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新聞詳情
采油廠磁性浮子液位計廢氣回收治理工藝技術研究 下文主要對采油磁性浮子液位計揮發廢氣的來源及危害，結合自身的理論知識和工作實際，分析探討了揮發廢氣處理技術及原理，通過對中原油田分公司某采油廠敞口磁性浮子液位計加蓋密閉改造，揮發廢氣通過回收治理后，降低了廢氣對環境的危害，有效避免了磁性浮子液位計揮發廢氣對周圍環境造成的污染，消除了環保隱患和風險，改善崗位員工的工作環境。 ０?引?言 中原油田分公司某采油廠位于京津冀大氣污染傳輸通道城市（簡稱“２＋２６”城市）的河南省濮陽市和山東省聊城市，由于近年來國家對大氣污染防治工作要求進一步提高，為了避免污水處理站因敞口磁性浮子液位計揮發氣即惡臭氣體污染造成周邊村民的影響，對兩座敞口磁性浮子液位計密閉改造及氣體回收處理，符合當前國家對大氣污染防治的采油側裝磁性浮子液位計廢氣回收治理工藝技術研究 摘?要?介紹了采油側裝磁性浮子液位計揮發廢氣的來源及危害，結合自身的理論知識和工作實際，分析探討了揮發廢氣處理技術及原理，通過對中原油田分公司某采油廠敞口側裝磁性浮子液位計加蓋密閉改造，揮發廢氣通過回收治理后，降低了廢氣對環境的危害，有效避免了側裝磁性浮子液位計揮發廢氣對周圍環境造成的污染，消除了環保隱患和風險，改善崗位員工的工作環境。 ０?引?言 中原油田分公司某采油廠位于京津冀大氣污染傳輸通道城市（簡稱“２＋２６”城市）的河南省濮陽市和山東省聊城市，由于近年來國家對大氣污染防治工作要求進一步提高，為了避免污水處理站因敞口側裝磁性浮子液位計揮發氣即惡臭氣體污染造成周邊村民的影響，對兩座敞口側裝磁性浮子液位計密閉改造及氣體回收處理，符合當前國家對大氣污染防治的要求［１］。保護環境質量是關系到企業可持續發展的必要條件，避免對周圍空氣環境造成影響，并消除存在的環保隱患和風險，保護了員工職業健康。 １?概?述 兩座側裝磁性浮子液位計為鋼筋混凝土敞口池，在運行過程中產生一定的揮發氣體，散發出異味，對周圍空氣環境造成一定影響。另外，崗位工人在側裝磁性浮子液位計區域操作和巡檢過程中，與揮發氣體接觸，存在職業健康危害。同時，在該采油廠２０１６—２０２０年度產能建設項目（山東部分）環境影響報告書評審過程中，專家組到現場查看側裝磁性浮子液位計實際運行狀況后，依據環保部《揮發性有機物（ＶＯＣｓ）污染防治技術政策》（公告２０１３年第３１號），要求對明一污水處理站敞口側裝磁性浮子液位計進行密閉改造，控制揮發性有機物及異味排放。 側裝磁性浮子液位計產生的廢氣主要來自采油采出廢水以及作業廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有Ｈ２Ｓ、氨、非甲烷總氫、ＶＯＣｓ等污染物，不僅對周邊環境造成污染，而且對人體有較大的危害。為了保護環境，使廢氣達到排放標準要求［２］，本著運行管理簡單、技術先進可靠、達標排放的原則，并結合實際情況，于２０１７年８月至２０１８年對該敞口側裝磁性浮子液位計進行密閉改造，揮發廢氣進行了回收，廢氣治理效果顯著。 ２?廢氣處理工藝技術 目前，污水處理站處理廢氣及惡臭氣體的處理工藝有活性炭吸附法、等離子體法、噴淋塔凈化法、光氧凈化法、生物法［３］、焚燒法以及化學吸收法等方法。結合我廠生產現場實際及揮發廢氣組分情況，側裝磁性浮子液位計密閉及廢氣回收處理采用：噴淋＋干燥＋低溫等離子＋光氧催化＋風機凈化法技術路線［４］。 ２．１廢氣處理工藝流程 側裝磁性浮子液位計揮發廢氣加蓋密閉后經收集支管進入廢氣總管，在負壓作用下進入噴淋塔（添加堿液）將廢氣中易溶于水的污染物洗滌到水中（主要污染物為ＶＯＣｓ、氨、Ｈ２Ｓ等），而廢氣中不溶于水的物質如：甲苯、丙烯晴、二氯甲烷等氣體，進入等離子、光氧催化裝置，經等離子、光氧催化裝置凈化后的廢氣由風機送排氣筒高空排放。廢氣處理工藝流程見圖１。  ２．２工藝處理單元 ２．２．１噴淋塔 廢氣凈化噴淋塔主要的運作方式是廢氣由風管引入凈化塔，經過填料層，廢氣與吸收液進行中和反應，廢氣經過凈化后，再經除霧板脫水除霧后進入干燥箱。吸收液在塔底經水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環使用。