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煤氣精制槽區VOC廢氣治理研究與應用
[2018-11-14]

煤氣精制槽區VOC廢氣治理研究與應用




上海******工有限公司寶山廠部三期槽區有2個4000m氨水貯槽、2個4500m焦油貯槽、1個3000m粗苯貯槽。氨水貯槽溫度在60~70oC,焦油貯槽溫度70~80oC,輕油貯槽為常溫。槽內通過呼吸閥揮發出氨、硫化氫、萘、苯等非甲烷總烴(VOC)類廢氣,需要對槽區廢氣進行綜合治理。

1廢氣治理工藝

由于廢氣中含有氨、硫化氫、萘、苯類物質,其中焦油貯槽廢氣中的苯類物質:苯40g/m3、甲苯20g/m3、二甲苯90g/m3,上述物質具有易燃、易爆、腐蝕等特性,常規的抽氣洗滌方法不僅安全風險高,而且對有機物治理效果不明顯。需要改變思路,進行回收治理。

根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》SH/T3007—2o07中相關條款規定,固定頂貯槽的吸入量及呼出量主要由進、出料導致的“大呼吸”及由于大氣最大溫差導致的“小呼吸”產生的廢氣量組成。三期槽區各槽“大呼吸”產生的廢氣量見表1,各槽“小呼吸”產生的廢氣量見表2,各槽“總呼吸”產生的廢氣量見表3,有不同的差異。

2治理工藝方案

將5個貯槽內的揮發物如氨、硫化氫、萘、苯類等非甲烷總烴物質進行收集后,接至煤氣負壓管道,引入煤氣負壓系統混配到煤氣中,避免廢氣直接排放。為此,需要配置氮氣穩壓、安全水封、蒸汽保溫、蒸汽吹掃等措施。治理方案見流程圖1。




2.1氮氣穩壓

進出貯槽的物料量多、變化頻繁,液面以上的空間內氣體無法保持在一個恒定的壓力,而進入煤氣管前的吸力是一定的。簡單的廢氣接入,容易造成廢氣收集管的壓力調節閥頻繁動作,存在貯槽吸氣不足或被吸癟的風險,必須配置氮氣穩壓系統。通過氮氣補充到槽內,控制槽內壓力在200~300Pa,貯槽廢氣通過廢氣支管引至廢氣總管,廢氣總管接入煤氣負壓管道,廢氣支管壓力控制在100—150Pa,確保空氣不被吸入到廢氣中。

2.2安全水封

設置安全水封的目的:①當廢氣管道堵塞,槽內壓力超過一定壓力時,則水封瞬間被擊穿,防止槽內憋壓。②一旦槽內物料下降過快,短時間槽內形成較大的負壓,水封就被抽干,從而保證貯槽不被吸癟,保證貯槽運行安全。

2.3管道設計

廢氣中含有萘、油等物質,容易粘附在管壁,管徑通量變小,嚴重時堵塞管道,造成廢氣系統無法正常使用。所以廢氣收集管設計時,需要設置蒸汽吹掃管和冷凝液排放管,而且管道還需要伴熱保溫。

3廢氣治理的運行與控制

1)通過氮氣穩壓,當貯槽由于進料或溫度升高導致槽內壓力升高至設定上限時,廢氣出口壓力調節閥打開,廢氣從由各貯槽呼吸閥下部管道接出的各支管匯集至廢氣總管后進入煤氣負壓系統。

2)當由于出料或溫度下降導致槽內壓力下降至設定下限時,廢氣出口壓力調節閥逐漸關閉,貯槽處于密閉狀態,既不向煤氣負壓系統呼出廢氣,也不向槽內注入氮氣。當貯槽內壓力繼續下降至設定下下限時,氮氣穩壓裝置開啟,向貯槽內注入氮氣,使槽內壓力保持的設定上限與下限之間。

3)煤氣含氧量的控制。由于各槽的廢氣通過廢氣收集管進入煤氣負壓管內,在呼吸閥關閉時,廢氣系統與外界是隔斷的,在全部槽內壓力受控的前提下,氮氣穩壓系統保證空氣不被吸入煤氣中。槽區廢氣系統的投運不增加煤氣中的氧含量。

4)系統單獨控制各槽內壓力,槽內壓力維持在200Pa左右,調節閥根據槽內壓力自動跟蹤,上下調節幅度在20%左右。氮氣自動控制系統有足夠的能力完成槽內壓力的跟蹤和調整。系統投用近1年來,運行穩定。

5)三期煤氣精制槽區廢氣回收裝置,在大陸地區焦化行業為首次運行,裝置投資費用相對較低(表4),主要管材采用普通碳鋼,費用主要用于控制系統和工程安裝。



4結語

1)三期槽區廢氣回收裝置,是國內焦化行業中首套正常運行的裝置。

2)槽區廢氣回收裝置的投用,徹底解決了槽區VOC治理的難題。

3)槽區VOC回收裝置采用氮氣穩壓方式,不增加煤氣中的氧含量。

4)槽區VOC回收裝置的運行是安全、可靠的。

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