焦化生产中VOCs排放特征分析及精准治污建议

4.2开展VOCs废气分质处理,提高治理设施监管水平
鼓励企业根据废气成分特性进行VOCs废气分质处理。如将冷鼓、脱硫、硫铵、粗苯等工序的高含氧VOCs废气经水洗、油洗、酸洗、碱洗处理后引入RTO焚烧炉或焦炉、锅炉燃烧系统进行焚烧处理,将低含氧VOCs废气采用压力平衡技术直接送入煤气净化系统进行处理,淘汰或升级单一低效的尾气治理设施,提高VOCs治理总体水平。鼓励地方推行分表计电、视频监控等方式,搭建环保治理设施运行监管平台,动态掌握治理设施运行情况和异常预警,实现生态环境管理模式从事后监管到事前预警、事中事后监管的转变。
（4）细颗粒物污染。现阶段对细颗粒物(PM2.5)污染的定义指的是粒径在2.5μm以下的，能够悬浮于空气当中的，可能吸附各类有毒有害物质的污染物。部分VOCs排放后还可能会形成气溶胶或直接形成颗粒物，或增加大气氧化性，促进PM2.5的生成。VOCs导致的细颗粒物污染已十分普遍，它们在空气当中形成一道屏障，降低了空气当中的能见度，已成为大气污染防治面临的首要挑战之一。
焦化生产中VOCs排放特征分析及精准治污建议
摘要：近年来，我国社会不断进步，人们的环保意识也再不断加强。普通意义上的VOCs通常指挥发性有机物；但是环保意义上的定义是指活泼的、挥发和参加大气光化学反应的，也即会产生危害的那一类挥发性有机物，其对光化学污染、大气环境质量、气候变暖等有重要影响。焦化厂在炼焦生产及化产品回收过程中，会产生大量含有苯、酚及其他有机挥发性物质的气体，其污染物排放治理是焦化企业环保工作的重中之重。焦化VOCs排放的特征是排放节点多、组分非常复杂、腐蚀性强、异味重，是众多行业所排VOCs中最难治理的一类。国家生态环境保护管理部门为进一步改善环境状况，针对焦化VOCs治理陆续出台了相应的规范和标准，要求企业加大环保投入，增加环保设施，控制VOCs的排放。面对越来越严峻的VOCs治理要求与排放标准，焦化企业开展VOCs无组织排放的管控与治理势在必行。
除化产回收区域外，炼焦区域VOCs排放主要来源于荒煤气的逸散。如在装煤和出焦操作中，炉门打开后的荒煤气排放；如炉门密封不严导致的荒煤气泄漏等，这些过程都会排放一定的VOCs污染物。
3焦化行业VOCs治理技术
焦化企业VOCs过程控制涉及炼焦工序装煤、推焦以及化产回收工序的各类液体储存、装卸等环节。在化产回收区域中，配备VOCs异味治理系统，使用洗油、硫酸、液碱和活性炭，对各工序的VOCs排放点位收集来的尾气进行喷淋吸附处理，或引入焦炉或锅炉燃烧系统焚烧；依据储存物料的真实蒸汽压选择适宜的储罐罐型，如部分焦化企业采用内浮顶罐代替固定顶罐储存粗苯和焦油，可有效减少蒸发损失85%～96%；莱钢焦化厂通过在冷鼓区机械化澄清槽机头位置安装焦油渣密闭回收装置，采用负压尾气捕集技术，回收净化机械化澄清槽机头的放散尾气;各类液体介质的装卸采用顶部浸没式或液下装载，并配备废气收集处理设施；废水处理站预处理和生化处理构筑物加盖，并配备废气收集处理设施；加强工艺控制水平，降低各类储罐储槽中液位的波动幅度，减少呼吸排气；对各流程泵、煤气鼓风机、管道阀门和法兰等易发生泄漏的设备与管线组件定期开展泄漏检测与修复(LDAR)工作，减少跑、冒、滴、漏现象。
在脱硫工序，VOCs的排放点集中在接触脱硫液和脱硫清液的反应槽、清液槽等各槽罐，以及冷凝液槽、放空槽等槽罐，来源于各槽液位波动时的排气呼吸和高温液体导致的蒸发，主要包括氨气和硫化氢，特点是腐蚀性强，毒性大，异味大。硫铵工序的VOCs来源与脱硫工序相近，也是来自各类槽罐的排气呼吸。
在粗苯工序，VOCs的排放点在洗油槽、贫油槽、粗苯槽、放空槽、排渣用残油槽等各类槽罐，来源于各槽液位波动时的排气呼吸和高温液体导致的蒸发。这部分VOCs主要包含粗苯和萘，特点是易燃易爆，毒性大，异味大。
（3）对环境的影响。VOCs往往表现出一定的光化学反应性，当受到紫外线照射时，部分VOCs会与大气中的化学成分发生反应，形成有毒有害的烟雾弥散在大气中，对空气造成严重污染，更是加大了对生态环境的破坏和危害。光化学反应所造成的烟雾会产生臭氧、PAN、PBN等有害物质，除对生态环境造成影响外，还会严重威胁人们的身体健康，使呼吸系统疾病发病率大大增加。历史上已多次出现光化学烟雾污染事件，如伦敦光化学烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件，均导致了严重的环境污染、巨大的经济损失和人们的心理恐慌。
1 VOCs污染的危害
