采油污水池气体回收处理工艺设计建议

2019-09-23张同国孙敢闯冯晓红

油气田环境保护 2019年4期

张同国孙敢闯冯晓红

(1.中国石化中原油田分公司安全环保处；2.中国石化中原油田石油工程技术研究院)

0 引言

目前，油田采油、作业产生的废水经过污水处理站统一处理达标后回注地层进行驱油。油田已进入开采中后期，采出液含水升高，污水产生量增大，这些污水在处理过程中会挥发出有机气体。尽管油田污水处理技术和工艺已经相对完善，但污水处理站一般都建设较早，且受当时的技术条件等限制，未采取封闭措施，会有挥发性有机气体和恶臭气体逸出[1]。

随着国家大气污染治理的深入，油田现有的污水处理设施已经不能完全满足当前环保要求，因此在某采油厂展开了污水池密闭、废气回收处理，为油田推广采油污水池无组织废气处理提供一种有效的解决途径。

1 污水处理站现状

某采油厂污水处理站有两座污水池，分别建于1992年和2005年，设计规模为12 000 m3/d，目前实际处理水量10 000 m3/d左右。两座污水池为钢筋混凝土敞口池，尺寸均为70 m×40 m×3.5 m(长×宽×深)，中间设一道隔墙。没有无组织废气回收处理设施，在运行过程中散发出挥发性有机气体和恶臭气体，对环境空气造成一定影响。

2 主要工艺路线

根据现场考察情况，对厂界进行采样监测，发现下风向臭气浓度明显高于上风向，且存在超标风险，可以确定污水站厂界高浓度恶臭主要是从未密封的污水池挥发出来。通过对现场进行考察研究后，实施对污水池进行加盖密闭，将气体通过管路收集至废气处理设备处理后，经15 m高排气筒排放。

2.1 废气处理工艺流程

收集的气体在负压条件下进入喷淋塔，废气由喷淋塔下部进气口进入，经过填料与碱液接触，气体中酸性物质溶解于碱液，经两层喷淋后，气体再经除雾器去除大部分水分后进入干燥箱，水分在干燥箱中进一步去除，然后进入等离子光氧复合设备对高分子有机气体进行分解，后由引风机经15 m排气筒达标排放。采油污水池废气处理工艺流程见图1。

图1 采油污水池废气处理工艺流程

2.2 工艺处理主要单元

2.2.1 喷淋塔

喷淋塔内填料层作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔底部装有填料支承板，树脂多孔多面空心球填料(直径5 cm)以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。喷淋塔中的喷淋液(碱液)从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，喷淋塔内的填料层分为两段，中间设置带孔隔板形成再分布装置，经重新分布后喷淋到下层填料上。

优点：①净化效率高，净化率可达80%以上；②设备安装方便；③耐腐蚀、不磨损，使用寿命长；④设备运行可靠，维护简单、方便[2-4]。

2.2.2 干燥箱

干燥箱主要采用活性炭吸附加球形填料，共4层，中间两层使用树脂多孔多面空心球填料(每层约10 cm厚)进行切水，外面两层活性炭吸附材料，可将来气的含水降至8%以下，为废气进入等离子光氧复合设备进一步处理做准备。

2.2.3 等离子光氧复合设备

众所周知，臭氧对有机物具有极强的氧化作用。该设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对废气进行协同分解氧化反应，去除硫化氢、氨、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙酸乙酯、乙烷、丙酮、尿烷、树脂等气体，将有机物变为无机物[5-6]。

该技术应用于恶臭气体治理，具有处理效果好、运行费用低廉、无二次污染、运行稳定、操作管理简便、即开即用等优点。它应用范围广，基本不受气温和污染物成分的影响，对恶臭异味的臭气浓度有良好的分解作用，恶臭异味的去除率达80%～98%。