某化工企业储罐区废气处理工艺设计
随着石化行业发展，储运设备增多以及各种有机溶剂广泛应用，排放出大量的挥发性有机污染物（VOCs），严重影响人类健康，环境质量。根据国家VOCs废气污染防治要求，化工企业储罐区的废气必须进行收集、处理。本文为江苏省双阳化工有限公司储罐区废气收集、处理工艺的设计。本设计采用成熟的废气处理工艺——冷凝回收+活性炭吸附工艺。该方法运行成本低，经济效益大，处理效果好。本文的主要设计内容有罐区废气排放量、源强的计算、呼吸阀，冷凝器，活性炭塔，风机的计算选型以及减排效果分析。本文对该工艺的处理效果进行了评价，《大气污染物综合排放标准》（GB16297－1996）中苯胺的排放限值为20mg/m3，经处理后基本能达到排放要求。关键词 罐区有机废气，冷凝，活性炭吸附，工程设计
目 录
1.1 概述 1
1.2 有机废气处理技术及比较 2
2 基础资料调研与分析 3
2.1 厂区基本情况 3
2.2 MEA（2甲基6乙基苯胺）生产状况调查 3
2.3 DEA（2,6二乙基苯胺）生产状况调查 6
2.4 主要物料消耗和生产设备 9
2.5 罐区废气收集状况调查 10
3 废气治理工艺选择及说明 11
3.1 工艺选择 11
3.2 工艺简介 12
3.3 废气处理工艺流程 12
4 设计计算 12
4.1 设计说明 12
4.2 储罐区废气量及源强计算 13
4.3 呼吸阀设计选型 16
4.4 冷凝器设计选型 17
4.5 活性炭塔设计选型 19
4.6 管道系统设计及风机的选型 22
4.7 罐区废气收集处理设备情况 24
5 工程核算以及减排效果分析 24
5.1 罐区废气设施投资估算 24
5.2 运行费用核算 25
5.3 处理后废气减排效果分析 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
图1 工艺流程图 30 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
图2 平面布置图 31
图3 冷凝器装配图 32
图4 活性炭塔装配图 33
1 绪论
有机废气中挥发性有机物称为VOCs（Volatile Organic Compounds），世界各国，各组织对VOCs的定义都有所不同，其中在我国指在20℃条件下，蒸气压大于等于0.01kpa，或者在特定条件下具有相应挥发性的全部有机化合物[1]。近年来，随着石油化工生产行业的壮大，储运设备的增多以及各种有机溶剂的广泛应用，使得挥发性有机污染物（ VOCs）的环境污染问题严峻，人类健康受到威胁。现阶段，经济发展带来的各类环境污染问题虽不能完全避免，但是人们的清洁生产意识以及治污能力已经得到很大的提升与发展。随着各种危害事件的发生，环保部门制定相关排放标准，试行各种监测技术，取缔环保不达标的企业，VOCs污染问题已经得到全社会的广泛关注，同时关于VOCs控制处理技术的研究已经愈加深入，工业也在不断采取成熟的技术控制VOCs的排放，有望从源头控制VOCs的排放污染。
1.1 概述
1.1.1 VOCs的来源
VOCs主要来自自然界和人类活动，其中自然原因造成的VOCs排放问题属于不可控制范围。据挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策中统计，其中工业生产活动占人类活动总排放量的55.5%，是大气VOCs主要来源，涉及的行业众多，并且排放量大、浓度高、时间久，危害人类健康，阻碍社会的发展。据悉，其中石油化工行业占比12.70%，表面涂装占比12.00%，溶剂使用占比23.20%，储运占比7.60%。可见，溶剂使用是工业生产中VOC排放的主要来源，其涉及行业众多，如皮革、纺织、食品、印刷等。
1.1.2 VOCs对环境的破坏和对人类的危害
