缩略图

炼油企业挥发性有机物(VOCs)综合治理技术及效果评估

作者

冉德新

中国石油化工股份有限公司济南分公司 山东省济南市 250101

一、VOCs 来源识别与排放特征分析

炼油企业所涉及的 VOCs 排放,具有多点源与多过程的特点,其主要来源涵盖了生产工艺过程当中诸如反应、分离以及加热等一系列的环节。还包括储运系统里油罐呼吸损失、液体装卸以及设备组件泄漏等一系列属于非组织排放的环节。由于不同环节所排放的 VOCs,其成分和浓度存在显著差异的情况,其中主要以烷烃、烯烃以及芳香烃作为主体,而且部分组分具备强毒性以及高反应活性的特征。借助在线监测和源解析技术,对于主要排放节点得以实现识别与量化操作,进而为后续治理方面给予技术支撑。VOCs 排放又有着波动性强以及排放周期性明显的特点,特别是在高温作业或者装卸作业频繁开展的期间更为集中。而准确识别排放源并能够全面掌握其时空分布特征,此乃实现高效治理以及精准管控工作所必须要具备的前提条件。

二、综合治理技术分类与适用性比较

(一)治理技术分类与原理简介

被归为源头控制、过程控制与末端治理这三大类的炼油企业 VOCs 治理技术,源头控制借助优化原料以及密闭储运、设备密封改造等手段。在罐区、输油管线等易泄漏环节从源头将 VOCs 的产生与逸散予以减少,因其预防性强、投入低而具备优势。过程控制主要在装卸操作以及设备运行与维护过程当中,利用像泄漏检测与修复(LDAR)系统、在线监测平台等典型技术对无组织排放进行减少,在设备复杂、连接点多的区域适用。末端治理技术对已然产生的废气进行处理,涵盖吸附、吸收、冷凝、热力燃烧及催化氧化等,凭借处理效率高、工艺成熟成为控制高浓度 VOCs 的关键手段。

(二)适用性比较与集成路径建议

鉴于不同治理技术所适用的场景呈现出极为显著的差异,这就意味着需依据涵盖 VOCs 浓度、气量以及成分特征等多方面因素,来针对治理技术做出合理的选择与组合。例如,对于低浓度且大风量特征的废气而言,能够考虑采用活性炭吸附或者冷凝回收的方式予以处理。然而,针对高浓度、小风量特性的排气,则相对来说更适宜运用热力燃烧或者催化氧化的手段来进行处置。在实际应用过程当中,常常需要把源头减排、过程优化以及末端治理技术进行有机结合,进而构建出一种分层分类并且一体化的治理体系。而与此同时,针对治理系统里面涉及到的运行成本、设备维护频率和安全性方面,也必须要综合加以评估。为了能够有效提升治理效果,有人建议推广采用智能化监控与预警系统,以此来实现对全过程的动态监管,最终期望助力炼油企业在 VOCs 治理领域达成高效化、绿色化与可持续发展目标,而这种情况也是需要被考虑在内的。

三、工艺优化与末端治理措施集成

(一)治理技术分类与原理简介

炼油企业所采用的 VOCs 治理技术被划分为源头控制、过程控制以及末端治理的三大类。其中源头控制是借助优化原料、实施密闭储运、进行设备密封改造的手段,从源头关键起始点减少 VOCs 产生与逸散的情况,并且其适用于罐区、输油管线等容易出现泄漏的环节,同时具备预防性强、投入成本低的明显优势。而过程控制在装卸操作以及设备运行与维护的整个过程里减少无组织排放的现象。典型技术涵盖像泄漏检测与修复(LDAR)系统、在线监测平台等,且适用于设备复杂程度高、连接点数量较多的区域。至于末端治理技术是针对在已经产生的废气进行处理,主要包含吸附、吸收、冷凝以及热力燃烧和催化氧化等方式,因其处理效率高、工艺成熟度好,从而成为控制高浓度VOCs 的重要手段。

(二)适用性比较与集成路径建议

不同治理技术因其适用场景有所差异,这就要求我们基于VOCs 浓度、气量以及成分特征等方面,进行合理的选择并加以组合。例如针对呈现出低浓度且大风量特点的废气而言,可被采用的方法包括活性炭吸附或者冷凝回收;然而对于高浓度同时小风量的排气来讲,更为适宜运用的则是热力燃烧或者催化氧化的方式。在实际投入应用的过程当中,常常需要把源头减排、过程优化以及末端治理技术,进行有机的结合,以构建起一种分层分类同时一体化的治理体系。除此之外,治理系统所涉及的运行成本、设备维护频率以及安全性等,也必须要综合起来加以评估。为了能够进一步提升治理效果,建议推广使用智能化的监控与预警系统,凭借此系统实现全过程动态的监管,最终实现炼油企业在 VOCs 治理方面朝着高效化、绿色化以及可持续发展的方向前行。

四、治理效果评估方法与典型案例分析

(一)治理效果评估方法概述(约200 字)

VOCs 治理效果评估作为用以检验技术措施有效性的关键依据,其常用方法涵盖浓度监测法、排放因子法、物料平衡法以及在线监测系统(CEMS)法等。浓度监测法凭借在排放口、厂界之类位置进行采样进而监测 VOCs 浓度变化,这种方式适用于实施前后对比分析过程;而排放因子法基于工艺单元的活动水平以及经验因子来对排放总量展开估算,其利于快速评估然而准确性却受到一定限制;至于物料平衡法,其适用于流程清晰且计量完善的系统,能够用来将无组织排放予以识别;CEMS 系统作为自动连续排放监测平台,能够实时对数据加以采集、传输以及分析,为大型企业提供出高效且稳定的长期监管手段。将多种方法结合运用,对于提升评估的全面性与科学性有着一定帮助。

(二)典型案例分析与经验总结

以华东地区某所规模庞大的炼油厂作为实例来看,在其进行 VOCs 综合治理繁杂工程期间,针对储运单元,以及装卸、反应等多个单元,被引入了 LDAR 系统,还包括浮顶罐密封优化措施,以及活性炭吸附、催化燃烧之类的相关装置,并且厂区CEMS 平台也被建立起来。通过治理前后的详细对比数据能够显示出,这家企业的 VOCs 排放总量,朝着下降约 70% 的方向发展,而苯类物质的边界浓度,降低幅度超过 50% ,这无疑使得空气质量得到了明显的改善。这家炼油厂另外设立公众异味投诉反馈机制,该机制运行的结果显示在治理期间投诉量大幅减少,进而促使社会满意度有显著提升。此案例清晰表明,治理措施与评估系统所进行的同步设计连同实施,是用以保障治理成效以及助力实现精准运维的关键路径所在。着眼未来,理应大力推动评估体系往标准化、平台化方向发展,从而最终形成“ 数据驱动—精准治理—动态优化” 这样一种完整的管理闭环。

结论:

炼油企业 VOCs 治理是实现绿色转型与环境合规的关键环节。通过源头控制、过程优化与末端治理的协同应用,可有效降低 VOCs 排放,提升大气环境质量。评估方法的科学应用和典型案例的经验总结,为行业治理提供了可复制路径。建议进一步完善技术标准与排放限值,加强在线监测与监管联动,推动智能化、系统化治理体系建设,实现炼油行业 VOCs 治理的长期成效与高质量发展目标。

参考文献;

[1]史江庆,庞丽娜,刘青星,等.炼厂 VOCs 废气治理问题与解决方式探讨[J].中国环境监察,2023,(04):91-95.

[2]周文旭.炼油厂挥发性有机物(VOCs)泄漏检测与修复[J].中国设备工程,2022,(14):169-171.