ABS车间在产品生产过程中，特别是在凝聚反应过程中会产生含有非甲烷烃、丙烯腈、苯乙烯及其他挥发性有机物（VOCs）的高浓度冷凝尾气。这些冷凝尾气对人身和环境都将造成巨大伤害，通过装置改造，中国石油大庆石化分公司化工三厂有效去除和降解冷凝尾气中的有害物质，实现达标排放。

中国石油大庆石化分公司化工三厂（以下简称“大庆石化三厂”）ABS车间在产品生产过程中，特别是在凝聚反应过程中会产生含有非甲烷烃、丙烯腈、苯乙烯及其他挥发性有机物（VOCs）的高浓度冷凝尾气。这些有毒、有害的气体受大气压降低或季风等因素的影响，特别是在无风且气压低时，会积聚在厂区内部，对环境和员工健康造成严重危害。

为此，大庆石化三厂委托大庆石化公司环保监测站对ABS车间冷凝尾气进行有毒、有害气体浓度监测。结果显示，与大气污染综合排放标准（GB16297-1996）相比，大庆石化三厂非甲烷总烃最低超标17.43倍，最高超标145倍；丙烯腈最低超标41.8倍，最高超标154.5倍。为解决此问题，并排除重大安全隐患，对ABS车间冷凝尾气中的有毒、有害气体进行处理势在必行。

针对此治理项目的特点，北京帝力伟业科技开发有限公司（以下简称“帝力伟业”）开发了一套用于ABS车间冷凝尾气治理的工业化装置。在此装置中，帝力伟业选用喷淋降温、增强型化学氧化和生物过滤等技术作为ABS车间冷凝尾气处理组合工艺技术。此工艺投资适中，运行费用低，处理弹性大，操作简单。

试验阶段

为了确保获得理想的效果，项目首先进行了小型试验，研究内容包括：

确认组合工艺的可靠性、不同气体在各工艺段的去除率和理想的填料；

高效工程菌的驯化、筛选和鉴定；

研究停运对净化性能的影响，并进行现场试验考核去除效果。

ABS车间冷凝尾气中的有毒、有害气体主要是丙烯腈、非甲烷总烃和苯乙烯，而非甲烷总烃通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物（以C2~C8为主），成分复杂，所以本项目进行的小型试验以炼油厂污水站采集的浮油池表面浮油、丙烯腈和苯乙烯为主要研究对象。

小型试验的结果表明：帝力伟业开发的用于ABS车间冷凝尾气治理的工业化装置具有一定的抗高温能力和间接性工作能力，且经过喷淋降温单元、增强化学氧化单元和深度氧化单元的处理，冷凝尾气中污染物的平均去除率都可达90%以上，工艺方案可行，可进行工业化装置工艺流程。

工业化装置的开发

凭借在废气治理行业积累的经验及小型试验的基础，帝力伟业提出了大庆石化三厂ABS车间冷凝尾气治理的工艺方案，并确定了一套针对此有毒、有害气体治理的成套工艺技术包。

装置规模

在尾气治理前，大庆石化三厂ABS 车间采用一台风机集中收集尾气，然后直接高空排放，排放量为2400m3/h。本治理项目所用工业化装置计划的运行效率为2500m3/h，年运行8000h，需处理的废气量按工厂现行风机量计算，车间内部收集不变，现有的排气筒出口转换为本废气治理项目的接口。

工艺路线

此废气处理项目所用工艺主要分为三部分，分别是收集系统、废气处理系统和排放系统。其中，收集系统的进口与工厂原有的排气口相接，出口与废气处理系统相连。废气通过管道汇集到废气处理系统中，首先经过喷淋降温塔，然后再依次进入增强型化学氧化塔和深度氧化塔，最后由排气筒排入大气，具体流程如图1所示。

废气处理系统的主要设备及构筑物包括：喷淋降温塔和循环水池、油气分离器、增强型化学氧化塔、循环水箱与加药系统、深度氧化塔与循环水箱、二级高效生物净化塔及三级高效生物净化塔。排放系统主要包括离心风机和高空排放塔。

主要设备与选材

根据上述工艺路线，本废气处理项目共设一台喷淋降温预处理塔（含循环水箱）、一套增强型化学氧化系统、一台高效深度氧化器、两台离心风机和1座高空排气筒等设备。

喷淋降温塔：配有一个循环水箱，两台循环泵，一用一备。此装置（如图2所示）是有毒气体处理系统的预处理单元，根据试验结果，本方案提出在系统第1级采用喷淋降温预处理塔，塔身直径800mm，高度4000mm，上部顶端为半球封头，下部为敞口并安装法兰，装置位于钢筋混凝土循环水池上，与循环水箱贯通。塔内装载有机填料、喷淋装置。

