRIPP开发了 适用于炼油污水处理场高浓度与低浓度废气联合处理的SWAT-1、SWAT-2工艺技术。在SWAT-1中,隔油池、气浮池 等高浓度废气采用“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧(氧化)”工艺处理,曝气池 等低浓度废气采用“洗涤-吸附”工艺处理,低浓度 废气饱和吸附剂用催化氧化排放的热气再生并返回催化氧化处理;而在SWAT-2中,高浓度废气采用“低温柴油吸收-脱硫及总烃浓度均化-催化氧化”工艺处理。应用SWAT-1、SWAT-2工艺处理高、低浓度废气,净化气NMHC浓度均可小于50mg/m3,最低小于10mg/m3,苯、甲苯、二甲苯 浓度小于检出限,臭气浓度小于20(无量纲)。

      FRIPP在国内 最早研究炼油污水处理场废气治理,做过许多开创性工作,1999年率先 完成隔油池废气“高温脱硫-催化燃烧(氧化)”现场中型试验;2000年率先 完成生化曝气池废气特种活性炭吸附处理中型试验;2001年在中 国石化镇海炼化分公司完成A/O生化池 臭气生物填料塔脱臭中型试验;2003年建成 首套隔油池等高浓度废气“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧(氧化)”工业装置,2005 年实现 了催化燃烧催化剂国产化,净化气NMHC浓度小于120mg/m3;2012年在中 国石化金陵分公司完成曝气池和MBR废气“洗涤-吸附”工业化试验,装置入 口废气臭气浓度为2 000~3 000(无量纲),出口浓度约600(无量纲)。上述中 型试验和工业应用中,净化气 均符合排放标准,通过了 中国石化科技部组织的技术鉴定;FRIPP在十多 年的推广应用过程中,不断进 行研究和取得技术进步,目前已有20多套高浓度废气“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧(氧化)”装置建成投产,在中国 石化青岛石油化工有限责任公司(简称青岛石化)、中国石油华北石化(简称华北石化)等建成 投产高浓度废气与低浓度废气联合处理(SWAT)装置,形成了 系列化污水处理场废气处理专利技术。

SWAT 取自污水处理场(sewage treatmentplant)、洗涤(wash)、吸附(adsorption)、热氧化(thermal oxidation)词组的首个英文字母,目前有SWAT-1与SWAT-2两种工艺。在SWAT-1中污水处理场隔油池、气浮池 等高浓度废气采用“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧(氧化)”工艺处理,曝气池 等低浓度废气采用“洗涤-吸附”工艺处理,低浓度 废气吸附剂用催化氧化排放的热气再生并返回催化氧化处理;SWAT-2的区别 在于高浓度废气采用“低温柴油吸收-脱硫及总烃浓度均化-催化氧化”工艺,优点是 可回收油气和将废气有机物浓度稳定控制在爆炸下限(L.E.L)以下,缺点是投资大。

      低浓度 废气进入水洗塔脱除废气中的污泥飞沫、硫化氢、氨等水溶性组分,洗涤废 水去污水处理场进行生化处理;洗涤净 化气进特种活性炭吸附罐,吸附脱除有机物,净化气达标后排放;饱和炭 用催化氧化装置排放的热气再生,再生气 返回催化氧化处理;两个吸附罐切换使用;吸附罐 有蒸汽再生系统,定期对 吸附剂进行深度再生处理。高浓度 废气依次经过碱洗塔、脱硫及 总烃浓度均化罐、换热器(冷物流侧)、加热器、反应器、换热器(热物流侧),然后达标排放。其中,碱洗塔 用氢氧化钠溶液脱除废气中的硫化氢和硫醇。

     脱硫及 总烃浓度均化罐中装填FRIPP开发的FSTS型脱硫 及总烃浓度均化剂,吸附脱除硫醚、二甲基二硫等硫化物,使还原 性总硫浓度降到30mg/m3 以下,防止催 化氧化催化剂中毒;通过吸附?解吸功 能使进入催化氧化反应器的废气总烃浓度相对稳定,防止反 应器出口温度剧烈波动。换热器-加热器-反应器 是一套单元设备,一般通 过反应器进出口气体换热可实现该单元设备能量自给;加热器 提供设备启动热量以及在废气VOCs浓度较低时的能量补;反应器装填FRIPP开发的WSH型催化氧化催化剂,床层空速为5 000~20 000h-1,可以在 反应器入口温度220~400℃下,将有机物氧化为CO2和H2O,释放反应热。为放宽 反应器入口的硫化物浓度限制、延长脱 硫及总烃浓度均化剂寿命,在几套 新投产的催化氧化反应器中增加了高温脱硫剂。

     提升池、均质罐、污油罐废气VOCs浓度高、气量小,目前多 数企业将这些废气通过隔油池或气浮池缓冲处理再进催化氧化装置。在SWAT-2工艺中,这些废 气先经过低温柴油吸收回收油气并将有机物浓度(含甲烷)降到爆炸下限以下,再进“脱硫及总烃浓度均化-催化氧化”处理,虽然投资有所增加,但既回收了油气,又提高了安全性。

      空气稀释/紧急放 空线有两个功能,一是在风机2的抽吸 作用下向废气中引入稀释空气,使进入风机2的混合 气体有机物浓度低于爆炸下限的50%;二是在 催化氧化装置停车时废气通过该管线应急排放。风机3前的稀释空气,一是用 于催化氧化装置启动,二是将 废气有机物浓度稀释到爆炸下限的25%以下,三是用 于装置紧急停车时的系统吹扫。

       2016年1月,采用SWAT-1工艺,在青岛 石化污水处理场建成投产国内外首套高浓度、低浓度 废气处理联合装置,高浓度废气量为5 000m3?h,主要来 自污水处理场提升池、隔油池、气浮池,此外还有酸性水罐、芳烃罐 等废气低温柴油吸收装置尾气;低浓度废气量为4 000m3/h,来自碱 渣中和废水生化曝气池。联合装 置运行数据见表5,净化气符合GB 31570标准要求。

      2016年11月,在华北 石化污水处理场建成投产国内外第二套SWAT-1工艺装置,高浓度废气量为5 000m3/h,主要来 自污水处理场提升池、均质罐、隔油池、均质调节池、气浮池等;低浓度废气量为23 000m3?h,来自曝气池;装置运行数据见表6,净化气符合GB 31570和河北省DB 13/2322—2016标准要求。

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