罐區(qū)惡臭治理項目可行研究報告

1、<p><b>　　黃驊某分公司</b></p><p>　　惡臭氣體治理可行性研究報告</p><p><b>　　科達(dá)環(huán)保公司</b></p><p><b>　　二○○八年五月</b></p><p><b>　　1 前言</b><

2、/p><p>　　隨著我國石油開采和煉制技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對其帶來的環(huán)境污染越來越重視。經(jīng)濟發(fā)展促進(jìn)了人們生活水平的提高，而生活水平的提高同時也對人們生存的環(huán)境提出更高的要求。污染控制是人類現(xiàn)實而又急需解決的問題。</p><p>　　惡臭污染是石油煉制行業(yè)的特征污染之一，它通過人的嗅覺造成人的不愉快感，進(jìn)而影響人體健康，惡臭物質(zhì)對人體是有害的，它有別于其它環(huán)境污染物質(zhì)對人體的直接傷害，它通

3、過刺激人的感官神經(jīng)，破壞人體新陳代謝，從而造成人體的神經(jīng)和心理傷害。人們在惡臭污染環(huán)境里生活時間一長，就會引起諸如失眼、厭食、記憶力下降和心情煩躁等功能性疾病，因此人們對惡臭污染治理的呼聲越來越高。石油煉制過程中復(fù)雜的工藝反應(yīng)，會產(chǎn)生大量令人厭惡、對人敏感的惡臭物質(zhì)，這些物質(zhì)在生產(chǎn)、貯運過程中，以排放、揮發(fā)和泄漏等方式進(jìn)入大氣，引起周圍環(huán)境程度不同的惡臭污染。其惡臭污染一般為非單一惡臭物質(zhì)所引起的，具有多種惡臭物質(zhì)共同作用的復(fù)合惡臭的特

4、點。另外，除了穩(wěn)定的排放源外，通常還包括不少偶然的、突發(fā)性的排放源，象重污油罐就是固定的陣發(fā)性的惡臭排放源，這給惡臭物質(zhì)的采樣和監(jiān)測分析以及惡臭污染的治理都帶來了極大的困難，成為人們投訴率較高的急需解決的環(huán)保難題之一。</p><p>　　我國于1993年正式頒布了《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993），規(guī)定了硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、氨、三甲胺、苯乙烯和臭氣強度等9個控制項目和監(jiān)測分

5、析方法，煉油廠排放出的惡臭物質(zhì)基本列于其中。國外發(fā)達(dá)國家在惡臭治理方面已取得了很大成績，我國對惡臭治理則處于起步階段。</p><p><b>　　2　概況</b></p><p>　　黃驊某石化廠座落于河北省黃驊市北郊。</p><p><b>　　表1　生產(chǎn)設(shè)備情況</b></p><p>　　

6、現(xiàn)有生產(chǎn)裝置按加工國內(nèi)渣油設(shè)計的，渣油中含硫量按0.05%計。</p><p>　　在煉油生產(chǎn)過程中，渣油中所含的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含硫、氮、氧等的有機化合物，在加熱、加壓等一系列工藝條件下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化、分解產(chǎn)生大量的具有特殊臭味的硫化氫、有機硫化物、有機酸等惡臭物質(zhì)，這些物質(zhì)逸至大氣中，會引起不同程度和范圍的惡臭污染。近年來惡臭污染日益突出，已上升為僅次于噪聲的第二大公害，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對環(huán)境質(zhì)量的要求也

7、越來越高，人們對生產(chǎn)所造成的惡臭污染的關(guān)注也進(jìn)一步增強。因此，加強對惡臭污染控制已成為今后環(huán)保工作的最重要內(nèi)容之一。為了進(jìn)一步改善黃驊市的大氣環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)職工群眾的身體健康積極搞好廢氣治理，做到環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)、健康、協(xié)調(diào)發(fā)展，黃驊市環(huán)保局領(lǐng)導(dǎo)高度重視環(huán)保工作，對油罐區(qū)惡臭廢氣進(jìn)行重點治理。</p><p><b>　　治理方案原則及依據(jù)</b></p><p&g