VOCs废气排放到大气中可参与光化学反应，产生O3、PAN等二次污染物，导致空气质量变差，造成光化学烟雾，影响动植物生长；挥发性卤代烃对臭氧层亦造成破坏；某些VOCs还可能导致温室效应；部分污染物具有“三致”效应、有毒性，引发急性或慢性疾病等。世界八大公害事件中的洛杉矶光化学烟雾事件就是由于生产而排放大量碳氢化合物到大气中，这些碳氢化合物在阳光的作用下又生成O3，PAN等二次污染物，让人们付出了惨痛的代价，给社会造成了不可弥补的损失。因此，VOCs污染问题不容小觑，特别是工业生产过程中排放的大量挥发性有机物。
1.1.3 罐区VOCs排放现状
储罐是石化生产过程中用以存放酸碱、醇等原料或加工的化学物质的装置。在储存过程中，储罐的大小呼吸会导致大量VOCs排放至大气中，使得环境污染、威胁健康，存在安全隐患。世界各国对VOCs污染问题越来越重视，据美国的一项关于VOCs排放情况的研究报告中表明，石化企业在储运过程中排放的VOC量最多[23]。在我国多个工业园同样发现此类问题，罐区VOCs排放量大，以江苏某化学工业园区为例[4]，调查的50家企业中，化工企业占比86%。这些化工企业都配备不同的VOC控制处理设施，如进料时配有气相平衡总管、呼吸阀、淋水系统、氮封等，但即使这些设备正常运行，每年仍有14.5t的 VOCs排入大气。与此同时，其他各地，仍有部分企业无罐区VOCs防治设施，或者治污设施未能正常运行。可见全国上下每年排放到大气中的有机废气量非常庞大。
1.2 有机废气处理技术及比较
鉴于各国对VOC的排放控制越来越严格，近年来，废气处理技术得到很大的应用与发展，如催化燃烧、吸附和生物处理等技术，由于它们具有不同的技术优势以及运行成本，企业按照各自不同的废气性质、技术条件以及处理要求，选用不同的工艺流程，致使它们在市场上分别占比26%、25%和 24%[5] 。目前，许多工业部门遵循“3R”策略（减量、再利用、再循环）对VOCs进行控制。对于储罐区排放大量的无组织废气，可以进行集中性整治，通过收集和治理以实现达标排放。根据我国挥发性有机物污染防治政策规定，低浓度VOCs的废气，有回收价值的，可进行吸附、吸收回收；不宜回收的，可采用吸附浓缩燃烧、生物技术、吸收技术等。
表11 国内外有机废气处理方法的优缺点比较
处理技术
处理效率
优点
缺点
适用情况
目 录
1.1 概述 1
1.2 有机废气处理技术及比较 2
2 基础资料调研与分析 3
2.1 厂区基本情况 3
2.2 MEA（2甲基6乙基苯胺）生产状况调查 3
2.3 DEA（2,6二乙基苯胺）生产状况调查 6
2.4 主要物料消耗和生产设备 9
2.5 罐区废气收集状况调查 10
3 废气治理工艺选择及说明 11
3.1 工艺选择 11
3.2 工艺简介 12
3.3 废气处理工艺流程 12
4 设计计算 12
4.1 设计说明 12
4.2 储罐区废气量及源强计算 13
4.3 呼吸阀设计选型 16
4.4 冷凝器设计选型 17
4.5 活性炭塔设计选型 19
4.6 管道系统设计及风机的选型 22
4.7 罐区废气收集处理设备情况 24
5 工程核算以及减排效果分析 24
5.1 罐区废气设施投资估算 24
5.2 运行费用核算 25
5.3 处理后废气减排效果分析 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
图1 工艺流程图 30 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
图2 平面布置图 31
图3 冷凝器装配图 32
图4 活性炭塔装配图 33
1 绪论
