含硫污水罐顶恶臭气体治理方法研究

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷2月6期   作者:吕广梅
[导读] 介绍了锦西石化分公司含硫污水罐顶恶臭气体情况,并通过治理方法比较研究,选择除盐水洗氨,干法脱臭治理工艺处理恶臭气体
        吕广梅
        中国昆仑工程有限公司葫芦岛分公司,辽宁 葫芦岛 125001

        摘      要:介绍了锦西石化分公司含硫污水罐顶恶臭气体情况,并通过治理方法比较研究,选择除盐水洗氨,干法脱臭治理工艺处理恶臭气体。该方法投资低,装置占地面积小,操作运行可靠,除臭效果好。
        关  键  词:含硫污水罐;恶臭气体;吸收法;治理
 
        锦西石化分公司在石油加工过程中,蒸馏、加氢裂化、焦化等装置中的硫化物、氮化物主要以硫化氢、氰化物和氨的形式溶于水中,形成高浓度的含硫含氨污水,这些水汇集到污水罐内进行集中处理。含硫污水罐由于工艺技术的要求,罐顶部开口必须与大气连通,而硫化物虽然溶于水,但其挥发性较强,往往会形成恶臭气体污染环境。恶臭气体中主要成分是H2S,含量有时高达5000 mg/m3,特别是在污水罐进水量变化较大时,由于污水贮罐排出的酸性气,硫化物浓度高、排放量大,对炼厂和周围的环境恶臭污染很大。此外,挥发的气体成分中含有大量的烃类及其他易燃易爆气体,使装置的安全生产存在较大的安全隐患,同时不能满足国家的尾气排放要求。
1  含硫污水罐恶臭气体情况分析
        本项目的原料为焦化装置2个含硫污水罐T-01、T-02罐顶排放气体,排放量按300 Nm3/h计算。排放气体组成见表1-1。

        2  恶臭气体治理方案
        2.1  方案选择
        目前对气态污染物的处理方法中按催化剂、化学药剂的状态一般可分为湿法和干法两大类,具体需要根据废气的特点来选择高效率、低成本的方法。
        按照净化方法的特点,又可分为:(1)吸收法:物理溶剂吸收、化学溶剂吸收;(2)吸附法:不可再生的吸附剂吸附,可再生的吸附剂吸附;(3)氧化法:干法氧化,湿法氧化;(4)分解法:热分解,微波技术分解;(5)生物法。详见下表:

        目前生产中大量采用的多为吸收、吸附及氧化相结合的技术,使用吸收剂的吸收法通常被称为湿法,而采用固体吸附剂的吸附法通常称为干法。
        对于硫化氢及有机硫的脱除过程,国内采用较多、具有代表性的干法-技术为:干式氧化吸附法,湿法技术为:不可再生吸收剂的湿法尾气处理技术和可再生吸收剂(MDEA)的湿法尾气处理技术。
对上述3种工艺技术的比较发现,湿法和干法脱臭技术都能达到除臭的目的,干法脱臭存在脱臭催化剂难于处理的问题;不可再生吸收剂脱臭技术排放的废吸收剂对污水气体单元或污水处理单元产生影响;胺液脱硫会增加现有MDEA再生单元的负荷。此外干法的脱臭剂还有吸附烃等极性分子的能力,能够吸附少量的烃。
通过方案比较论证,本项目采用除盐水洗氨,干法脱臭治理工艺,处理后的尾气送入低压瓦斯管网,以确保尾气中的VOC达标排放。
        2.2  工艺流程
        含硫污水罐顶的恶臭气体先进入脱硫脱氨器,以污水汽提装置的除盐水作为吸收剂,恶臭气体和除盐水逆向接触,去除大部分的氨和硫化氢;脱硫脱氨器出来的恶臭气体经脱液罐后进入脱臭反应器,脱臭反应器内装有吸附能力强的脱臭催化剂,可以使硫化物转化成单质硫,被除掉;同时少量烃、氨等有害气体被具有较强吸附能力的催化剂吸附,达到净化气体的作用。
         反应方程式如下所示:
         
        达标后通过尾气升压设施(撬装)送入低压瓦斯管网。
        为了保证原料水缓冲罐不超压,在污水罐气相线至水封罐的管线上引线至脱臭系统。正常情况下脱臭气体不会从水封罐排出(原有保留)。本流程中恶臭气体是从水封罐之前引出,原水封罐高度为50mm,为了保证装置启动压力,需要将水封高度调整到+196mm、-50mm。
        水洗水管线上设注碱线,采用测量原料水中硫化氢含量的方式进行补碱,当水中硫化氢含量高于6000ppm时注碱,硫化氢含量低于6000ppm时不使用。注碱量与注水量相同为2-3m3/h,浓度为200-300ppm,碱渣进入酸性水罐。卸料吹扫时按碱液浓度500ppm。
        酸性气排放量按160Nm3/h;将现有罐顶水封罐水封高度改至196mm,实现水封压力1.96kPa。酸性气破水封压力为2 kPa(G),脱臭系统最大压力降为1.2 kPa;低压瓦斯系统正常压力为5kPa(G),最高压力为8kPa(G)。因此尾气升压设施(撬装)风量按照160Nm3/h,增压80kPa设计。尾气升压设施(撬装)采用压力控制,压力取源位置设在污水罐T-01、T-02进除臭系统总管上,与污水罐顶压力信号三取一。当脱臭反应器压力低于0.5kPa(G)时,停止运行。当尾气升压设施(撬装)发生故障或其他事故工况,脱臭后的气体直接排放。主要设备操作条件如下表:

3  结论
        新增的脱臭装置于2019年投入使用,目前已经平稳运行2年,该装置对对硫化氢、氨氮和有机硫化物等恶臭的脱除率高,极大的改善了含硫污水罐周围工作条件和大气环境。
参考文献:
[1]郝吉明,马广大. 大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1996.417-418.
[2]李世祥. 含硫污水罐恶臭污染的治理[J]. 石油化工安全环保技术,2009,25(3):52-55.
[3] 孙菊萍. 含硫污水罐排气的脱臭处理[J]. 硫磷设计与粉体工程,2004,6:30-32.
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