焦化行业绩效分级挥发性有机物治理技术

王 春

（山西诺凯诚达环境科技有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

山西省焦化行业近年来采取了产能置换和淘汰落后产能等一系列举措，产能结构逐步优化，独立企业实力逐步增强，但是随着挥发性有机物治理要求的逐步提高，焦化行业挥发性有机物的治理问题逐步凸显，近年来重污染天气应对工作逐渐突出精准减排，使得企业原环境影响评价及批复中对挥发性有机物的治理要求不足以满足实际管理中绩效分级差异管控要求。因此在新的环保政策下，要想实现精准治污、精准减排，应科学合理地提升挥发性有机物治理措施及管理水平（对标A 级），达到焦化行业挥发性有机物治理“先进”水平。

1 案例介绍

山西某焦化企业于2020 年投入生产，设计规模150 万t/a，炉型选用2×60 孔6.98 m 顶装焦炉，项目主要建设内容包括：备煤、炼焦、冷鼓电捕、脱硫、硫铵、蒸氨、洗脱苯、酚氰污水处理站、干熄焦及发电系统、公用工程设施及辅助工程设施。

2 绩效评级工作中挥发性有机物治理存在问题

2.1 含VOCs 物料储运

冷凝鼓风工段焦油氨水分离槽排出的焦油渣暂存于密闭储运箱，经叉车运输至精煤大棚分区堆存；硫铵工段产生的酸焦油密闭运输至精煤大棚与焦油渣分区堆存；蒸氨塔产生的沥青渣储存于半封闭沥青储运箱，叉车运输至精煤大棚与焦油渣一起分区堆存。焦油渣、酸焦油、沥青渣等含VOCs 物料与精煤经人工混合进入受煤坑配煤炼焦[1]。

含VOCs 物料沥青渣收集过程，焦油渣、酸焦油、沥青渣在精煤大棚分区堆存期间产生大量挥发性有机物，工区及周边异味严重。

2.2 冷鼓工段

焦油氨水分离槽前焦油氨水总管与设备连接处存在滴漏、腐蚀现象，现场有明显异味。

2.3 脱硫硫铵工段

硫泡沫槽顶部盖板密封不严，VOCs 废气收集管线放散阀门处于打开状态；熔硫釜腐蚀严重，有VOCs废气逸散；熔硫釜放硫口尾气密封罩破损，设备表面残液明显；整个工段内异味明显。满流槽顶部折页罩及酸焦油捞取口敞口运行，硫铵离心机敞口运行。

2.4 粗苯工段

残渣油经残渣泵送出管线跑冒滴漏，各罐槽手动放散阀处于打开状态。现场有明显异味。

2.5 焦油、苯装车

焦油装车应采用上装鹤管密闭技术，苯装车采用底部装载方式，无油气回收或治理措施，装车区有明显异味。

2.6 脱硫废液提盐车间

脱硫废液经管道送至脱硫废液槽，生产过程中脱色、浓缩结晶器均采用蒸汽加热，受设备跑冒滴漏及蒸汽加热影响，车间异味较大。

2.7 酚氰废水处理站

生化处理站调节池、隔油池、曝气池、厌氧池、污泥脱水间敞口运行，焦化废水处理过程中会产生挥发性有机污染物（VOCs）及恶臭气体，这些污染物逸散到空气中会污染环境，异味较大。

3 挥发性有机物治理措施升级改造

3.1 含VOCs 物料储运

在实际生产中机械化澄清槽排出的焦油渣经过渣箱收集后，送往煤场的焦油渣池堆放。由于焦油渣得不到有效处理而且长期堆放，对煤场周围的环境造成恶劣影响。近年来焦油渣配煤炼焦工艺逐渐发展完善，先后在宝钢、武钢和南钢等焦化厂投入使用。针对该处挥发性有机物异味严重，可采取以下储运措施：

精煤大棚内取消焦油渣等含VOCs 物料暂存区，焦油渣密闭储运箱经叉车运输至精煤大棚内的焦油渣添加装置；酸焦油产生量较少，且主要成分与焦油一致，可采用专用泵经密闭管道送至焦油氨水分离槽进行处置；蒸氨塔产生的沥青渣应采用移动式密闭储运箱，储运箱存满后用叉车运输至精煤大棚焦油渣添加装置。

