1 項目概況

我國的采油（氣）田一般分布在北部地區(qū)，屬于露 天作業(yè)，晝夜溫差大，冬夏最大溫差可高達60℃以上。 采用TEG脫水工藝[1]脫除天然氣中的水分，工藝中的脫 水裝置排放的尾氣具有刺激性惡臭異味，嚴重影響了廠 區(qū)工作人員和周邊居民的生產(chǎn)、生活和身體健康，對環(huán) 境造成了較大影響。脫水過程中產(chǎn)生的廢氣成分復(fù)雜[2]， 其中含有VOCs（總烴）、硫化氫、甲烷、一氧化氮、一 氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣、TEG溶液及其 他成分。廢氣具有溫度高、含水率高、含氧量低、排放 時間短暫、排放峰值高等特點。廠區(qū)對防爆的要求也極 高。近年來，從防爆、防水、防凍等限值條件，到廢氣 成分的復(fù)雜性及投資運行成本等各方面考慮，該廢氣的 處理辦法可以通過UV光解的技術(shù)，在一個很溫和的環(huán)境 下將廢氣分解成呈離子狀態(tài)的原子、自由基混合氣體， 再通過臭氧將其氧化成簡單的小分子化合物[3]，達到分 解凈化的目的，簡單、實用、高效。

2 基礎(chǔ)資料

廢氣源：陜西某采油氣田TEG脫水裝置排放的廢氣。

2.1 氣候條件

1）年平均氣溫7.8℃，最高35.9℃，年最低 -30℃。除臭 設(shè)備試運行期間正值冬季，日氣溫在-21℃至12℃之間。2） 當?shù)卮髿鈮?6.7kPa。3）降雨量，年平均417.7mm，最大日降 63.6mm，年平均蒸發(fā)量1809mm。4）年均風(fēng)速3.2m/s，最 大風(fēng)速24m/s。5）年沙塵暴日數(shù)最高30d。

2.2 廢氣情況

1）溫度：99℃；2）流量：在正常生產(chǎn)下脫水廢氣 排氣量為30~100m3/h，其中水蒸氣量約為50m3/h，天然 氣量為5~25m3/h，硫化氫含量為1.6~20mg/m3。

2.3 凈化要求

1）為杜絕安全隱患，要求廢氣除臭成套設(shè)備必 須符合國家“防火、防爆、防水”的三防相關(guān)標準；

2）去除集氣站脫水尾氣散發(fā)的惡臭氣味，對臭氣收 集凈化處理后排放，達到國家相關(guān)排放標準，改善廠區(qū)環(huán)境。排放標準執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》 （GB16297-1996） 二級標準和《惡臭污染物排放標 準》（GB14554-93）二級廠界標準，以及排放煙囪為 15m時的標準排放限值。

3 UV光解凈化技術(shù)原理[4-5]

（1）利用特定的高能高臭氧UV紫外線光束照射惡 臭氣體，裂解惡臭氣體如：氨、三甲胺、硫化氫、甲 硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙 烯、VOCs、苯、甲苯、二甲苯等的分子鏈結(jié)構(gòu)，使有 機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束 照射下，降解轉(zhuǎn)變成原子、自由基等。

（2）利用高臭氧高能UV紫外線光束分解空氣中的 氧分子產(chǎn)生游離氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以 需與氧分子結(jié)合，進而產(chǎn)生臭氧。

UV＋O2→O-+O＊（游離氧） O+O2→O3（臭氧）

由于臭氧對有機物具有極強的氧化作用，因而其對 惡臭氣體及其它刺激性異味有立竿見影的消除效果。

（3）惡臭氣體利用排風(fēng)設(shè)備輸入到本凈化設(shè)備后， 凈化設(shè)備運用高能UV紫外線光束及臭氧對惡臭氣體進 行協(xié)同分解、氧化反應(yīng)，將惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低 分子化合物，如水和二氧化碳等，達到廢氣凈化、脫臭 的目的。

4 工藝流程

將采油（氣）田的TEG脫水裝置的廢氣排放管末 端，用一個帶有開口的集氣罩套?。ㄩ_口用于補充新 風(fēng)），并用收集管引至UV高效光解凈化設(shè)備的進氣口； 凈化設(shè)備的前端設(shè)有脫水裝置，將大量的水氣凝結(jié)并排 出；然后將廢氣引入UV光解反應(yīng)室，在UV高效光解凈 化設(shè)備出風(fēng)口處連接風(fēng)機，反應(yīng)后的凈化氣體由風(fēng)機出 口接至排氣管排出。如下圖所示。

