1、前言

焦化企業煤氣凈化和化產副產品生產過程中，各類設備、槽罐逸散的VOCs廢氣，含有氨氣、硫化氫和VOCs（苯類、萘、焦油氣等）等有毒有害成分，既不符合相關環境標準要求，同時嚴重危害人體健康。

自《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012）實施以來，國內焦化廠響應環保要求，陸續對化產無組織排放廢氣進行收集治理。化產廢氣收集治理也經歷了從無到有，日趨嚴格到超低排放治理的過程。

分析已公布和即將實施的《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2021征求意見稿），焦化廢氣治理不單單只是不同區域廢氣的針對性治理，更加著眼于全廠全局的綜合性控制。這對化產廢氣收集治理提出了更高的要求。

基于當前的環保形勢和企業長遠發展的需求，化產廢氣治理工藝的選擇則顯得尤為重要。

2、治理工藝發展

化產無組織廢氣從設備（槽罐）密封性和內部介質方面劃分為低氧廢氣和高氧廢氣。低氧廢氣因其含氧量低，可燃成分含量較高，回收價值較大，一般采用負壓回收法，利用鼓風機前負壓煤氣管道的吸力，將VOCs廢氣回收利用。負壓回收工藝簡單，建設成本低，VOCs廢氣達到零排放。該方法要求廢氣收集設備密封嚴密，預防空氣進入煤氣系統，需要設置氮封調壓裝置、安全連鎖裝置等。化產區域只有低氧廢氣可以采用此方法，需要配套高氧廢氣收集治理裝置才能達到化產廢氣治理的全覆蓋。

化產高氧廢氣存在污染成分種類多、濃度高低不一、總氣量大等特點，對現有的廢氣治理工藝如下進行分析：

（山東康源甘肅酒泉鋼鐵集團項目）

（1） 洗滌法

洗滌法是根據焦化廠煤氣凈化各工段的廢氣成分的不同，分別采用不同的吸收劑進行洗滌凈化，如：酸洗、堿洗及洗油洗。但該方法凈化效率低（難保證超低排放指標）。

（2） 吸附法

吸附法主要適用于低濃度、高通量有機廢氣。現階段，這種有機廢氣的處理方法比較成熟，能量消耗比較少。但是這種方法也存在一定的缺陷，它需要的設備比較龐大，如果廢氣中有大量雜質，則容易堵塞。吸附劑對廢氣中硫成分耐性低，易中毒，降低活性。對對焦化廢氣中的其他雜質如氨，吸附能力有限，且隨著吸附劑使用周期的增加，吸附能力下降，難以保證凈化指標，固廢（吸附劑）難處理，產生二次污染物。

（3）冷凝法

采用降低溫度或提高系統壓力的方法使氣態污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。它適于處理含較高濃度、有回收價值的種類單一的有機氣態污染物的氣體，且對冷媒等輔助工程有較高要求，不適于于化產尾氣的處理。

（4） 熱破壞法（燃燒法）

熱破壞法是指直接燃燒有機氣體，最終達到降低有機物濃度，使其不再具有危害性的一種處理方法。熱破壞法對于濃度較低的有機廢氣處理效果比較好，直接火焰燃燒效率相對較高，一般情況下可以達到99％以上，但對氨氣、硫化氫等無機廢氣處理效果有限。

化產高氧廢氣治理工藝發展至今，洗滌法與燃燒法相結合的治理方式優勢凸顯。目前一些焦化廠采用洗滌處理后送至焦爐燃燒工藝，利用現有焦爐燃燒系統處理廢氣中VOCs成分，但仍存在不少問題亟待解決：

（1）如果焦爐地下室竄漏，會導致高氧廢氣未經燃燒直接送入焦爐煙氣，增加焦爐煙氣中VOCs、氨、硫化氫等污染物濃度。

（2）高氧廢氣配風進入焦爐燃燒系統，對焦爐的壓力平衡、加熱制度穩定產生一定的影響。

（3）高氧廢氣進焦爐地下室，需要布置化產區域至焦爐的廢氣總管和地下室廢氣分配管線和交換聯鎖裝置，對于存在化產區域與焦爐距離較遠或地下室布管空間不足等情況的企業，難以采用此工藝。

3、治理工藝的探索與應用

（RTO設備圖）

針對高氧廢氣去焦爐燃燒存在的問題，選用RTO蓄熱氧化工藝替代焦爐燃燒，解決了焦爐燃燒存在的問題。RTO蓄熱式熱氧化燃燒系統屬于燃燒法的一種，將蓄熱、熱氧化集成為一體；有機物（VOCs）或無機可燃廢氣在一定溫度下與氧氣發生反應，生成CO₂和H₂O或相應氧化物，并放出反應熱，在排出系統之前將熱量蓄積在蓄熱體中；蓄熱體熱回收率越高，說明其蓄積的熱量越高，那么氧化廢氣所需要的熱量就相應較低，在處理過程中就可以消耗很少的燃料或不消耗燃料，在濃度更高時甚至還可向外輸出熱量進行二次熱回收利用。

RTO燃燒工藝原理

RTO蓄熱氧化裝置應用于油漆、噴涂、制藥、餐飲、石化等行業的廢氣治理，取得了良好的環保效果。針對焦化行業實際情況，將RTO裝置進行針對性優化設計，使其適用于焦化行業；同時優化廢氣收集、輸送、洗滌過程設計，將高氧廢氣收集+洗滌+RTO治理進行整體性設計，保證廢氣中污染成分的達標排放。

高氧廢氣在化產區域收集并洗滌，就近送入RTO裝置燃燒并達標排放，裝置設備布置集中在化產區域，相比較送至焦爐燃燒，不影響焦爐生產運行，不增加焦爐煙道氣污染物濃度。該工藝不僅達到了化產廢氣環保治理的目的，也保證了焦爐生產和煙氣治理系統的正常運行，為焦化企業環保治理增添了助力！