（1）毒害物质污染。在挥发性有机物的排放过程当中，各类烯烃化合物、醇类化合物、醛类化合物、酸类化合物等成分较为复杂，这些成分不仅会对空气造成污染和危害，长期高浓度接触还可能使人体产生中毒现象，对人体健康产生严重威胁。
（2）对人体的危害。VOCs污染具有一定的刺激性和毒害性，长期接触可能诱发恶性肿瘤等疾病，因此可能对人体造成严重的危害和影响，威胁人类的生存。VOCs污染当中常见的苯类物质可能会由呼吸道和皮肤进入人体，并可能会使人体产生麻醉中毒的症状。还有部分VOCs，例如已列入我国有毒化学品优先控制名单当中的甲醛，不仅具有较强异味，还对人体的眼部以及呼吸道都会形成刺激性影响；以二氯甲烷、二氯乙烷等为代表的卤代烃类物质则很有可能会导致人体感知产生异常，神经系统受到伤害甚至形成癌症等病症。
关键词：焦化生产；VOCs排放；特征分析；治污建议
引言
VOCs能直接对环境和人体产生毒害作用，也是形成二次污染物O3和PM2.5的重要前体物，对夏季O3和秋冬季PM2.5污染贡献巨大，对气候变化也有影响。2010年5月我国首次将VOCs列为大气污染联防联控的重点污染物，拉开了我国VOCs管控的序幕，“十四五”期间VOCs已取代SO2成为我国空气质量改善的约束性指标。近年来，国家和地方陆续出台了一系列重点行业VOCs排放标准和污染防治方案、指南、实施手册等，使VOCs管控有据可依。焦化行业是VOCs产生的重点行业之一。目前，我国对焦化行业VOCs管控处于起步阶段，存在企业重视程度不够、治理技术总体落后、精细化管理不到位等问题。
结语
VOCs污染防治已成为今后一定时期内我国大气污染防控的关键与重点,焦化行业作为排污大户,抓好VOCs管控意义重大。我国对焦化行业VOCs的治理研究总体起步较晚,VOCs深度治理难度大。在推进VOCs精细化管控工作中,要强化企业管理意识,协同推进VOCs治理,同步加强地方有关部门对焦化企业生态环境保护的监管,多措并举,切实提高焦化行业VOCs治理水平,推进焦化行业绿色低碳环保发展。
在炼焦区域中，实现焦炉大型化，同时提高焦炉机械化和自动化水平，减少炉门、上升管和装煤孔数量，减少装煤和推焦次数；加强焦炉的密闭性，如加强装煤孔盖、上升管盖和上升管根部等部位的密封性能，改进炉门刀边，减少荒煤气泄漏；提高干熄率，减少湿法熄焦的次数，且熄焦水水质应满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》规定的要求。
2 焦化行业VOCs来源及排放情况
焦化行业VOCs成分复杂，普遍具有易燃、易爆、有毒、致癌、致畸等危害，还具有一定的刺激性和腐蚀性，部分污染物从属于恶臭物质，具有极低的臭味阈值。焦化VOCs的主要来源是化产回收区域，在炼焦区域中，各种原因产生的荒煤气排放也会产生一定的VOCs污染。
化产回收区域的作用是净化和加压焦炉产生的荒煤气，除去荒煤气中的焦油、硫化氢、氨、苯类物质等杂质，这些物质也是焦化VOCs治理的重点目标。化产回收区域分为冷鼓工序、脱硫工序、硫铵工序和粗苯工序，各个工序中的VOCs排放物也有所不同。在冷鼓工序，VOCs的排放点位在机械化澄清槽、循环氨水储槽、剩余氨水储槽、焦油分离器、焦油中间储槽、冷凝液放空槽等各类槽罐，这些点位排放的污染物主要包括氨气、焦油、硫化氢等物质。这部分VOCs的产生原因是因为较高的液体温度导致的蒸发、槽体液位波动导致的排气呼吸、焦油渣排出导致的少量无组织排放，特点是腐蚀性强、异味较大、易燃易爆。
参考文献
［1］陶凤君，付强，李晓旭，等.焦化工业废气治理技术综述[J].燃料与化工，2018，49（3VOCs排放特征分析及精准治污建议[J].化工环保，2021,41(04):485-493.
［3］胡江亮，赵永，王建成，等.焦化行业VOCs排放特征与控制技术研究进展[J].洁净煤技术，2019,25(06)：24-31.
4焦化行业VOCs管控对策与建议
4.1强化企业VOCs管控意识,有效减少VOCs无组织排放
地方应加强对企业VOCs治理工作的宣传与培训,引导企业提标改造,同时对未落实VOCs管控要求的企业,按照法律法规采取相应处罚措施,从而强化企业VOCs管控意识。引导企业加强无组织管控,一是通过提高焦炉机械化、自动化水平,加强炉盖、桥管承插口等部件的密闭性,采用弹簧刀边炉门、厚炉门框,提高焦炉密闭性,减少焦炉泄漏;二是炼焦单元通过采用负压导烟技术、在机焦侧设置炉头烟收集装置等措施,减少泄漏,同时推进干熄焦替代技术;三是按规定开展LDAR工作,做好有机液体贮槽(罐)运维、敞开液面加盖密闭等工作,各环节废气做到“应收尽收”,认真落实GB37822—2019标准要求。