8、t;　　3.1　治理方案原則</p><p>　　確保惡臭污染治理后排放濃度達(dá)到《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993），去除率≥95%。</p><p>　　采用技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟可行的處理工藝，盡量使流程簡單、操作方便、彈性大，節(jié)省工程投資和處理成本。 </p><p>　　選擇高效、節(jié)能、安全可靠的設(shè)備，并使操作維護(hù)方便，使用壽命長，力求設(shè)備緊湊布置、減少

9、裝置占地面積。</p><p>　　選用工藝通用性強的后處理方法，避免帶來二次污染。</p><p>　　3.2 治理方案依據(jù)</p><p><b>　　3.2.1治理指標(biāo)</b></p><p>　　總貯罐為16臺，溫度5－40℃，正常罐位80％，主要介質(zhì)為渣油、瀝青、蠟油，罐內(nèi)揮發(fā)的氣體污染物主要為烴類、硫化氫、

10、揮發(fā)酚等，總廢氣量約為50-80m3 /h。由于瀝青罐溫度較高，罐內(nèi)揮發(fā)較嚴(yán)重，廢氣量約為20-40m3 /h，故本方案只考慮瀝青罐的治理。</p><p>　　3.2.2惡臭氣的組分、濃度及危害</p><p>　　廢氣主要成分：烴類（20－50％）；水汽（5－10％）；氮氣（30－50％）；氧（5－12％）；氫氣（5－13％）；其中烴類小于Ｃ5的85％；烯烴占0.5－5％。主要惡臭成分

11、（mg/m3）:硫化氫(H2S)0-30;甲硫醇(CH3SH)0-40;甲硫醚(CH3SCH3)0-200。</p><p>　　在含硫石油加工的液體及氣體產(chǎn)品中都含有H2S。</p><p>　　H2S是弱酸，具有很強的反應(yīng)能力，在空氣中很易氧化生成元素硫,極易溶于烴類,特別是芳烴,H2S在烴中溶解度如表3所示：</p><p>　　表3　　H2S在烴氣中溶解度（

12、20℃） </p><p>　　石油加工中,開始分解出H2S的溫度主要決定于石油中所含化合物的穩(wěn)定性。如果出現(xiàn)H2S的溫度低，表明油中所含硫化物不穩(wěn)定。</p><p>　　硫化氫和元素硫都是活性硫，具有腐蝕性，特別是對銅及其合金，也腐蝕鋼設(shè)備，但若鋼中含10%的鉻，腐蝕性可大大降低。溫度愈高，腐蝕愈嚴(yán)重。每升高100℃，腐蝕加速1倍。</p><p&g

13、t;　　H2S為一種無色可燃?xì)怏w，具有難聞的臭雞蛋味，當(dāng)大氣中有10ppm時，人即能感覺到，它易溶于水、醇和二硫化碳，其水溶液顯弱酸性，對神經(jīng)和粘膜有明顯的刺激作用，可經(jīng)呼吸道和消化道快速吸收，接觸后會有不同程度的中毒癥狀，其不同濃度的毒性影響及中毒癥狀見表4。</p><p>　　表4　空氣中H2S對人毒性影響 </p><p>　　烴類中的烷烴和烯烴是排放油氣的主要成分

14、，大量吸入高濃度烴蒸氣，由于窒息和麻醉作用可引起人和動物在短期內(nèi)死亡，死亡多為心臟停止和呼吸麻痹，烯烴的麻醉作用要大于相同碳原子數(shù)的烷烴。大多數(shù)芳烴對神經(jīng)系統(tǒng)有致毒作用，少數(shù)可引起血系統(tǒng)損害，高濃度的芳烴對中樞神經(jīng)有麻醉作用，其中以苯的毒性最大。不同濃度烴蒸氣對人的危害如表5所示。</p><p>　　表5　不同濃度烴蒸氣對人的危害 </p><p>　　硫醇為石油中常見

15、的有機硫化物，多為易揮發(fā)、具強烈臭味的無色液體，低沸點、比重輕、難溶于水，易溶于醇和醚。其主要毒作用于中樞神經(jīng)，吸入低濃度硫醇蒸氣可引起頭痛惡心，較高濃度有不同程度的麻醉作用，高濃度可引起呼吸麻痹致死。</p><p><b>　　3.2.3治理依據(jù)</b></p><p><b>　?、畔嚓P(guān)資料。</b></p><p>

