苯罐区VOCs治理装置的运行及改造

摘要：苯是致癌物,为贯彻日趋严酷的排放指标,华北石化苯罐区设置冷凝+吸附集成VOCs治理装配处置苯罐排放气,先将排放气冷凝至-30℃,再经活性炭吸附,可到达非甲烷总烃≯100mg/m~3,苯≯4mg/m~3的排放指标。冷凝+吸附装配运行时应出格注重冷箱的化霜操纵,包管冷箱和吸附罐均处于正常状况。对可能含有固体颗粒物或液滴的吸附罐解吸气,摘用无油干式涡旋真空泵更靠得住。抽真空不克不及将活性炭吸附的苯系物完全解吸,需借助热氮气吹扫,热氮气吹扫的温度应节制在80℃以上。

中国石油华北石化公司老罐区苯罐为3台1000m3的内浮顶罐，固然设置了氮封系统，但仍存在静止贮存消耗、发油消耗和收油消耗，发生VOCs无组织排放。苯是致癌物，其无组织排放对生态情况和职员健康有复要影响。

2016年2月，河北省环保厅发布《产业企业挥发性有机物排放节制尺度》( DB13 /2322 - 2016) ，划定: 发生挥发性有机物的首要出产工艺和装配必需设立整体或局部气体搜集系统和净化处置装配。2017年4月1日，雄安新区设立，对周边情况提出了更高的要求。为响应国度扶植雄安新区政策，贯彻处所减排尺度，打造美好天然生态情况，华北石化油品运行部于2017年7月为老罐区苯罐设置了VOCs治理装配，颠末近一年的运行，明显削减了VOCs排放，但在运行中也涌现了部门题目。现将该VOCs治理装配的运行状况、存在的题目和革新状况进行阐发，以期对近似装配的运行供给指点。

1 装配概况

1.1 根基参数

老罐区苯罐摘用江苏金门能源设备有限公司设计、制造的JM - VRECS - CD/AD - 100 型VOCs 治理装配，冷凝+ 吸附集成工艺，装配首要参数似表1。

1.2 工艺流程

摘用冷凝系统对VOCs 进行预处置，将年夜部门的可凝组分冷凝收受接管，下降进进吸附系统的VOCs 浓度。未凝气往吸附罐进行吸附处置，达标后排放，吸附解吸气轮回至冷凝装配处置、收受接管。该系统的素质是冷凝实现VOCs 可凝组分收受接管，吸附实现VOCs 达标排放。VOCs 治理装配流程图似图1。

1 - 凝液搜集罐; 2 - 气液分手罐; 3 - 液位变送器; 4 - 风机; 5 - 冷箱; 6 - 制冷机组; 7 - 吸附罐入口阀A; 8 - 吸附罐入口阀B; 9 - 吸附罐A; 10 - 吸附罐B; 11 - 温度变送器A; 12 - 温度变送器B; 13 - 温度变送器C; 14 - 温度变送器D; 15 - 温度变送器E; 16 - 温度变送器F; 17 - 吸附罐出口阀A; 18- 吸附罐出口阀B; 19 - 吸附罐破真空阀A; 20 - 吸附罐破真空阀B; 21 - 吹扫气入口阀A; 22 - 吹扫气入口阀B; 23 - 吸附剂床层A; 24 - 吸附剂床层B; 25 - 真空脱附阀A; 26 - 真空脱附阀B; 27 - 真空泵; 28 - 回液泵; 29 - 外输液流量开关阀;30 - 告急放空阀; 31 - 排放筒

图1 VOCs 治理装配流程图

来自储罐的VOCs 气体由管道进进VOCs 治理系统，VOCs进口管道设置有压力传感器和流量计，当压力高于设定值时，变频防爆风机启动，VOCs 气体进进冷凝单位的冷箱，与来便宜冷机组的冷媒进行换热，年夜部门VOCs 组分冷凝、液化、析出，低温VOCs 再往回热互换器与冷凝单位进口VOCs 进行回热互换，温度回升来接近常温，完成气路的冷量收受接管操纵。冷凝单位设置有益用制冷系统紧缩机排出的过热蒸汽融霜的化霜系统，将冷箱内的结霜融解、收受接管。

