摘要：以中石化股份公司九江分公司煉油廠排水車間污水處理場表曝池逸散的惡臭污染氣體為研究對象，采用固定床式活性炭吸附工藝對其治理。采用實(shí)驗(yàn)室研究篩選出的脫除硫化物（H2S、甲硫醇等）的IVP活性炭，并結(jié)合吸附揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）類（苯、甲苯、二甲苯）的BPL活性炭進(jìn)行現(xiàn)場中試研究，制定了對污染氣體進(jìn)行脫除惡臭的工藝路線。

關(guān)鍵詞：惡臭 活性炭 吸附

煉油工業(yè)是產(chǎn)生惡臭污染的重點(diǎn)行業(yè)[1]。據(jù)調(diào)查[2，3]，含硫原油加工過程的惡臭污染來源包括：裝置各種臨時(shí)放空口、設(shè)備吹掃口、工藝氣體排放口、敞口污水池?fù)]發(fā)、污水噴濺口、貯罐呼吸口、采樣口、脫水排凝口以及設(shè)備跑、冒、滴、漏等。惡臭源數(shù)量比加工低硫原油明顯增多。并以無機(jī)硫（硫化氫）和有機(jī)硫（硫醇和硫醚）為主，且多數(shù)為連續(xù)排放；主要惡臭污染源相對集中于堿渣處理和污水處理場等部分裝置。

中石化股份有限公司九江分公司排水車間污水處理場因污水水質(zhì)差，硫、氮、油、COD含量高，使隔油、生化、A/O去除效率低、污水處理綜合效果下降，從而敞口污水池?fù)]發(fā)、A/O曝氣引起的惡臭污染較為嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，該處的惡臭污染為非單一惡臭物質(zhì)所引起的，具有多種惡臭物質(zhì)共同作用的復(fù)合惡臭源的特點(diǎn)，其主要惡臭污染物為H2S、甲硫醇、苯、甲苯及二甲苯等。由調(diào)查結(jié)果及所查標(biāo)準(zhǔn)分析，以硫化氫、甲硫醇為代表的惡臭氣體，不但有毒，而且臭閾濃度低，少量的排放就會引起嚴(yán)重的惡臭污染。這類惡臭物質(zhì)連續(xù)散發(fā)到大氣中，既對廠區(qū)環(huán)境造成污染，也對操作人員的身心健康產(chǎn)生不良影響，還對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性危害，其易燃易爆性尤為突出，在石化廠是一項(xiàng)不容忽視的安全隱患。按照《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554－93的有關(guān)規(guī)定及加工含硫原油的惡臭污染現(xiàn)狀，石化企業(yè)迫切要求進(jìn)行治理。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[4]，目前我國煉油企業(yè)各污水處理場揮發(fā)逸散的含惡臭污染物廢氣絕大多數(shù)都處于自由排放狀態(tài)，未加任何處理設(shè)施，只有少數(shù)煉油企業(yè)的污水處理場部分設(shè)施進(jìn)行了簡單的密封。這雖然在一定程度上減少了局部環(huán)境的惡臭污染，但并沒有從根本上解決惡臭污染問題，而且又給污水處理場的管理、維護(hù)和操作帶來諸多不便。因此該課題的惡臭氣體吸附工藝的開發(fā)有助于填補(bǔ)國內(nèi)煉油企業(yè)在惡臭污染防治領(lǐng)域的空白，采用該工藝處理污水場惡臭氣體，具有主體裝置投資少、運(yùn)行成本低、操作維護(hù)簡單和脫臭效果顯著等特點(diǎn)，有著較為廣闊的市場推廣應(yīng)用前景。為消除國內(nèi)加工中東高含硫原油工作中惡臭污染的問題提供環(huán)保技術(shù)保障，具有較高的技術(shù)進(jìn)步價(jià)值和社會環(huán)境效益，促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