噴淋塔工作原理示意見圖２ 。  ２．２．２等離子光氧復合設備 利用特制的高能高臭氧ＵＶ紫外線光束照射廢氣，裂解工業廢氣如：氨、三甲胺、Ｈ２Ｓ、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物、ＶＯＣ類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構，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，降解轉變成低分子化合物［５］，如ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等。利用高能高臭氧ＵＶ紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡，所以需與氧分子結合，進而產生臭氧。ＵＶ紫外線光束分解廢氣見圖３。  ＵＶ＋Ｏ２→Ｏ－＋Ｏ＊（活性氧）Ｏ＋Ｏ２→Ｏ３（臭氧），對工業廢氣及其他刺激性異味有很好的清除效果。等離子反應區原理及特點：低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態，由高能電子、正負離子、自由基（ＯＨ、Ｈ、Ｏ、Ｏ３等）和中性粒子等組成。 低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發生分解，并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。等離子反應原理見圖４。  等離子反應區是采用高壓發生器產生并形成低溫等離子體，在平均能量大約在５ｅＶ的大量電子作用下，使通過凈化器的廢氣成分苯、甲苯、二甲苯等有機廢氣分子轉化成各種活性粒子，與空氣中的Ｏ２結合生成Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等低分子無害物質，使廢氣得到凈化。 ３?現場應用及治理效果 ３．１現場改造及廢氣回收 側裝磁性浮子液位計密閉改造采用鋼筋混凝土現澆蓋頂，中間預留兩處透光板棚，便于觀察和操作；東側側裝磁性浮子液位計（共兩格）整體增加現澆蓋頂；預留抽氣孔、放水孔并安裝液位計，便于生產。側裝磁性浮子液位計揮發性氣體密閉回收后采用復合低溫等離子光氧催化裝置處理廢氣，再通過煙囪進行排放。廢氣組分檢測值見表１。  ３．２廢氣處理 側裝磁性浮子液位計產生的廢氣主要來自采油采出廢水以及作業廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有Ｈ２Ｓ、氨、非甲烷總氫、ＶＯＣｓ等污染物，采用低溫等離子凈化和ＵＶ光氧催化廢氣凈化技術。這種方法主要用于工業廢氣處理，是利用高電壓放電的形式來獲得大量的高能電子，高能電子激勵產生的氧、氮基等活性離子，并且破壞碳氫結構的化學鍵，使得廢氣中的有機化學成分發生置換反應，再利用催化劑在光照作用下分解廢氣的治理技術，最終形成沒有危害的其他化合物。 ３．３處理指標 處理設施各環節污染物濃度監測結果見表２。  由表２可知： １）側裝磁性浮子液位計排放指標達到ＧＢ?１４５５４—１９９３《惡臭污染物排放標準》二級標準和ＧＢ?１６２９７—１９９６《大氣污染物綜合排放標準》中二級標準要求，同時滿足山東省地方標準《揮發性有機物排放標準第７部分：其他行業（二次征求意見稿）》揮發性有機物Ⅱ時段＜６０ｍｇ／ｍ３[www.shhzy3.cn]排放要求。非甲烷總烴處理率為８０．２９％，Ｈ２Ｓ處理率為８３．１３％，氨處理率為８２．８％，廢氣綜合處理效率達到８２．０７％。 ２）治理后ＶＯＣｓ濃度滿足《揮發性有機物（ＶＯＣｓ）污染防治技術政策》（公告２０１３年第３１號），即ＶＯＣｓ污染防治應遵循源頭和過程控制與末端治理相結合的綜合防治原則。 ４?結論與認識 １）該項目實施后，側裝磁性浮子液位計周圍無異味散發，非甲烷總烴、Ｈ２Ｓ、氨排放濃度滿足ＧＢ?１４５５４—１９９３《惡臭污染物排放標準》和ＧＢ?１６２９７—１９９６《大氣污染物綜合排放標準》中二級標準要求。 ２）原敞口側裝磁性浮子液位計廢氣排放濃度超標，通過治理，改善周邊空氣環境質量，改善了崗位員工的工作環境，有利于保護職工健康，消除環境風險，落實了清潔生產。 ３）低溫等離子光氧催化復合裝置廢氣處理技術作為一種新型的氣態污染物的治理技術，是一個集物理學、化學、生物學和環境科學于一體的交叉綜合性電子化學技術，由于能使污染物分子高效分解且處理能耗低等特點，應用范圍廣，基本不受氣溫和污染物成分的影響，對惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用，具有處理效果好，運行費用低廉、無二次污染、運行穩定、操作管理簡便、即開即用等優點，為工業領域揮發性有機廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的技術路線。要求［１］。保護環境質量是關系到企業可持續發展的必要條件，避免對周圍空氣環境造成影響，并消除存在的環保隱患和風險，保護了員工職業健康。 １?概?述 某采油廠明一污水處理站有兩座磁性浮子液位計分別于１９９２年和２００５年建成投產，擔負著衛城、文明寨和古云集三個油田的原油分離水即采油污水和施工污水回收處理任務。 兩座磁性浮子液位計為鋼筋混凝土敞口池，在運行過程中產生一定的揮發氣體，散發出異味，對周圍空氣環境造成一定影響。另外，崗位工人在磁性浮子液位計區域操作和巡檢過程中，與揮發氣體接觸，存在職業健康危害。同時，在該采油廠２０１６—２０２０年度產能建設項目（山東部分）環境影響報告書評審過程中，專家組到現場查看磁性浮子液位計實際運行狀況后，依據環保部《揮發性有機物（ＶＯＣｓ）污染防治技術政策》（公告２０１３年第３１號），要求對明一污水處理站敞口磁性浮子液位計進行密閉改造，控制揮發性有機物及異味排放。 磁性浮子液位計產生的廢氣主要來自采油采出廢水以及作業廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有Ｈ２Ｓ、氨、非甲烷總氫、ＶＯＣｓ等污染物，不僅對周邊環境造成污染，而且對人體有較大的危害。為了保護環境，使廢氣達到排放標準要求［２］，本著運行管理簡單、技術先進可靠、達標排放的原則，并結合實際情況，于２０１７年８月至２０１８年對該敞口磁性浮子液位計進行密閉改造，揮發廢氣進行了回收，廢氣治理效果顯著。 ２?廢氣處理工藝技術 目前，污水處理站處理廢氣及惡臭氣體的處理工藝有活性炭吸附法、等離子體法、噴淋塔凈化法、光氧凈化法、生物法［３］、焚燒法以及化學吸收法等方法。結合我廠生產現場實際及揮發廢氣組分情況，磁性浮子液位計密閉及廢氣回收處理采用：噴淋＋干燥＋低溫等離子＋光氧催化＋風機凈化法技術路線［４］。 ２．１廢氣處理工藝流程 磁性浮子液位計揮發廢氣加蓋密閉后經收集支管進入廢氣總管，在負壓作用下進入噴淋塔（添加堿液）將廢氣中易溶于水的污染物洗滌到水中（主要污染物為ＶＯＣｓ、氨、Ｈ２Ｓ等），而廢氣中不溶于水的物質如：甲苯、丙烯晴、二氯甲烷等氣體，進入等離子、光氧催化裝置，經等離子、光氧催化裝置凈化后的廢氣由風機送排氣筒高空排放。廢氣處理工藝流程見圖１。 ２．２工藝處理單元 ２．２．１噴淋塔 廢氣凈化噴淋塔主要的運作方式是廢氣由風管引入凈化塔，經過填料層，廢氣與吸收液進行中和反應，廢氣經過凈化后，再經除霧板脫水除霧后進入干燥箱。吸收液在塔底經水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環使用。噴淋塔工作原理示意見圖２ 。 ２．２．２等離子光氧復合設備 利用特制的高能高臭氧ＵＶ紫外線光束照射廢氣，裂解工業廢氣如：氨、三甲胺、Ｈ２Ｓ、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物、ＶＯＣ類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構，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，降解轉變成低分子化合物［５］，如ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等。