近年來隨著霧霾現(xiàn)象的增加和一系列因環(huán)保問題導致環(huán)境變化，國家對環(huán)保問題越來越重視，先后出臺了一系列的法律法規(guī)和標準。甲醇罐區(qū)作為工廠的危險源在廢氣治理過程中存在其特殊的安全要求和特殊的工藝要求，該公司技術人員結(jié)合多年的化工生產(chǎn)經(jīng)驗和環(huán)保治理經(jīng)驗，研究出一套獨特的有針對性的處理工藝。
揮發(fā)性有機物（VOCs）是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點在260 ℃以下的有機化合物，或在20 ℃條件下，蒸汽壓大于或者等于10 Pa且具有揮發(fā)性的全部有機化合物。VOCs是導致城市灰霾和光化學煙霧的重要前體物，主要來源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶劑制造、使用和存儲等過程。
甲醇罐區(qū)為甲醇的存儲區(qū)域，主要的無組織排放源為甲醇罐的呼吸閥或透氣孔，作為廠區(qū)的危險源其周圍區(qū)域為防爆區(qū)，對于廢氣處理設備和工藝選擇有著嚴格的要求，該公司根據(jù)甲醇的物理化學特性和罐區(qū)高標準防爆特性研究出甲醇罐區(qū)無組織揮發(fā)性有機廢氣治理的處理工藝。
1 氣體成分分析
1.1 污染源
主要為向甲醇罐內(nèi)輸送甲醇時，自呼吸閥或透氣孔排出的氣體。
1.2 污染氣體成分
氣體主要成分為甲醇。
1.3 污染氣體特性
甲醇為無色透明液體，有刺激性氣味。熔點-97.8℃，沸點64.7℃。相對密度0.79（水=1），相對蒸氣密度1.1（空氣=1），飽和蒸氣壓12.3 kPa（20 ℃）。燃燒熱726.51 kJ/mol，臨界溫度240 ℃，臨界壓力7.95 MPa，閃點8 ℃（CC）、12.2 ℃（OC），自燃溫度436 ℃，爆炸極限5.5%～36.5%，可溶于水，可混溶于醇類、乙醚等多數(shù)有機溶劑，黏度為0.5525 MPa·s（25℃）。
2 工藝簡介
2.1 風量計算依據(jù)
HG/T 20698—2009 《化工采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》5.5.18條，為了防止爆炸發(fā)生，在進行通風系統(tǒng)設計時應采取以下措施：排出有爆炸危險物質(zhì)的局部排風系統(tǒng)，其風量應按照在正常運行和事故情況下，風管內(nèi)這些物質(zhì)濃度不大于爆炸下限的50%計算。總氣量為：
Q=qm3/h÷2.75%×a
其中：q為甲醇罐區(qū)進液總量，a為富裕量。
2.2 處理工藝簡介
根據(jù)甲醇廢氣的水溶性和易燃易爆的特性，采用物理吸收+生物凈化工藝。簡易工藝流程如圖1所示。
對甲醇各儲罐的呼吸閥處通過設計的特殊收集罩進行收集并維持空間微負壓，收集的氣體經(jīng)過水吸收除去絕大部分甲醇等揮發(fā)有機氣體進行初步凈化，然后進入生物濾床，通過生物濾床中的專用菌種對氣體中的有機成分進行生物降解，出現(xiàn)應急狀態(tài)時氣體通過活性炭吸附箱進行排放，吸附后的凈化氣體通過排氣筒達標排放。吸收甲醇后的含醇水可以送往車間使用或作為碳源送往污水?；钚蕴康奈较涫褂煤罂蓪ζ鋬?nèi)的碳進行脫附回收利用或送入鍋爐焚燒。
3 注意事項
3.1 收集管道
由于氣體成分為易燃易爆氣體，收集管道應為導電性好的金屬管道或特制防靜電管道，避免氣體輸送時產(chǎn)生靜電，管道法蘭連接墊片應為導電性良好的墊片，低于4個螺栓的法蘭應做防靜電跨接;每個支管應設置阻火器，將罐體同處理裝置安全有效隔絕。
3.2 吸收塔
