煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程?；ば袠I(yè)">煤化工行業(yè)主要分布在產(chǎn)煤地區(qū)，傳統(tǒng)煤化工涉及焦炭、電石、合成氨等領(lǐng)域，新型煤化工通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等等。

現(xiàn)在我們主要分享煤制甲醇工段中，甲醇儲(chǔ)罐的VOCs治理。主要包含兩個(gè)部分：

1)儲(chǔ)罐管線及除呼吸閥外的動(dòng)靜密封點(diǎn)，主要包含儲(chǔ)罐附屬靜密封點(diǎn)和與儲(chǔ)罐相連的泵的機(jī)械密封為代表的動(dòng)密封點(diǎn)，這些點(diǎn)位需要建立LDAR體系，控制無(wú)組織的VOCs的過(guò)程排放。該部分工作量小，需要和煤制甲醇的其他工段如低甲洗，甲醇精餾等工段一起實(shí)施，一套裝置密封點(diǎn)大致在幾千點(diǎn)級(jí)別(具體情況具體分析)。

2)第二大塊為本文主講內(nèi)容，重點(diǎn)為如何將甲醇儲(chǔ)罐的大小呼吸及與儲(chǔ)罐連接的裝車系統(tǒng)這兩部分的VOCs管控起來(lái)。水洗+活性炭或等基礎(chǔ)工藝是否可達(dá)標(biāo)，且其一次性投資、運(yùn)行成本相對(duì)如何需要企業(yè)慎重考慮后選擇，另將儲(chǔ)罐排出的甲醇尾氣通入企業(yè)內(nèi)部鍋爐系統(tǒng)其安全性要慎重評(píng)估，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)院在出具圖紙時(shí)更應(yīng)多設(shè)備安全保證措施，并建議與當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)局溝通確認(rèn)。

二、甲醇儲(chǔ)罐及裝車基本情況

需要收集企業(yè)甲醇儲(chǔ)罐的類型、流量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，內(nèi)浮頂?shù)募状純?chǔ)罐(其實(shí)大部分是內(nèi)浮頂)需要面臨罐頂改造，具體規(guī)范可參考《石油化工儲(chǔ)運(yùn)區(qū)VOCs治理項(xiàng)目油氣聯(lián)通工藝實(shí)施方案及安全措施指導(dǎo)意見(jiàn)》(需要全文的可瀏覽本站歷史文章)出具的127號(hào)函里的技術(shù)要求，排放標(biāo)準(zhǔn)可參考GB31571或當(dāng)?shù)氐貥?biāo)。此步驟確定好冷凝回收設(shè)備處理量及蒸汽平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

三、冷凝回收管路及蒸汽平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

甲醇罐區(qū)VOCs治理主要針對(duì)油品儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)按相關(guān)規(guī)范或規(guī)定需要治理的儲(chǔ)罐無(wú)組織排放的罐頂油氣進(jìn)行集中收集并治理。實(shí)施方法是在儲(chǔ)罐罐頂安裝密閉氣相管路，將呼出排放的甲醇?xì)鈪R集，輸送到按照排放流量設(shè)計(jì)制造的甲醇?xì)饫淠厥仗幚碓O(shè)備，回收處理排放的甲醇?xì)?，處理設(shè)備尾氣達(dá)標(biāo)排放，排放限值為甲醇?xì)?lt;50mg/Nm3;非甲烷總烴排放濃度<100mg/Nm3。處理效率可大于97%。

對(duì)于裝車時(shí)油罐車排放的甲醇?xì)猓瑒t按照127號(hào)函并參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見(jiàn)稿)對(duì)裝車操作過(guò)程的VOCs排放，采用“蒸氣平衡系統(tǒng)”的規(guī)定，“在裝載設(shè)施與儲(chǔ)罐之間設(shè)置的氣相連通系統(tǒng)，該系統(tǒng)收集裝載作業(yè)產(chǎn)生的蒸氣返回至發(fā)料儲(chǔ)罐或與發(fā)料儲(chǔ)罐蒸氣空間連通的其它儲(chǔ)罐，實(shí)現(xiàn)與出料體積的平衡?！钡姆椒?。

四、甲醇冷凝溫度計(jì)算確認(rèn)