未冷凝的低浓度VOCs，进进来吸附单位，吸附系统由两台瓜代进行吸附- 脱附的吸附罐构成]，VOCs 中的年夜部门有机组分被吸附罐内的活性炭吸附，达标后的气体经排放管放空。当吸附罐吸附饱和后，对吸附罐进行抽真空脱附，真空泵出口排放气轮回至冷凝单位冷箱进行冷凝处置。冷箱冷凝下来的液态烃进进储罐，经输油泵，泵送至收受接管储罐。

2 运行状况和存在的题目

2.1 运行参数

VOCs 治理装配首要运行参数似表2。

2.2 存在的题目

2.2.1 冷箱收受接管的液量少

装配运行两个月，与冷箱毗连的储罐液位仅30%，约25L，收受接管的液量较着偏少，阐发缘由:

( 1) 苯储罐是内浮顶罐，且带有氮封系统，排放气中有机物浓度低，实测VOCs 治理装配进口非甲烷总烃在20000 ～25000mg /m3 之间;

( 2) 现实运行的气量较低，远达不来100Nm3 /h 的设计处置量，正常运行时，VOCs 治理装配气体流量在20 ～ 50m3 之间;( 3) 化霜时候不敷长，遏制化霜温度不敷高，经手动化霜，年夜量液体自冷箱流出，现实运行中有机物在进进冷箱后直接凝华，在冷箱内壁结晶。

2.2.2 真空泵频仍自停

因为摘用的是干式螺杆真空泵，其长处在于其真空度高，可到达3Pa 的极限真空，但同时对进气的颗粒物和含液量要求高，运行时代，数次因活性炭粉末和苯蒸汽冷凝积液停机。

2.3 排放指标分歧格

装配运行早期两个月，每周取样检测，排放指标正常，非甲烷总烃坚持在80mg /m3 以下，苯坚持在2mg /m3 以下。

运行两个月后，非甲烷总烃排放跨越10000mg /m3 ，活性炭饱和。阐发缘由，一方面，因为冷箱内结霜严复，进步了进进吸附罐的有机物浓度; 另外一方面，真空解吸不克不及完全将活性炭解吸，致使被吸附的有机物逐步积存，乃至活性炭饱和，乃至掉活。

3 装配革新

3.1 装备革新

斟酌来干式螺杆真空泵的利用要乞降本装配的现实状况，将干式螺杆真空泵改换为更靠得住的无油干式涡旋真空泵，其对进气颗粒物和液滴的接管性更强，适于长周期稳固运行。真空泵进口增设5μm 过滤器，包管起码的杂质进进真空泵腔体。

真空泵出口管道增设保温顺电伴热，避免高浓度解吸气在情况温度较低时冷凝，包管真空泵正常运转。

3.2 工艺革新

斟酌来真空解吸不克不及使活性炭解吸完全，增设活性炭罐热氮气吹扫系统。

具体地，在现有吸附罐氮气吹扫管线增设氮气电加热器，用于对氮气进行加热; 在真空泵进口管道引出一条歧路至冷箱进口，该歧路上设置开关阀和风冷冷却器，用于对吹扫后的热氮气尾气进行降温顺再处置。革新后的VOCs 治理装配流程图似图2。

1 - 凝液搜集罐; 2 - 气液分手罐; 3 - 液位变送器; 4 - 风机; 5 - 冷箱; 6 - 制冷机组; 7 - 吸附罐入口阀A; 8 - 吸附罐入口阀B; 9 - 吸附罐A; 10 - 吸附罐B; 11 - 温度变送器A; 12 - 温度变送器B; 13 - 温度变送器C; 14 - 温度变送器D; 15 - 温度变送器E; 16 - 温度变送器F; 17 - 吸附罐出口阀A; 18- 吸附罐出口阀B; 19 - 吸附罐破真空阀A; 20 - 吸附罐破真空阀B; 21 - 吹扫气入口阀A; 22 - 吹扫气入口阀B; 23 - 吸附剂床层A; 24 - 吸附剂床层B; 25 - 真空脱附阀A; 26 - 真空脱附阀B; 27 - 真空泵; 28 - 回液泵; 29 - 外输液流量开关阀; 30 - 告急放空阀; 31 - 排放筒; 32 - 加热器; 33 - 热气体温度变送器; 34 - 热气体脱附开关阀; 35 - 冷却器、36 - 冷却温度变送器