16、;　　⑵設(shè)計惡臭氣體處理量：20-40m3 /h。</p><p>　?、菒撼魵怏w處理量及處理后排放濃度。</p><p>　　(4)《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）及去除率。</p><p>　　惡臭廢氣處理后排放濃度達(dá)到《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993），排氣筒高度以15米計，惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)值見表6：</p>&l

17、t;p>　　硫化氫去除率大于95％，甲硫醇去除率大于95％，其它有機硫去除率大于90％。</p><p><b>　　治理方案</b></p><p>　　人們在不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，減少惡臭物質(zhì)排放的基礎(chǔ)上，積極尋找對策治理惡臭污染，并取得了許多成功的經(jīng)驗。在具體治理技術(shù)上針對不同惡臭污染物的性質(zhì)，開發(fā)了各種相應(yīng)的凈化工藝。表7給出了目前國內(nèi)外常用的惡臭污染防治方

18、法及其特點和適用對象。</p><p>　　表7　常用惡臭污染的防治方法</p><p>　　5　治理方案工藝路線和技術(shù)參數(shù)</p><p>　　針對該公司需處理廢氣中H2S和有機硫化物的排放特點，可用堿吸收工藝、活性炭吸附工藝加以治理。</p><p>　　5.1堿吸收治理工藝</p><p>　　吸收是將氣體混合物

19、中一種或多種成分有選擇地吸收到相對不易揮發(fā)的液體中的一種操作方法。吸收分為物理吸收和化學(xué)吸收兩類。物理吸收時，吸收組分僅溶解在吸收劑中，并不與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。物理吸收所能達(dá)到的最大程度取決于在吸收條件下氣體在液體中平衡溶解度，吸收的速率主要取決于組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相的擴散速率。如果在吸收過程中組分與吸收劑還發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種吸收就叫化學(xué)反應(yīng)吸收。在化學(xué)吸收過程中，吸收速率除與擴散速率有關(guān)外，有時還與化學(xué)反應(yīng)的速率有關(guān)，而吸收的極限同

20、時取決于氣液相的平衡關(guān)系和其化學(xué)反應(yīng)的平衡關(guān)系。</p><p>　　吸收過程的極限取決于溶質(zhì)在氣、液兩相中的平衡關(guān)系。當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即為吸收過程。相反，如果氣相中溶質(zhì)的實際分壓低于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即為吸收的逆過程，也就是解吸過程。要提高吸收效率，主要從選擇良好的溶劑和發(fā)展高效吸收設(shè)備著手。</p>&l

21、t;p>　　選擇吸收劑考慮下列各方面：</p><p>　　溶解度大，吸收能力強。溶劑應(yīng)對混合氣體中被吸收的組分有較大的溶解度，即在一定的溫度與濃度下，溶質(zhì)的平衡分壓低。</p><p>　　選擇性強。溶劑的蒸氣壓低，則吸收和解吸過程中其揮發(fā)損失小。</p><p>　　蒸氣壓低。溶劑的蒸氣壓低，則吸收和解吸過程中其揮發(fā)損失小。</p><

22、p>　　化學(xué)穩(wěn)定性好。溶劑在使用過程中應(yīng)不會發(fā)生變質(zhì)。</p><p>　　不易發(fā)泡。溶劑的粘度低，在吸收過程中不易產(chǎn)生泡沫，以便在吸收塔內(nèi)氣液接觸良好，在塔頂氣液分離容易。如果溶劑發(fā)泡嚴(yán)重，應(yīng)加入消泡劑。</p><p>　　溶劑應(yīng)盡可能具有價廉、易得、無毒、不易燃等經(jīng)濟和安全方面的優(yōu)點。</p><p>　　5.1.1吸收劑的選擇</p>&

23、lt;p>　　硫化氫在水中的溶解度不大，在通常情況下，每1體積水中能溶解4.7體積的H2S,濃度約為0.1mol/L。H2S易與堿作用，形成堿金屬的硫化物或硫氫化合物。</p><p>　　堿性吸收劑是一種性能優(yōu)良的揮發(fā)性含硫惡臭專用吸收劑，廣泛應(yīng)用于煉油、化工、天然氣等工廠的惡臭廢氣治理。尤其針對煉油的各種貯罐呼吸廢氣、管線吹掃惡臭廢氣等因其組成的復(fù)雜性、濃度氣量的不確定性，堿性吸收劑更顯示出其優(yōu)良的性能