1 惡臭治理的方法選擇

對目前采用的惡臭處理技術(shù)，表1在適用范圍、所需費(fèi)用等幾個(gè)方面作簡要比較介紹。

選擇治理方法時(shí)應(yīng)從治理性能與治理費(fèi)用兩方面來分析，即達(dá)到消除惡臭氣體，又要盡量減少治理費(fèi)用。對于惡臭污染的治理，高濃度的惡臭污染，通�？梢圆捎弥苯尤紵�、催化氧化及臭氧氧化等方法進(jìn)行治理，中等濃度的惡臭物質(zhì)可采用吸收法治理，而對于低濃度的惡臭污染、特別是50×10-6（體積分?jǐn)?shù)）以下惡臭物，如硫化氫、甲硫醇等，在用上述方法的處理中，通常存在反應(yīng)難進(jìn)行、催化劑易中毒和脫除成本高等缺點(diǎn)。吸附法適用于中、低濃度的排氣處理[5]。由于大多數(shù)惡臭物質(zhì)都具有可吸附性，采用吸附法可以方便地將這些惡臭物質(zhì)進(jìn)行收集。活性炭是種優(yōu)良的吸附劑。對于石化企業(yè)如污水處理廠等逸散型低濃度多組分且具有可吸附性的惡臭污染源，應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)治理，具有設(shè)備簡單、脫除效率高、運(yùn)行管理容易、維護(hù)費(fèi)用低和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。如日本很多污水處理廠都采用活性炭吸附法治理惡臭。紐約一家污水處理廠采用4個(gè)串聯(lián)的活性炭吸附塔處理惡臭污染，使排放達(dá)標(biāo)。另外，從煉廠、化工廠一些裝置中排放的有機(jī)溶劑廢氣，采用活性炭吸附法脫除，不僅能有效地消除有害氣體對環(huán)境的污染，而且還可以回收能夠再利用的有機(jī)溶劑[6]。從中石化九江分公司污水場現(xiàn)場調(diào)查情況來看，惡臭組分濃度低，排放量大，比較適合于采用固定床活性炭吸附法加以處理，以使惡臭污染問題逐步得到解決。

2 活性炭吸附惡臭性能現(xiàn)場中試研究

2.1 前期研究概況

撫順石油化工研究院與日本國際協(xié)力事業(yè)團(tuán)（JICA）合作，開展了“活性炭吸附脫臭”項(xiàng)目的研究開發(fā)，從1996年開始，針對以硫化物及揮發(fā)性有機(jī)物為主的低濃度多組分惡臭氣體進(jìn)行了一系列研究工作[7，8]，并在實(shí)驗(yàn)室和撫順石油一廠的中試中取得良好結(jié)果[7]，日方分別提供了IVP、Centaur、及Xtr.sorb HP系列活性炭。由于現(xiàn)場條件的限制，在撫順石油一廠僅考察了IVP活性炭吸附硫化氫的性能[6]。對于脫硫用IVP活性炭與吸附揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的Xtrusorb或BPL活性炭聯(lián)合使用的效果，在九江分公司現(xiàn)場試驗(yàn)中進(jìn)一步考察。

2.2 現(xiàn)場裝置工藝流程

本試驗(yàn)將發(fā)生源污水場表曝池產(chǎn)生的惡臭氣體引入活性炭填充塔，去處理對象物質(zhì)，進(jìn)行惡臭氣體的吸附試驗(yàn)。

現(xiàn)場試驗(yàn)裝置安裝工藝流程如圖1所示。

SUSA、SUSB—不銹鋼塔；FRPA、FRPB—玻璃鋼塔；碳種—BPL活性炭、IVP活性炭、市售國產(chǎn)碳。

活性炭填充塔設(shè)置有2個(gè)不銹鋼SUS塔和2個(gè)FRP塔。不銹鋼SUS（A、B）塔中填充BPL活性炭，吸附脫除烴類溶劑型有機(jī)物質(zhì)和硫化物，玻璃鋼A（FRPA）裝入市售國產(chǎn)炭（區(qū)別于撫研院的國產(chǎn)化炭），玻璃鋼塔B（FRPB）塔中填日本IVP活性炭，吸附脫除硫化物惡臭物質(zhì)。

廢氣由風(fēng)機(jī)逆流先分別通過SUSA和SUSB，然后分別通過FRPA和FRPB，經(jīng)凈化后排出。四個(gè)塔分別設(shè)有再生接口和管路。市售國產(chǎn)炭和IVP炭采用堿液再生，BPL炭用蒸氣再生。

2.3 試驗(yàn)條件

 BPL炭吸附性能好又廉價(jià)，可吸附烴類；IVP和市售國產(chǎn)炭對硫的選擇性吸附能力強(qiáng)，故先由用BPL再用IVP和市售國產(chǎn)炭，以期獲得較好的脫臭效果。