图2 革新后的VOCs 治理装配流程图

活性炭吹扫间歇运行，现以A 罐的吹扫为例，对流程进行申明。

顺次打开吸附罐A 真空阀、吸附罐B 进气阀、吸附罐B 出口阀、制冷系统、吸附罐A 吹扫阀、排气电磁阀、风冷冷却器，对吸附罐A 进行氮气预吹扫，预吹扫2min，排出吸附罐内的空气。然后，电加热器打开，起头对氮气进行加热，热氮气对活性炭床层进行吹扫，氮气吹扫时候节制在120min 摆布，热吹扫完结后，封闭电加热器，用冷氮气吹扫，将床层温度下降至30℃以下。

吹扫进程中，热氮气的路径顺次为: 氮气管道- 电加热器- 吹扫阀- 真空阀- 排气开关阀- 风冷冷却器- 冷箱- 吸附罐- 排空。

冷氮气吹扫完结，将床层温度下降至30℃以下，排气电磁阀、风冷冷却器封闭。经吹扫后，正常运行时，非甲烷总烃排放坚持在100mg /m3以下，苯排放坚持在4mg /m3 以下，到达了排放要求。

摘用该种体例吹扫，可以最年夜水平的对活性炭床层进行深度解吸附，且解吸气再次颠末冷凝和吸附处置，解吸气的排放也到达排放尺度要求。

3.3 节制系统革新

( 1) 吹扫节制系统

为下降吹扫的劳动强度，在VOCs 治理装配自带的PLC 系统中增设吹扫法式，实现吹扫进程的一键启动。

吹扫法式中，预吹扫时候、热吹扫时候、吹扫后床层温度都可以由现场操纵员手动设定，加强了吹扫操纵的便当性和适用性。

( 2) 手动化霜法式

斟酌来冷箱收受接管液相少的近况，似在VOCs 治理装配正常运行时增添化霜时候，那末将致使化霜时代进进活性炭罐的有机物浓度升高，缩短吸附罐的持续运行周期。并且，主动运行时，不容易不雅察化霜的现实效验和状况。

基于现实运行要求，斟酌间罢手动化霜，是以增设了手动化霜法式。手动化霜法式中，化霜时候和化霜遏制温度可自立设定，按照现场的现实化霜状况，进行化霜的操纵，加强了化霜操纵的有用性。

3.4 运行参数调剂

颠末实践的试探，初始设定的运行参数对VOCs 治理装配的达标排放是不得当的，具体地:

( 1) 冷箱温度上限和下限温渡过高，不克不及充实阐扬冷凝单位的效验，需进一步下降冷箱温度;

( 2) 斟酌来手动化霜法式的增设，化霜首要的依托操纵员现场操纵，是以，可以公道的削减主动化霜时候，使冷箱长周期处于低温状况;

( 3) 斟酌来真空解吸的局限，可恰当耽误吸附时候。

调剂后VOCs 治理装配首要运行参数似表3。

4 结论

摘用冷凝+ 吸附集成工艺进行苯储罐VOCs 治理是有用的，可以或许实现非甲烷总烃≯100mg /m3 ，苯≯4mg /m3 的排放指标。

对冷凝装配，运行中应出格注重冷箱化霜的操纵，和时收受接管废气中的可凝组分，包管进进吸附系统的有机物浓度不超标。

真空解吸对苯系物的吸附不克不及完全解吸附，需借助热氮气吹扫才能充实解吸附。

原题目:苯罐区VOCs治理装配的运行及革新

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