顾兴林，华 祥，冯江华，李东华

(1.安阳钢铁集团公司 焦化厂，河南 安阳 455004；2.安阳钢铁集团公司 动力厂，河南 安阳 455004)

VOCs(volatile organic compounds)是指挥发性有机物，即常温下饱和蒸汽压大于 133.32 Pa、常压下沸点在 50～260℃之间的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体[1]。安钢焦化厂年产焦炭260万t，正在运行的有58-Ⅱ型焦炉2座、JN60-6型焦炉2座，JN70-7型焦炉2座，以及相对应的化产回收系统。焦化厂化产回收生产过程中产生了大量VOCs，VOCs中含有挥发氨类、苯类、萘、酚类、沥青烟气硫化物等有害物质，危害人体健康，并造成环境污染。

1 VOCs处理常用方式

目前的VOCs治理包括破坏性，非破坏性方法，及这两种方法的组合。破坏性的方法包括燃烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化，低温等离子体及其集成的技术，主要是由化学或生化反应，用光，热，微生物和催化剂将VOCs 转化成CO2和H2O 等无毒无机小分子化合物。

非破坏性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术，通过物理方法，控制温度，压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发性有机化合物。主要技术见表1。

表1 常用VOCs治理技术对比表

表1(续)

2 工艺方案的选择

面对越来越严格的环保要求，本着节能减排，安全零排放的原则，要求对焦化化产区的VOCs 进行全面的收集。 通过以上方案对比，这些废气治理方法在应用中各有利弊，针对化产车间各废气排放点气体组分、特性以及工艺特点，选择制定了废气治理工艺路线。

2.1 密封性好的储槽VOCs收集工艺

粗苯工段、鼓冷工段(机械刮渣槽及排渣口除外)属于密封性好的储槽。鼓冷工段、粗苯工段在生产过程中挥发性气体成分复杂，鼓冷工段有焦油气、氨气、氰化氢、硫化氢、非甲烷总烃、苯并(a)芘以及萘等挥发性复杂成分，粗苯工段主要挥发苯气和非甲烷总烃。因此治理起来难度就比较大。采用传统的吸收吸附处理工艺很容易因为操作不当等原因造成排放超标。采用“氮气密封收集-负压调节—废气合并后油洗—引风机—回煤气负压管道”工艺路线可有效解决上述问题,具体工艺流程图如图1。

图1 密封性好的储槽VOCs收集工艺流程简图

废气引入煤气负压系统最大的问题是安全性，需严格限制废气中的氧含量， 确保废气中的氧含量不高于 2%。在废气总管上增加在线氧分析仪和紧急切断阀，并采用 DCS自动控制连锁，当废气中氧含量高于2%时，立即关闭紧急切断阀，同时采用源头分组氮封单元(对于每个容积达到或超过100 m3的槽罐或几个水封以及槽罐加起来容积达到100 m3时，使用1个废气调节阀+1个氮气调节阀+1个压力在线监测点+呼吸阀+阻火器的组合控制方式)和负压控制两项措施从源头上控制氧气的进入。

2.2 密封性不好的储槽VOCs收集工艺

图2 密封性不好的储槽VOCs收集工艺流程

密封性不好的储槽主要包括硫铵、脱硫、鼓冷工段机械刮渣槽及排渣口等。

采用“分工段水洗-多路废气汇合后进焦炉燃烧”工艺路线,工艺流程见图2。

密封性不好的收集点采用水简单洗涤经风机汇总后送到焦炉废气盘，作为空气的配风送至焦炉进行燃烧。在废气总管上增加可燃气体检测仪，实时检测废气中可燃气体含量，当可燃气体超标时，及时切断废气进口，废气通过烟囱临时排放。由两台小风机将 VOCs 送入焦炉的机焦两侧，总流量计后安装一个自动配风阀，2 台风机及自动配风阀均由 DCS系统自动控制，保证机焦两侧流量均衡，同时保证机焦两侧流量之和略大于总流量，当废气量不稳定时，系统供焦炉减少的废气量由空气补足，维持焦炉进气量稳定，不影响焦炉加热系统。

3 结论

(1)密封性好的储槽VOCs收集工艺既能去除鼓冷工段和粗苯工段在生产过程中产生的挥发性气体带来的异味，又能将这些挥发性气体收集回收，达到既治标又治本，废物回收利用，增加经济收益。

(2)将现有焦油罐、氨水罐、苯罐、洗油罐、机械刮渣槽等进行密封，达到既能有效控制物料挥发造成的损失，又能提高安全系数；对敞开的排渣口、地下液槽、满流槽等污染源点进行密闭改造。将上述挥发气体预处理后集中送焦炉燃烧系统。这些改造不但降低了物料的损失、减低了排放，也提高了运行安全。

(3)国家将工业企业VOCs气体排放采取更严格的管控措施，在VOCs气体排放口安装在线监测将是必然之举。VOCs气体收集去焦炉废气盘工艺无排放口，不用考虑在线监测合格问题，而且杜绝了废气无组织排放，运行成本低，工艺简单无二次污染。