石油化工企业含VOCs废气工艺研究

摘要：石油化工企业工艺尾气及污水处理厂废气中均含有VOCs，一旦将其排放到空气中将会对环境造成污染，因而需要做好废气处理工作。因此，从催化燃烧技术处理工艺尾气和污水处理厂废气两个方面对VOCs废气的处理进行研究，探究出有效的VOCs废气处理方案，从工业废气中有效地去除VOCs，从而保障废气的排放符合相关标准，避免对环境造成污染。

关键词：催化燃烧技术；石油化工；VOCs；废气处理

VOCs对环境的污染极大，并且会影响到人体的健康。石油化工企业生产废气中存在VOCs成分，对其进行处理非常重要，处理方式主要为催化燃烧技术。通过该方法可以有效地对废气进行净化，滤除废气中的VOCs成分，从而对废气进行有效治理。

1催化燃烧技术及VOCs废气概述

1.1催化燃烧技术概述

催化燃烧技术处理VOCs废气应用的是氧化脱水原理，使VOCs转化为污染性较小的物质，这样可以降低废气的污染性，对废气进行净化。催化氧化技术需要通过一系列的工艺流程来实现，使用废气处理装置对废气进行处理。VOCs废气处理需要满足2个条件：（1）需要满足一定的温度，这样才能保障反应过程能够顺利进行，并且提高废气处理的效率。（2）需要催化剂参与，提高氧化脱水反应的反应速率，对VOCs进行全面的催化。在上述两个条件中，对催化燃烧技术影响较大因素为催化剂，为了提高VOCs净化的效率，需要选择合适的催化剂，这样可以在很大程度上提高反应物的活性，对VOCs废气进行有效的净化。因此，氧化燃烧技术在VOCs废气处理方面具有良好的效果，该废水处理工艺具有广泛的应用前景。

1.2VOCs废气概述

VOCs废气属于挥发性有机化合物，沸点在50~260℃。石油化工企业生产的废气中含有VOCs成分，需要进行处理后才能进行排放，否则将会对环境造成污染，甚至对人的生命安全造成威胁。VOCs具有较强的挥发性以及毒性，人体与之接触后将会引起黏膜、皮肤的不适，严重时甚至可以导致死亡。VOCs具有一定的致癌作用，如芳香胺、醛、氯乙烯等，都是重要的致癌因子，对人体的潜在危害极大，因而对VOCs废气进行处理显得至关重要。VOCs飘散到空气中后，遇到NOx后，将会发生光化学反应，对环境的危害将会进一步加大。若是人体食用了被光化学污染的农作物，将会对人体的健康造成极大的危害，增加人体的致癌风险。因此，对VOCs废气进行处理非常必要，这样可以有效地降低VOCs对环境的影响，提高石油化工企业绿色化发展水平。

2催化燃烧技术处理工艺尾气

2.1工艺特点

（1）废气中VOCs的浓度较小，但仍然会对环境造成污染，因而需要对其进行处理。而且，废气的流量波动较小，处理起来也较为容易一些，有利于VOCs进行充分净化。（2）废气中不含有氧气，所以在进行催化燃烧反应时需要从外界引入氧气，使反应所需的氧气浓度符合要求，保障废气净化过程能够顺利进行。（3）废气中存在具有回收价值的物质，需要对其进行回收后进行催化燃烧处理。这样可以为企业节约一定的原料成本，同时也能够避免资源浪费，提高VOCs的净化效率。（4）废气中含有氯化物、硫化物等会与催化剂发生反应，导致催化剂失去对催化燃烧反应的催化作用，使催化剂发生变质。因此，可以根据工艺尾气的特点进行VOCs处理流程的设计，进而有效地滤除废气中的VOCs成分。

2.2工艺流程

催化燃烧技术处理工艺尾气的流程如下：工艺尾气在风机的作用下进入废气处理装置。（1）废气将会进入到碱洗塔，滤除废气中的酸性气体，如氯化物、硫化物等，同时对这些物质进行回收，进一步对其进行再利用。这样便可以避免其与催化燃烧反应的催化剂发生反应，导致催化剂失去效果。（2）为了避免废气中存在碱液成分，需要设置水洗段，对碱液成分进行过滤，避免碱液对废气净化过程造成影响。燃烧反应器是净化VOCs的反应装置，需要将该装置加热到反应所需的温度，为VOCs的催化燃烧反应提供适宜的反应条件.废气进入燃烧反应器前需要对其进行预热，这样当废气进入燃烧反应器后，VOCs可以直接参与到催化燃烧反应中，为反应过程节省大量的时间，提高催化燃烧反应的效率。由于废气中不含有氧气，催化燃烧反应需要由空气鼓风机来提供氧气，保障反应能够顺利进行。