焦油渣添加装置主要由储运箱、混合机、液压举升装置等组成，焦油渣的储运及均匀给料由储运箱实现，装满的焦油渣储运箱由叉车运到添加装置后，将焦油渣均匀卸到卧式双轴桨叶混合机内，焦油渣和煤在混合机内充分混合，直接回送到粉碎后的带式输送机上，送往煤塔装炉炼焦[2]。该装置投入大大减少了含VOCs 有机物暂存时间，也减少了挥发性有机物产生，实现了源头治理。

3.2 酚氰废水处理站臭气处理

生化处理站调节池、隔油池、曝气池、厌氧池、污泥脱水间等含挥发性有机物气体逸散池体进行加盖封闭，封闭收集后的气体经密闭管道收集后通过引风机进入臭气处理装置。采用“预洗塔+高压脉冲等离子+碱性洗涤塔”的组合除臭工艺，前端收集的焦化废水臭气进入预处理洗涤塔，选取水作为吸收剂，具有大溶解度、强选择性、蒸汽压低、无毒、稳定性，且成本相对较低[3]。主要去除颗粒杂质和易溶解于水的醇类、部分醛类和部分有机酸类等物质，并利用喷淋作用给废气充分加湿，然后，臭气进入脉冲放电等离子体净化装置，在高压脉冲离子放电过程中发生一系列复杂的光化学反应。经离子净化装置处理后的废气进入碱性洗涤塔内，将等离子体净化工艺中产生大量酸性物质，在碱洗作用下被反应、吸收和溶解。在经过上述一系列处理后，废气中大部分有害成分得到净化处理，最后废气通入除雾器，经上述一系列设备净化后的废气在烟囱出口达标排放。臭气去除率可达90%以上。

3.3 装车废气回收

焦油装车废气经管道收集后进入水洗塔、油洗塔洗涤，洗油对于挥发性有机物的处理具有良好效果，利用粗苯工段洗油[4]，通过空塔喷淋洗去其中的苯、萘及其他有机物后，进入焦炉地下室配风燃烧，洗油变粘稠后输送至冷鼓工段焦油储槽。粗苯装车、粗苯储罐采用氮封密封收集后经压力平衡系统返回煤气鼓风机负压系统。通过上述措施极大程度降低了挥发性有机物无组织排放，可明显减少异味散发。

4 挥发性有机物管理水平提升

4.1 化产区生产设施管理

冷鼓、脱硫、硫铵、洗脱苯等工段涉及各类离心机、泵、阀门、开口阀、法兰、泄压设备、检修口等，在众多泄漏组件中，法兰、连接件、阀门等组件的平均泄漏率较高。企业应按照《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822—2019）要求定期开展设备和管线泄漏检测与修复（LDAR）工作，同时化产区各车间应按照《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822—2019）中“8.3 泄漏检测”相关内容修订岗位职责，建立各设备泄漏检测台账记录对于检测时超出维修定义的密封点需纳入装置运行期的“隐患检测点”，定期检查，并在下一轮大修计划中予以重点关注，实现精确管理；对于已经修复但泄漏量接近于泄漏标准的泄漏点，要在巡检时重点关注，防止泄漏扩大而构成安全隐患，在日常巡检及检测过程中及时清除设备、管道以及场地内跑冒滴漏残液。

此外正常运行期间各罐槽手动放散阀确保关闭，并铅封。检修及事故状况后及时关闭并记入台账。

LDAR 泄漏检测与修复项目需要进行长期有效的运行才能取得持续稳定的减排效果。企业应重视项目后续的维护和管理，并按照国家相关要求定期对装置进行泄漏检测，对持续减少挥发性有机物无组织排放十分重要[5]。

4.2 监测监控

在现有监测监控基础上，结合焦化行业超低排放评估监测技术指南要求，在冷鼓工段、粗苯工段、脱硫工段、酚氰废水处理站、焦油装车区等产生挥发性有机物区域安装VOCs 监测仪，并建立无组织排放一体化管控平台。根据VOCs 监测仪实时监测数据实现精准治污[6]。在响应超低排放改造要求的同时，为绩效分级工作中挥发性有机物精细化管理提供数据支撑。

5 结语

焦化行业生产工序较长，工艺复杂，挥发性有机物产生环节众多，导致治理难度较大，根据重污染天气绩效评级要求现场无明显异味，结合山西省生态环境厅《关于优化调整全省重污染天气钢铁焦化行业绩效分级指标推动钢铁焦化行业实现高质量发展的通知》要求，对焦化行业挥发性有机物采取分类治理和管理措施相结合的方式，以此实现生态环境保护与经济发展双赢。