24、。堿性吸收劑是一種強堿性溶液中添加了其他氧化劑、催化劑、活性劑和助溶劑等多種有效成分的高效脫臭劑，該吸收劑為無毒、淡黃色、強堿性的液體。本產(chǎn)品使用范圍廣，脫除廢氣中硫化氫含量從幾毫克/立方米至數(shù)千毫克/立方米，其他有機硫含量從幾毫克/立方米至數(shù)百毫克/立方米都能達(dá)到滿意的效果，硫化氫脫除率大于95%，其它有機硫脫除率大于90％。該吸收劑可在常溫，常壓下使用，最高使用溫度90℃。</p><p>　　5.1.2　吸

25、收劑特點</p><p>　?。?）對含硫惡臭物的溶解度大、反應(yīng)迅速；</p><p>　　（2）產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可長時間儲存或長周期使用；</p><p>　?。?）使用方便，無毒、安全；</p><p>　　（4）吸收的選擇性好；</p><p>　　（5）脫除效率高，性價比高；</p><p&g

26、t;<b>　?。?）具有腐蝕性。</b></p><p>　　5.1.3吸收劑的技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　?。?）物化性質(zhì)</b></p><p><b>　　外觀：淡黃綠色液體</b></p><p>　　密度：1.10～1.20kg/L</p>&

27、lt;p>　　主體成份：大于30％</p><p>　　與水完全互溶　呈強堿性</p><p>　　熱穩(wěn)定性好，90℃以下不分解</p><p><b>　　對人體無毒害作用</b></p><p>　　對硫化氫、揮發(fā)性有機硫吸收效率高。</p><p>　?。?）吸收過程的主要化學(xué)反應(yīng)&l

28、t;/p><p>　　H2S+OH-→S2-+H2O</p><p>　　S2-+[O]+OH-→S+H2O</p><p>　　S2-+[O]+OH-→SO4-2+H2O</p><p>　　RSH+OH-→(RS)2+H2O</p><p>　　(RS)2+[O]+OH-→SO42-+H2O+RCOO-</p&g

29、t;<p><b>　　（3）吸收塔的確定</b></p><p>　　吸收塔按氣液接觸基本特點分為三類：</p><p><b>　　a.填料塔</b></p><p>　　填料塔屬于微分接觸逆流操作，塔內(nèi)以填料作為氣液接觸的基本構(gòu)件。</p><p><b>　　b.板式

30、塔</b></p><p>　　板式塔屬于逐級接觸逆流操作，塔內(nèi)以塔板作為氣液接觸的基本構(gòu)件。</p><p><b>　　c.特種接觸塔型</b></p><p>　　不屬于前兩者的氣液接觸設(shè)備，如并流噴射塔、文氏管、噴霧塔等。</p><p>　　三種塔型的技術(shù)持點比較見表8。</p>&l

31、t;p>　　特種接觸塔要求液氣比較大或很高的氣流速度，動力損耗大，且噴霧頭易發(fā)生堵塞等故障，不太適用于這種場合。</p><p>　　填料塔與板式塔均能滿足要求，但從設(shè)備緊湊，占地面積小，檢修方便的角度來看，又以板式塔更為合適。旋流板塔屬于板式塔的一種，具有氣液負(fù)荷高、壓降低、操作彈性寬、開孔率大、不易堵塞、運行周期長等較好的綜合性能，因此本項目決定選旋流板塔。</p><p>　　

32、表8　填料塔、板式塔和特種接觸塔的比較</p><p>　　旋流板塔的工藝流程見圖1，吸收液配制好后，一直使用至PH 值降至規(guī)定值以下，然后吸收劑作廢堿液處理。</p><p>　　ZJ K高效堿性吸收劑 </p><p>　　惡臭氣體

33、 氣體排放</p><p>　　圖1　旋流板塔吸收工藝流程圖</p><p>　　5.2活性炭吸附治理工藝</p><p>　　活性炭吸附脫臭是一種動力消耗較小的脫臭方法。主要用于脫除惡臭氣體濃度不是太高的廢氣。吸附僅僅是一種表面現(xiàn)象，利用這種現(xiàn)象可將一些化合物有選擇地吸附到活性炭等物質(zhì)的表面。活性炭是應(yīng)用最廣泛的吸附劑</p><p&g

