化工仓储库废气排放及处理技术研究

强春林 李凤绪 左妍

摘 要：介绍了化工仓储废气排放的特点，减少废气排放的控制措施。对燃烧法、吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等废气处理技术原理及适用性进行分析和对照；结合废气处理方式的选择因素及相关经验，提出选择方案。

关 键 词：有机废气；吸附；吸收；冷凝；膜分离

中图分类号：X 701 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）03-0608-02

Abstract： Characteristics of exhaust emission of chemical depository were introduced as well as emission control technology. Applicability and principles of some exhaust gas treatment techniques including combustion method， absorption method， adsorption method， condensation method， membrane separation method and so on were analyzed. Finally， combined with the exhaust gas processing mode selection factors and relevant experiences， how to select suitable treatment technique was put forward.

Keywords： Organic waste； Adsorption； Absorption； Condensate； Membrane separation.

液体化工品在沿海港口储运发展十分迅速，化工仓储库的建设也越来越多。液体化工品通常具有易燃、易爆、有毒、挥发性强等特点，存储和收发过程中易产生大量挥发性有机气体，直接排入大气既污染环境，又危害人体健康，而且还容易产生爆炸和发生火灾，同时造成了资源的浪费。

随着环境污染日趋严重，人们的环保意识、安全意识也日趋增强，各种环保法律、法规及规范相继出台，废气排放指标要求越来越高。废气排放的控制技术及治理技术成为化工仓储库建设的关键。

1 化工仓储库废气排放及处理

1.1 化工仓储库废气排放特点

有机废气除了具有易燃、易爆、有毒、有害等特点外，对于化工仓储库产生的废气还具有以下特点：

1.1.1 组成复杂且多变

化工品仓储库储存介质种类繁多，且会跟随市场的变化而变化。因此，产生的化工废气组分也就较多，且会随工况而变。

1.1.2 浓度低，且具有波动性

介质在受到扰动的情况下，挥发量变大，因此，操作频繁的区域，如装车区，产生的废气浓度相对较高。而储罐区产生的废气浓度则相对较低，尤其是储罐型式为内浮顶，或设置氮封的情况下，储罐大小呼吸产生的废气中有机物的浓度会更低。

不同的有机废气挥发性不同，混合废气中各组分的浓度也各不相同。且有机物挥发受温度的影响较大，因此有机废气不同组分的浓度会随着天气及季节的变化而变化。

1.2 化工仓储库废气排放控制技术[1，2]

化工仓储库的主要废气来源有两处：储罐的大小呼吸产生的废气；装卸汽车、火车、船舶等产生的废气。减少废气排放的方式主要有：

1）选择密封性好的内浮顶罐储存介质，储罐设置氮封等可有效减少化工品的挥发，减少废气的产生。

2）相同介质储罐之间设置气相连通管线，有效降低储罐的大小呼吸产生的废气。储罐与汽车槽车和船舶设置气相连通管线，平衡掉大部分的介质收发产生的废气。

3）选择密闭装车方式，底部装车或顶装液下装车，并设置油气回收管线收集装车废气，送往废气处理装置处理或通过气相连通管线送回储罐。装船时，油品从插到油舱底部的管道进入油舱；邮轮装船时，通过周期性增加使锅炉贫氧废气保持在油舱液面上，卸船时不断将锅炉贫氧废气送至油舱，以确保舱中为惰性气体，排除爆炸危险。

在做好废气排放控制技术的同时，就是选择合适的废气处理方式，才能更好的控制废气污染。

2 化工废气处理技术

化工废气的处理方法[2-4]主要有两类：一类是破坏性方法，如燃烧法和催化氧化法等，将有机化工废气转化成CO2和H2O等无污染的化合物，一般用于少数难处理的化工废气。另一类是非破坏性方法，即回收法，其不破坏化工品结构，化工品回收分离后可重复利用，使用较为广泛。

2.1 破坏性方法

废气的破坏性处理方法主要是指燃烧技术，包括直接火焰燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法和蓄热式热氧化法等几种，以蓄热式热氧化法的处理效率最优。燃烧法的通用原理是把废气中的有害组分当作燃料燃烧，适合于净化含可燃组分浓度较高的废气，或用于净化有害组分燃烧值较高的废气，利用燃烧放出的热量补偿散发到环境中的热量，保持燃烧区的高温，维持燃烧。如果可燃组分的浓度高于燃烧上限，可混入空气后燃烧；如果可燃组分的浓度低于燃烧下限，则可以加入一定数量的辅助燃料（如天然气等）维持燃烧[2]。

为了安全起见或是燃料气体不可能再重复利用时，选择燃烧法。此外，火炬等燃烧装置的防火距离要求较高，普通库区的建设面积和总图布置很难满足建设火炬的要求，如果项目周边有可依托的条件，可根据项目情况选择燃烧处理方式。

2.2 回收法

2.2.1 吸收法

吸收法是利用混合气体各种组分在吸收剂中溶解度或化学反应特性的差异，使废气的有害组分被吸收。吸收剂的选择是决定吸收效果，常用的吸收剂有汽柴油、有机溶剂和水。

吸收法常用于处理小到中流量的有机废气，其优点在于：（1）可用于废气浓度高的场合；（2）吸收剂容易获得；（3）能适应废气流量、浓度的波动；（4）能吸收可聚合的有机化合物；（5）不易着火，不需要特殊的安全措施。其缺点在于：（1）吸收剂循环运转操作费用较高；（2）如果为有机物混合废气，较难选择可再生利用的吸收剂；（3）产生废水废液，造成二次污染。目前，吸收装置大多用于废气中含无机污染物的净化，仅在少数场合应用吸收装置来净化有机废气。

2.2.2 吸附法

吸附法的原理是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别，使混合物中难吸附与易吸附组分分离[5]。吸附法可用于处理有机物浓度较低的废气，且处理效果较好；但其处理量相对较小，且活性炭污染与再生造成二次污染。该法一般不单独使用，常与冷凝、吸收等处理方法组合使用。

吸附法处理有机废气也具有一定的局限性，其不适用于处理易发生聚合反应的、易凝固的，以及可与活性炭发生反应的有机物废气，因为它们发生反应易破坏活性炭的活性，或是形成固体物质易阻塞吸附孔，影响吸附效果。

2.2.3 冷凝法

冷凝法根据各种有机物凝固点、饱和蒸汽压不同等性质，分段连续冷却的方法降低油气温度，使有机物气体组分逐级转变成液态，达到废气治理和资源化回收利用的目的。其工艺简单、适用性广；但处理有机混合废气时，冷下来的凝液需分离再处理才能回收利用；且冷凝装置存在能耗较高的缺点，间断操作会降低机组的使用年限。

2.2.4 膜分离法

膜分离法是利用高分子膜对不同有气体的透过性不同，使混合气中的有机废气优先透过膜得以“脱除”回收，而氮气等则被选择性截留。膜分离法具有回收率高、操作简单、无二次污染等优点。但膜分离技术固定设备投资费用较高，一般作为高浓度有机废气的预处理单元。

将以上处理方法可根据实际处理需求进行组合，可形成冷凝+吸附、吸收+吸附、吸附+膜分离、吸附+燃烧等组合工艺，处理效果好于单一的处理方式。

2.3 化工仓储库废气处理方式选择

废气处理方式的选择应综合分析废气的产生量、污染物的组分及水溶性、凝点等性质、能耗等因素。根据规范推荐，依据废气浓度推荐采用 废气处理方式如下：

1）对于高浓度有机废气，宜先采用冷凝法、变压吸附法等，然后辅助以其他治理技术实现达标排放。