為保證吸收效果，吸收塔采用活水吸收，吸收液中甲醇的濃度應低于塔內(nèi)溫度壓力下氣液平衡時的液相濃度，吸收液可以是一次水，吸收甲醇后的含醇水送至污水處理廠作為生化細菌的碳源;也可使用脫鹽水，吸收后的含醇水可送至精餾萃取崗位使用。
3.3生物凈化設備
生物凈化設備為特制生物濾床，在投用前需用含醇水進行菌種篩選培養(yǎng)，選出適合分解甲醇氣的菌落。
3.4 安全措施
（1）收集氣體始終處在爆炸極限以下進行輸送。
（2）支管增設阻火器，避免出現(xiàn)罐體串聯(lián)，實現(xiàn)有效隔離。
（3）主管路設置甲醇在線分析儀，分析儀與風機連鎖調(diào)整風量。
（4）轉(zhuǎn)動設備、電氣儀表、控制柜防爆等級采用CT4防爆等級。
4 案例分析
以下案例為該公司實際工程案例（某煤化工廠精餾甲醇罐區(qū)廢氣治理項目）。
4.1 概況
甲醇罐區(qū)現(xiàn)有規(guī)格為Φ5000 mm×8000 mm的精醇槽2個，規(guī)格為Φ5000 mm×8000 mm和規(guī)格為Φ8000 mm×10000 mm粗醇槽各1個，儲罐*大儲存量為870.4 m3;甲醇中間儲罐現(xiàn)有規(guī)格為Φ3600 mm×4800 mm中間槽1個，計量槽2個，每個儲罐容積為50 m3;儲罐容積為10 m3的雜醇儲罐1個，規(guī)格為Φ3600 mm×4800 mm的水槽1個，另有回流冷卻器后的不凝氣放空口和裝車時罐車頂部呼吸孔，在甲醇裝車過程以及儲存生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣中含有甲醇和非甲烷總烴等有害氣體。
4.2 風量計算
根據(jù)甲方提供的參數(shù)：Q=140m3/h÷2.75%×1.18 ≈6000m3/h（其中1.18為18%富裕量）。
4.3 系統(tǒng)配置
根據(jù)上述風量計算，我公司為該化工廠精餾甲醇罐區(qū)設計配套處理量為6 000 m?/h 的兩級吸收塔，材質(zhì)選用304不銹鋼，生物處理凈化設備的處理量為6 000 m?/h，處理效率達到95%;廢氣收集罩按照氣流2 m/s進行設計，收集管道流速按照15 m/s進行設計，風機采用防靜電玻璃鋼風機，配套電機為18.5 kW。
4.4 處理能力核算
該化工廠精餾甲醇罐區(qū)廢氣收集后濃度按照20 000 mg/m?進行核算，吸收塔處理效率按照80%考慮，則兩級吸收后廢氣濃度降至800 mg/m?，生物凈化的處理效率可達到95%，則處理后排氣濃度可達到40 mg/m?。
4.5 實際監(jiān)測數(shù)據(jù)
4.5.1 甲醇罐區(qū)廢氣監(jiān)測點位示意圖（圖2）
4.5.2 甲醇罐區(qū)廢氣監(jiān)測結(jié)果及分析
甲醇罐區(qū)廢氣外排污染物主要以監(jiān)測甲醇以及非甲烷總烴為主。該公司設計實施的這套綜合處理工藝，經(jīng)過調(diào)試運行穩(wěn)定后在12月6日、7日連續(xù)2天時間內(nèi)排放氣中甲醇的排放濃度沒有檢測到，遠遠低于50 mg/m?的排放標準;而在11月24日、25日連續(xù)2天的監(jiān)測中，排放氣中非甲烷總烴排放濃度*低達到8.74 mg/m?，平均排放濃度為10.9 mg/m?，距80 mg/m?排放標準也還有很大的余地。前后12次的監(jiān)測，排放達標率達到了100%。
該公司的這套有針對性的甲醇罐區(qū)廢氣治理工藝對甲醇罐區(qū)廢氣治理有很好的效果，既能滿足了甲醇罐區(qū)高標準防爆特性要求，又使甲醇罐區(qū)無組織揮發(fā)性有機廢氣達到了環(huán)保要求的排放標準，值得在甲醇行業(yè)以及類似的石化、化工行業(yè)大力推廣和應用。
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