試驗(yàn)對象物：含H2S、硫醇類、苯和甲苯類惡臭物質(zhì)的排氣�；钚蕴浚喝コ鼿2S、硫醇類，使用IVP、市售國產(chǎn)炭；去除苯、甲苯等，使用BPL。處理氣量：SUS塔，12 m3/h；FRP塔，12 m3/h。使用溫度：活性炭吸附的溫度范圍較寬，為-35～60 ℃都可以應(yīng)用。使用壓力：大氣壓。空速：1500 h-1。再生條件：處理H2S等的活性炭，IVP用堿液再生；處理苯等的活性炭，蒸氣再生。

2.4 目 標(biāo)

廢氣經(jīng)凈化后基本消除惡臭，H2S、甲硫醇等惡臭污染物排放低于《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554－93的限值。

2.5 測試方法

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，把處理對象定為硫化物、苯系物。分析項(xiàng)目為硫化物（H2S、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫），苯系物（苯、甲苯、鄰二甲苯和間二甲苯）等。采樣點(diǎn)為SUSA、SUSB、FRPA、FRPB的入口和出口共8個(gè)采樣點(diǎn)，頻率為每周三次。惡臭物質(zhì)分析方法：GC儀器分析法。

2.6試驗(yàn)結(jié)果及討論

通過大量實(shí)驗(yàn)工作，研究了固定床活性炭吸附法對煉廠表曝池惡臭污染治理的實(shí)際效果，得出如下結(jié)論：

（1）IVP活性炭對惡臭氣體吸附適應(yīng)范圍廣，吸附量大，在多種組分共存的試驗(yàn)條件下，裝置對主要致臭物質(zhì)硫化物的飽和硫容為116.77 g/L以上，市售國產(chǎn)活性炭飽和硫容可達(dá)108.93 g/L。穿透脫臭率可達(dá)95.18％；裝置對苯系物的穿透脫臭率可達(dá)98.9％。從圖2和圖3可以看出，該工藝在總體上對硫化物及苯系物脫除及效果較理想，能保持出口廢氣硫化物濃度穩(wěn)定在較低水平，脫臭效果顯著，達(dá)到預(yù)期目的。

（2）BPL 碳能有效吸附烴類，而IVP碳能有效吸附硫化物，但對有機(jī)烴類物質(zhì)幾乎沒有吸附能力，欲將復(fù)雜的現(xiàn)場排氣完全凈化，需組合使用。采用BPL、IVP 炭裝填的兩塔串聯(lián)工藝處理低濃度惡臭有較好吸附效果，在苯系物濃度較高的情況下還能回收苯、甲苯等溶劑，并且先脫烴后脫硫?yàn)樽罴崖肪�。即：

進(jìn)氣 → 預(yù)處理 → 預(yù)處理苯類 → 吸附硫 →排出。

（3）再生廢液不引入二次污染。單組分試驗(yàn)中IVP及Centaur活性炭連續(xù)吸附/再生兩次后，仍能夠保持較好的吸附性能，再生后性能恢復(fù)率高。而對多組分惡臭氣體吸附飽和活性炭的再生方法，需根據(jù)現(xiàn)場氣體的主要組分而定，對于九江現(xiàn)場的廢氣而言，用堿法再生只宜進(jìn)行一次再生，若再生多次，吸附性能下降較大。

（4）較低濃度的H2S吸附，穿透時(shí)間較長；但對于實(shí)際應(yīng)用來說，吸附/再生的周期長。將帶來較低的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本。

（5）從IVP和市售國產(chǎn)炭脫硫效果比較來看，IVP炭穿透時(shí)間更長，吸附容量更好。

（6）經(jīng)過此工藝處理，主要致臭污染物可以基本達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 建 議

運(yùn)用這套活性炭吸附工藝及國產(chǎn)化活性炭完全可以大規(guī)模應(yīng)用于煉廠低濃度惡臭的治理上，根據(jù)實(shí)際情況還有如下建議：

（1）對于九江總廠污水處理廠處的污染，由于烴類濃度較低（低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)），從處理費(fèi)用（包括一次性投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用）與治理效果上考慮，可以以硫化物為處理對象進(jìn)行工業(yè)放大。

（2）今后將重點(diǎn)將放在開發(fā)更加高效能的活性炭來滿足惡臭治理的要求以及如何更大提高活性炭的再生效率。

（3）可在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)理分析建立合適的吸附動力學(xué)模型，用于描述硫化物或苯系物在活性炭上的動態(tài)吸附特性，對減少實(shí)驗(yàn)工作量及工業(yè)放大具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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