利用高能高臭氧ＵＶ紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡，所以需與氧分子結合，進而產生臭氧。ＵＶ紫外線光束分解廢氣見圖３。 ＵＶ＋Ｏ２→Ｏ－＋Ｏ＊（活性氧）Ｏ＋Ｏ２→Ｏ３（臭氧），對工業廢氣及其他刺激性異味有很好的清除效果。等離子反應區原理及特點：低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態，由高能電子、正負離子、自由基（ＯＨ、Ｈ、Ｏ、Ｏ３等）和中性粒子等組成。 低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發生分解，并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。等離子反應原理見圖４。 等離子反應區是采用高壓發生器產生并形成低溫等離子體，在平均能量大約在５ｅＶ的大量電子作用下，使通過凈化器的廢氣成分苯、甲苯、二甲苯等有機廢氣分子轉化成各種活性粒子，與空氣中的Ｏ２結合生成Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等低分子無害物質，使廢氣得到凈化。 ３?現場應用及治理效果 ３．１現場改造及廢氣回收 磁性浮子液位計密閉改造采用鋼筋混凝土現澆蓋頂，中間預留兩處透光板棚，便于觀察和操作；東側磁性浮子液位計（共兩格）整體增加現澆蓋頂；預留抽氣孔、放水孔并安裝液位計，便于生產。磁性浮子液位計揮發性氣體密閉回收后采用復合低溫等離子光氧催化裝置處理廢氣，再通過煙囪進行排放。廢氣組分檢測值見表１。 ３．２廢氣處理 磁性浮子液位計產生的廢氣主要來自采油采出廢水以及作業廢水、鉆井廢水，廢水中主要含有Ｈ２Ｓ、氨、非甲烷總氫、ＶＯＣｓ等污染物，采用低溫等離子凈化和ＵＶ光氧催化廢氣凈化技術。這種方法主要用于工業廢氣處理，是利用高電壓放電的形式來獲得大量的高能電子，高能電子激勵產生的氧、氮基等活性離子，并且破壞碳氫結構的化學鍵，使得廢氣中的有機化學成分發生置換反應，再利用催化劑在光照作用下分解廢氣的治理技術，最終形成沒有危害的其他化合物。 ３．３處理指標 處理設施各環節污染物濃度監測結果見表２。 由表２可知： １）磁性浮子液位計排放指標達到ＧＢ?１４５５４—１９９３《惡臭污染物排放標準》二級標準和ＧＢ?１６２９７—１９９６《大氣污染物綜合排放標準》中二級標準要求，同時滿足山東省地方標準《揮發性有機物排放標準第７部分：其他行業（二次征求意見稿）》揮發性有機物Ⅱ時段＜６０ｍｇ／ｍ３排放要求。非甲烷總烴處理率為８０．２９％，Ｈ２Ｓ處理率為８３．１３％，氨處理率為８２．８％，廢氣綜合處理效率達到８２．０７％。 ２）治理后ＶＯＣｓ濃度滿足《揮發性有機物（ＶＯＣｓ）污染防治技術政策》（公告２０１３年第３１號），即ＶＯＣｓ污染防治應遵循源頭和過程控制與末端治理相結合的綜合防治原則。 ４?結論與認識 １）該項目實施后，磁性浮子液位計周圍無異味散發，非甲烷總烴、Ｈ２Ｓ、氨排放濃度滿足ＧＢ?１４５５４—１９９３《惡臭污染物排放標準》和ＧＢ?１６２９７—１９９６《大氣污染物綜合排放標準》中二級標準要求。 ２）原敞口磁性浮子液位計廢氣排放濃度超標，通過治理，改善周邊空氣環境質量，改善了崗位員工的工作環境，有利于保護職工健康，消除環境風險，落實了清潔生產。 ３）低溫等離子光氧催化復合裝置廢氣處理技術作為一種新型的氣態污染物的治理技術，是一個集物理學、化學、生物學和環境科學于一體的交叉綜合性電子化學技術，由于能使污染物分子高效分解且處理能耗低等特點，應用范圍廣，基本不受氣溫和污染物成分的影響，對惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用，具有處理效果好，運行費用低廉、無二次污染、運行穩定、操作管理簡便、即開即用等優點，為工業領域揮發性有機廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的技術路線。
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