有机废气中挥发性有机物称为VOCs（Volatile Organic Compounds），世界各国，各组织对VOCs的定义都有所不同，其中在我国指在20℃条件下，蒸气压大于等于0.01kpa，或者在特定条件下具有相应挥发性的全部有机化合物[1]。近年来，随着石油化工生产行业的壮大，储运设备的增多以及各种有机溶剂的广泛应用，使得挥发性有机污染物（ VOCs）的环境污染问题严峻，人类健康受到威胁。现阶段，经济发展带来的各类环境污染问题虽不能完全避免，但是人们的清洁生产意识以及治污能力已经得到很大的提升与发展。随着各种危害事件的发生，环保部门制定相关排放标准，试行各种监测技术，取缔环保不达标的企业，VOCs污染问题已经得到全社会的广泛关注，同时关于VOCs控制处理技术的研究已经愈加深入，工业也在不断采取成熟的技术控制VOCs的排放，有望从源头控制VOCs的排放污染。
1.1 概述
1.1.1 VOCs的来源
VOCs主要来自自然界和人类活动，其中自然原因造成的VOCs排放问题属于不可控制范围。据挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策中统计，其中工业生产活动占人类活动总排放量的55.5%，是大气VOCs主要来源，涉及的行业众多，并且排放量大、浓度高、时间久，危害人类健康，阻碍社会的发展。据悉，其中石油化工行业占比12.70%，表面涂装占比12.00%，溶剂使用占比23.20%，储运占比7.60%。可见，溶剂使用是工业生产中VOC排放的主要来源，其涉及行业众多，如皮革、纺织、食品、印刷等。
1.1.2 VOCs对环境的破坏和对人类的危害
VOCs废气排放到大气中可参与光化学反应，产生O3、PAN等二次污染物，导致空气质量变差，造成光化学烟雾，影响动植物生长；挥发性卤代烃对臭氧层亦造成破坏；某些VOCs还可能导致温室效应；部分污染物具有“三致”效应、有毒性，引发急性或慢性疾病等。世界八大公害事件中的洛杉矶光化学烟雾事件就是由于生产而排放大量碳氢化合物到大气中，这些碳氢化合物在阳光的作用下又生成O3，PAN等二次污染物，让人们付出了惨痛的代价，给社会造成了不可弥补的损失。因此，VOCs污染问题不容小觑，特别是工业生产过程中排放的大量挥发性有机物。
1.1.3 罐区VOCs排放现状
储罐是石化生产过程中用以存放酸碱、醇等原料或加工的化学物质的装置。在储存过程中，储罐的大小呼吸会导致大量VOCs排放至大气中，使得环境污染、威胁健康，存在安全隐患。世界各国对VOCs污染问题越来越重视，据美国的一项关于VOCs排放情况的研究报告中表明，石化企业在储运过程中排放的VOC量最多[23]。在我国多个工业园同样发现此类问题，罐区VOCs排放量大，以江苏某化学工业园区为例[4]，调查的50家企业中，化工企业占比86%。这些化工企业都配备不同的VOC控制处理设施，如进料时配有气相平衡总管、呼吸阀、淋水系统、氮封等，但即使这些设备正常运行，每年仍有14.5t的 VOCs排入大气。与此同时，其他各地，仍有部分企业无罐区VOCs防治设施，或者治污设施未能正常运行。可见全国上下每年排放到大气中的有机废气量非常庞大。
1.2 有机废气处理技术及比较
鉴于各国对VOC的排放控制越来越严格，近年来，废气处理技术得到很大的应用与发展，如催化燃烧、吸附和生物处理等技术，由于它们具有不同的技术优势以及运行成本，企业按照各自不同的废气性质、技术条件以及处理要求，选用不同的工艺流程，致使它们在市场上分别占比26%、25%和 24%[5] 。目前，许多工业部门遵循“3R”策略（减量、再利用、再循环）对VOCs进行控制。对于储罐区排放大量的无组织废气，可以进行集中性整治，通过收集和治理以实现达标排放。根据我国挥发性有机物污染防治政策规定，低浓度VOCs的废气，有回收价值的，可进行吸附、吸收回收；不宜回收的，可采用吸附浓缩燃烧、生物技术、吸收技术等。
表11 国内外有机废气处理方法的优缺点比较
处理技术
处理效率
优点
缺点
适用情况
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