34、t;　　活性炭不僅能吸附大量的硫化氫，而且能促進(jìn)硫化氫氧化為硫，因而能使硫化氫得到很好的去除，除去被吸附的硫化物，活性炭便可再生回用。當(dāng)吸附時存在氧化條件，大部分硫化合物被氧化成硫，可用適合的溶劑（如硫化銨）提取，另一種去除硫化合物因而再生炭的方法是在溫度為250～350℃的條件下，當(dāng)蒸汽以和吸附階段時的氣體流向相反的方向通過吸附塔時，吸附在活性炭上的硫化合物被蒸氣帶走，并經(jīng)冷凝回收，但即使在最好的條件下，再生也是不完全的。炭隨著回用而

35、逐漸失去其效率，最終用新炭代替。</p><p>　　針對含H2S等雜質(zhì)的空氣，在低于50℃的條件下，可用活性炭吸附，反應(yīng)器為活性炭吸附塔。H2S在有氧的條件下可在活性上發(fā)生如下反應(yīng)：</p><p>　　H2S＋1/2O2→S+H2O</p><p>　　吸附法的去除率較高，經(jīng)處理后排放氣體中H2S濃度可滿足排放要求。活性炭在吸附惡臭氣后用蒸氣再生，即利用升高溫度

36、使吸附劑吸附污染物的性能降低，使被吸附物解吸出來，從而使活性炭獲得再生。本方案設(shè)計去除率為95％，在確保達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上盡量除去惡臭氣。</p><p><b>　　6　經(jīng)濟分析</b></p><p>　　6.1堿吸收治理工藝</p><p>　　6.1.1工程設(shè)資估算</p><p>　　工程投資概算見下表9所示。&

37、lt;/p><p>　　表9　　　　　　工程投資概算一覽表 　　　單位：萬元</p><p>　　6.2活性炭吸附工藝</p><p>　　6.2.1工程設(shè)資估算</p><p>　　工程投資概算見下表10所示。</p><p>　　表10　　　　　　工程投資概算一覽表 　　　單位：萬元</p&g

38、t;<p><b>　　7　治理方案選擇</b></p><p><b>　　7.1治理方案對比</b></p><p>　　二種方案的去除率，處理后的H2S排放濃度及工程投資、運行費用等見表11。</p><p>　　表11　二種治理方案對比</p><p>　　7.2推薦的治理方案

39、</p><p>　　對于該公司惡臭治理比較堿吸收工藝和活性炭吸附工藝兩個方案，堿吸收法工藝簡單，管理方便，工程投資及運行費用都比較低，占地也較活性炭吸附法少，而活性吸附法需再生過程，管理比較復(fù)雜，工程投資及運行費用都比較高。</p><p>　　綜上所述，在二個方案中采用堿吸收工藝來處理罐中的惡臭氣體，其脫除率可以滿足要求，因此我們建議采用堿吸收工藝治理方案。</p>&l

40、t;p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　惡臭污染的治理是一項嶄新而又具有一定難度的環(huán)保課題，開展惡臭污染治理技術(shù)的研究顯得越來越重要，防治惡臭污染，最重要是加強生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的管理，減少惡臭物的排放，針對現(xiàn)有的惡臭污染源，必須采用一定的措施，對癥下藥，處理好外排的惡臭氣，這將有助于改善廠區(qū)及廠區(qū)附近居民區(qū)的大氣環(huán)境，確保職工和居民的身心健康，使經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)

41、同步進(jìn)行。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言 …………………………………………………… 2</p><p>　　設(shè)計原則 …………………………………………….…. 2</p><p>　　設(shè)計依據(jù)和指標(biāo) ………………………………… …… 3</p>&l

42、t;p>　　工藝設(shè)計………………………………………………… 6</p><p>　　電氣設(shè)計……………………………………… … ……… 8</p><p>　　經(jīng)濟分析……………………………　…………………. 10</p><p>　　治理方案選擇………………………………… …… 16 </p><p>　　結(jié)語……