 甲醇的相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)整理如下：

根據(jù)安托因方程，核算不同冷凝溫度下的甲醇飽和蒸汽濃度，確定冷凝重點(diǎn)溫度。

根據(jù)計(jì)算，溫度可選-70℃至-80℃之間，推薦后者，此時(shí)飽和蒸汽濃度為35mg。

五、冷凝回收工藝流程圖

根據(jù)計(jì)算得出甲醇蒸氣在不同溫度條件下飽和蒸氣壓及濃度表，甲醇蒸氣在-80℃時(shí)的殘留濃度為35mg/m3。因此本項(xiàng)目冷凝單元設(shè)置為3℃、-35℃、-80℃三段冷凝溫度，基本流程見(jiàn)下圖：

冷凝單元設(shè)置分段冷凝的換熱器，由前置級(jí)、第1級(jí)淺冷級(jí)、第2級(jí)中冷級(jí)和第3級(jí)深冷級(jí)組成。前置級(jí)將第3級(jí)深冷級(jí)冷凝后的余氣冷量與進(jìn)入油氣回收處理裝置的常溫油氣進(jìn)行熱量交換，使油氣降低5～10℃左右。第1級(jí)淺冷級(jí)，將油氣溫度從環(huán)境溫度降至3℃左右，第2級(jí)中冷級(jí)，從3℃左右降到-35℃，第3級(jí)深冷級(jí)，從-35℃降溫至-80℃，使97%的甲醇得到冷凝液化。后經(jīng)富集吸附單元(略)，即使工況波動(dòng)可完全保證達(dá)標(biāo)排放。技術(shù)指標(biāo)及配置需依照具體項(xiàng)目具體確定。

六、控制系統(tǒng)流程描述

1)甲醇儲(chǔ)罐進(jìn)料時(shí)排放的甲醇?xì)?，?jīng)過(guò)接管呼吸閥呼出方向的管路，當(dāng)管路上壓力變送器感應(yīng)到100Pa，自動(dòng)開(kāi)啟密閉氣相管路排氣方向的閥門，儲(chǔ)罐排放甲醇?xì)廨斔偷交厥赵O(shè)備，冷凝回收處理;

2)油罐車裝車排放甲醇?xì)獾恼魵馄胶庀到y(tǒng)，當(dāng)油罐車灌裝甲醇時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)甲醇經(jīng)過(guò)裝車泵抽吸，輸送往裝車鶴管，儲(chǔ)罐內(nèi)液位降低，儲(chǔ)罐空間壓力出現(xiàn)負(fù)壓值，當(dāng)管路上壓力變送器感應(yīng)到-100Pa壓力，自動(dòng)開(kāi)啟密閉氣相管路吸氣方向的閥門，油罐車排出的甲醇?xì)庋匚鼩夤苈匪突貎?chǔ)罐，實(shí)現(xiàn)蒸氣平衡，同時(shí)做到零排放;

3)甲醇?xì)饣厥赵O(shè)備冷凝單元的運(yùn)行流程：從密閉氣相管路輸出的甲醇?xì)?，傳輸回收處理設(shè)備前端，壓差感應(yīng)器感應(yīng)到管路壓力100pa時(shí)，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，甲醇?xì)庖来芜M(jìn)入冷凝單元一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)凝結(jié)器，分段冷凝液化，余氣達(dá)標(biāo)進(jìn)入富集(吸附)單元;

4)甲醇?xì)饣厥赵O(shè)備富集單元的運(yùn)行流程：儲(chǔ)罐系統(tǒng)靜止排放的甲醇?xì)?，是隨氣溫升高。罐內(nèi)液態(tài)氣體體積膨脹所排放的甲醇?xì)?，此時(shí)回收設(shè)備不在運(yùn)行狀態(tài)，甲醇?xì)饨?jīng)過(guò)冷凝單元通道，直接進(jìn)入富集單元的吸附床，甲醇組分被吸附劑吸附，空氣達(dá)標(biāo);

5)回收裝置整體能耗低、絕大多數(shù)為電耗，因煤化工甲醇儲(chǔ)罐較小，處理量小電耗少，相對(duì)于水洗+活性炭等傳統(tǒng)工藝一次投資及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)更有優(yōu)勢(shì)，并有安全保證。