由于工艺介质具有很强的腐蚀性，且和塔壁直接接触，因此在选择塔体材料时优先选择防腐性能出色的玻璃钢材质。

增强型化学氧化塔：增强型化学氧化塔（如图3所示）首先利用能吸收污染物的氢氧化钠和次氯酸钠的混合水溶液完成气体中污染物的去除，然后通过ORDORGARDTM反应器（采用固定床氧化镍催化剂）将溶液中的污染物氧化。在此阶段，有机物类的氧化将遵循两种不同的途径：一个是完全氧化，一个是部分氧化。

深度氧化段：深度氧化段采用生物过滤技术。生物过滤器被分为一级、二级和三级高效生物净化单元（材质为耐腐蚀的玻璃钢），是有毒气体处理系统的主要生物处理阶段。在使用过程中，需要向高效生物净化器内定期喷淋，以保证净化塔内部微生物繁殖的条件，另外，还要控制调整填料上的生物量使老化的生物膜脱落，在喷淋池内短暂停留后，使用喷淋水泵定期向高效生物净化器内喷水。

当有毒气体通过生物器时，会与其中的生物滤料接触，被吸收和氧化，使处理后气体达到国家有毒污染物排放标准。喷淋水的冲刷作用会使老化的生物膜脱落，并随生物器的排水流出，进入排污水池。生产车间内其他设备排出的污水均流入排污水池内，最后排入厂区污水管网被送到污水厂进行处理。本项目设3个喷淋水箱（耐腐蚀玻璃钢材）。喷淋水使用污水处理厂的排放水，能在减少清水消耗的同时，向高效生物净化塔的填料上提供一定的N、P营养源，以利于生物菌的存活。污水处理厂排放水的COD在80~100mg/L之间。

本项目所用深度氧化装置的壳体为全封闭结构，材料为玻璃钢，耐脂肪酸腐蚀，此结构不会因填充材质的压力、密度等原因发生尾气的偏流，且能保证塔体有足够的强度和刚度，从而确保主体设备的使用寿命大于10年。壳体设有尾气排放管道的接口、检修口及其他必要的孔。

喷淋装置由管道、喷嘴、循环泵和循环水箱等构成，进入壳体内部的部分和各阀门的主要部位用耐腐蚀的材质。而且，洒水喷嘴在设置时，考虑均匀洒水问题，采用不易堵塞、维护管理方便的喷嘴。

在储水槽内设置自动补水、溢水水封装置及放空、排污装置。

进出风口处分别设有进气采样口和净化后排出气体采样口，方便取样和相关检测。

用离心风机负压集气：离心式风机（性能参数见表1）是提供工艺介质传输的动力，由于ABS车间所排放的气体湿度较大，且具有一定的腐蚀性，故采用耐腐蚀的玻璃钢风机。风机底部设有排水口，由于工作环境中会有易燃易爆气体，因此配用的电动机必须是防爆电动机，防爆等级不低于dⅡBT4。

离心泵主要用于输送喷淋循环水。在本项目所用有系统共有7台离心泵。由于喷淋水是循环使用，具有一定的腐蚀性，因此水泵的材质采用聚四氟乙烯，水泵也要采用防爆型电机，防爆等级不低于dⅡBT4。

高空排放塔（耐腐蚀玻璃钢材质）：处理后的气体通过高空排放塔排入大气。

自动控制

本项目控制系统采用可编程控制器（PLC）。此PLC功能齐全、具有完善的控制能力、丰富的窗口功能和高速的局部网通信能力。它采用Windows操作系统，可实现资源共享、信息集中管理和管控一体化。另外，此PLC还采用了冗余技术和故障自诊断技术，可靠性高、组合灵活，是一个扩展方便的控制系统。

负责现场工艺参数检测的传感器、变送器和用于温度、pH值及液位测量的仪表均由可编程控制器进行集中监视、控制。

在仪表选型方面，主体仪表为电子式或智能式仪表，在线分析仪采用连续测量分析仪并，配有应配带采样系统。

装置的主要建筑物和构筑物

工程建设完成1间设备间（见表3）及收集管道及支撑。这部分设计由辽宁省石油化工规划设计院完成。

收集管道敷设方式采用架空、顺墙敷设，并利用现有的高空管廊敷设（如图5所示）。在管道两处高程转折点设有排水管（如图6所示）。室外部分的管道需要做保温处理，保温材料采用50mm岩棉毡，外包0.5mm镀锌铁皮，管道支架采用钢制落地支架。管道收集系统采用有机缠绕玻璃钢管道。

结语

以工艺包为依据，结合实际生产情况，本项目建设完成了一套工业化试验装置。经过一段时间的稳定运行后，大庆石化公司于2014年1月8~10日对装置进行标定，结果显示工业装置对丙烯腈、非甲烷总烃、苯乙烯处理后的出口浓度均在《大气污染综合排放标准》（GB16297-1996）内规定的标准范围内。标定期间，所有排放气体监测数据符合计划任务书规定的经济技术考核指标要求，装置运行稳定，公用工程消耗满足设计要求。