2.3控制方案

2.3.1催化燃烧反应器的出口温度控制需要对尾气进行循环净化，在该过程中尾气的温度将会逐渐降低，进而达到尾气温度控制的目的。尾气排放温度需要根据VOCs的成分而定。以聚丙烯尾气为例，排放温度为120℃，当出口温度大于120℃时，需要加大循环尾气的流速，使尾气温度能够迅速降低。当出口温度小于120℃时，需要减小循环尾气的流速，使尾气温度及时恢复，并且延缓尾气的温度变化。2.3.2催化燃烧反应器的入口温度控制入口温度由换热器调节阀进行控制，入口温度设定值由VOCs成分决定。若入口温度超过设定值，则需要提高换热器的流通量，降低尾气的温度。若入口温度低于设定值，则需要降低换热器的流通量，使尾气温度逐渐回升。对反应器入口温度进行控制可以有效地对尾气进行预热，使尾气温度达到催化燃烧反应的反应温度，一方面，可以提高催化燃烧反应的速率，快速地对VOCs进行处理。另一方面，可以避免装置内温度不均，使装置存在爆炸的安全隐患，进而提高催化燃烧反应的安全性。2.3.3催化燃烧反应器安全联锁控制该控制的目的是提高反应装置的安全性，保障装置能够自动进行调节，进而有效地回避催化燃烧反应中存在的风险，使VOCs废气处理能够顺利进行。例如：当循环尾气冷却出口温度大于设定值后，将会触发联锁反应，及时使尾气调节阀处于闭合状态，停止对尾气进行供应，这样尾气在缺乏热量来源后，温度将会逐渐降低，进而起到尾气温度的联锁调控作用，为催化燃烧反应的安全性提供重要保障。

3催化燃烧技术处理污水处理厂废气

3.1工艺特点

（1）废水中VOCs的浓度较大，若不经过处理，将会对环境造成极大的污染。另外，废水的流量波动较大，VOCs在废水中的混合较为充分，因而VOCs的分离具有一定的难度。（2）废水中的氧气含量较为充足，在进行催化燃烧反应时，无须或仅需少量氧气供给即可，便可保障催化燃烧反应的顺利进行。（3）污水处理厂中VOCs在不同位置时含量不同，例如：在前端部分，VOCs的含量较高，可以达到3000-4000mg/m3。在后端部分，VOCs的含量较低，可以达到200~400mg/m3。对于前者，可以采用催化燃烧反应对废水进行处理，具有良好的处理效率。对于后者，可以采用吸附浓缩法进行废水处理，这样可以为企业节约大量的成本。（4）废水中含有H2S、硫醇等，若不将其从废气中滤除，将会与催化剂发生反应，导致催化剂失去催化效果。

3.2工艺流程

催化燃烧技术处理污水处理厂废气的流程如下：污水处理厂废气中含有的H2S、硫醇等物质，需要通过脱硫罐进行过滤，将这些物质从废气中滤除，这样才能保障催化燃烧反应中催化剂不失效，使废气中的VOCs能够得到充分滤除。脱硫工作完成后，需要将废气引入均化罐，对废气中VOCs的浓度进行均化，使废气成分能够均匀分布，这样保障催化燃烧反应更加地平稳，避免因为反应过于剧烈导致反应不充分，无法将废气中的VOCs进行有效的滤除，导致燃烧反应器排出废气中的VOCs浓度过大。接着，废气需要进入过滤器，清除其中的大颗粒物质，防止对装置造成堵塞，使装置存在爆炸的风险。最后，废气在经过预热后，进入催化燃烧反应器，由于废气中的氧气含量达到反应所需要求，因而不需要进行额外供氧。在废气中的VOCs滤除充分后，可以将废气排出。

3.3控制方案

3.3.1催化燃烧反应器出口温度控制温度可由空气量进行调节，当出口温度高于设定值时，需要增加空气量，这样废气将会与空气产生热传递，可以有效地降低废气的温度。当出口温度低于设定值时，需要减少空气量，使废气温度能够逐渐升高，恢复到设定温度。空气量由调节阀进行控制，调节阀开度的变化决定着空气量的多少，而且通过调节阀对空气量进行控制具有较高的精度。3.3.2催化燃烧反应器入口温度控制入口温度由电加热器进行调节，电加热器具有稳定的热输出功率，可以使入口温度恒定，可以对废气起到良好的预热效果。当入口温度高于设定值时，需要减少电加热器热输出，使废气的温度能够降下来。反之，则需要加大电加热器热输出功率，提高废气的温度，对其进行有效的预热，使其进入催化燃烧反应器后能够快速地参与到反应中，对废气中的VOCs进行处理，从而有效地降低废气中VOCs的浓度。3.3.3催化燃烧反应器安全联锁控制通过安全联锁控制可以有效地提高催化燃烧反应的安全性，保障VOCs废气处理能够顺利进行。例如：当电加热器温度超过设定值时，将会触发安全联锁控制，停止反应装置入口废气的输入，使废气温度能够逐渐降低下来。安全联锁控制是一种重要的安全控制手段，可以有效地提高催化燃烧反应的安全性，避免装置在反应过程中发生危险，使反应过程能够安全运行。

4结束语

采用催化燃烧技术可以有效地对废气中的VOCs进行处理，从废气中滤除VOCs成分，使废气的排放符合国家标准。VOCs废气处理需要依托催化燃烧工艺来实现，依据不同尾气的特点采取相应的处理手段，这样可以有针对性地对VOCs废气进行净化，提高VOCs废气的处理效率，从而保障石油化工企业能够绿色化发展。此外，在催化燃烧反应中，需要注意反应器出口、入口温度的控制，这样可以提高废气的处理效率，并且为反应的安全性提供重要保证。

参考文献

[1]谈敏.催化燃烧技术处理石油化工企业含VOCs废气的工艺研究[J].环境与发展，2019，31（1）：67-68.

[2]吴庆军.催化燃烧技术处理石油化工企业含VOCs废气的工艺[J].节能与环保，2019（8）：63-64.

作者：王渊 单位：山西兴新安全生产技术服务有限公司