5 數(shù)據(jù)與分析

該UV高效光解凈化設(shè)備于2011年1—2月期間試 運行，并于2月下旬得出實驗檢測分析報告，數(shù)據(jù)見 表1。

由表1中數(shù)據(jù)得出，主要的廢氣成分硫化氫和總烴大 幅度減少，其中總烴的凈化率為76.58%～76.95%，硫化 氫的凈化率高達99.35%。

6 技術(shù)特點與擴展應(yīng)用

適用于采油（氣）田TEG脫水工藝產(chǎn)生的廢氣深 度凈化、脫臭的UV高效光解凈化設(shè)備，其技術(shù)特點在 于：通過低壓水銀放電管發(fā)射出高能UV光子，裂解切 斷廢氣分子的化學(xué)鍵，使其轉(zhuǎn)化呈離子狀態(tài)、自由基 氣態(tài)混合物；再利用裂解產(chǎn)生的臭氧對其進行強氧化 反應(yīng)，使其生成、轉(zhuǎn)變成簡單的、穩(wěn)定的小分子化合 物，如CO2、H2O等；再通過排風(fēng)管道排出，達到廢氣 凈化、脫臭的目的。該專利技術(shù)[6]的UV光子能量可達 800kJ/mol，波長小于180nm。

采油（氣）田TEG脫水工藝產(chǎn)生的廢氣中，絕大多 數(shù)廢氣成分的化學(xué)鍵能均低于800kJ/mol，例如，硫化 氫的S-H鍵鍵能為339kJ/mol，故硫化氫能達到很好的處 理效果。VOCs的成分復(fù)雜，不排除部分化合物的化學(xué) 鍵能高于800kJ/mol，如C≡C鍵鍵能為837kJ/mol，故不 能裂解。

參照常見化學(xué)鍵的鍵能[7 ]數(shù)據(jù)表（見表2），可以知 道哪些化學(xué)鍵可以被高能UV光子切斷，并可得知哪些廢 氣物質(zhì)是能被裂解、凈化的。

由此可見，只要化合物的化學(xué)鍵能低于800kJ/mol， 該UV光解專利技術(shù)都能將其裂解，形成簡單的、穩(wěn)定 的小分子化合物。所以該技術(shù)能廣泛應(yīng)用于有廢氣產(chǎn)生 的行業(yè)，只需要廢氣成分的化學(xué)鍵鍵能低于UV光子能 量，如硫化氫、氨、二硫化碳、胺類、硫醇類、硫醚 類、烴類、苯及苯系物等，能廣泛應(yīng)用于采油（氣） 田、污水處理廠、垃圾處理場、煉油廠、塑料廠、橡膠 廠、化工廠、垃圾堆肥/焚燒廠、垃圾站、制藥廠、皮革 廠、造紙廠、噴涂廠、印刷廠、冶煉廠、食品加工廠、 飼料加工廠等。

7 結(jié)論

采用UV光解凈化技術(shù)，凈化采油（氣）田TEG脫 水工藝產(chǎn)生的廢氣，克服了防爆、防水、防凍等限制條 件，投入及運營成本相對較低。該技術(shù)并能在其他行業(yè) 的廢氣處理中得到廣泛的應(yīng)用，其表現(xiàn)在：

（1）硫化氫凈化率在99%以上；

（2）只要廢氣中化合物的化學(xué)鍵能低于800 kJ/mol， 都能得到有效裂解，生成簡單的、穩(wěn)定的小分子化合 物，如CO2、H2O等；

（3）能分解諸如硫化氫、氨、二硫化碳、胺類、硫 醇類、硫醚類、烴類、苯及苯系物等；

（4）能廣泛應(yīng)用采油（氣）田、污水處理廠等。

綜上，UV光解凈化技術(shù)在處理某些特定的環(huán)境和特 殊工藝要求時，能有很好的效果，能分解絕大多數(shù)的廢 氣，是其他技術(shù)無法替代的。

參考文獻：

[1] 鄔霽，韓雷.高含硫天然氣脫水新工藝探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009 （17）．

[2] 項波，彭磊，邊云燕.高含硫天然氣脫水工藝技術(shù)研討[ J ] .天然氣與石 油，2006，24（2）．

[3] 深圳市天浩洋環(huán)?？萍加邢薰?惡臭氣體及工業(yè)煙氣光解凈化處理方法和設(shè) 備[P].中國發(fā)明專利，200710075448.X, 2011-4-27．

[4] 謝鋤，郭信圭.高濃度惡臭氣體及工業(yè)廢氣凈化處理設(shè)備[P].中國實用新型專 利，200920206306.7，2010-11-17．

[5] 謝鋤. 煙氣及工業(yè)化合物氣體光解凈化設(shè)備[ P ] . 中國實用新型專利， 200720118416.9, 2008-01-30.

[6] 深圳市天浩洋環(huán)保科技有限公司.油田高濃度惡臭廢氣UV光解凈化設(shè)備[P]． 中國實用新型專利申請?zhí)枺?01120124294.0.2011-4-26.

[7] 李夢龍.化學(xué)數(shù)據(jù)速查手冊[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”