鄭承煜:煤化工VOCs的來源、危害及國家相關政策

北極星VOCs在線訊:導語:10月12日至14日第四屆全國煤炭深加工及焦化產業綠色發展交流會期間，「煤炭深加工&現代煤化工」微信針對制約當前煤化工發展的環保難點熱點問題，採訪了中國煤炭加工利用協會煤化工環保技術委員會專家、中國煤化工VOCs治理技術組組長、上海大氣汙染研究所所長鄭承煜先生。

記者：鄭所長請您介紹一下煤化工VOCs的主要來源及危害。

煤化工過程中產生的廢氣主要來源於煤制焦和煤制氣這兩個過程。煤制焦廢氣主要來自於對於煤炭的裝煤、煉焦、化產回收過程，在裝煤的階段，煤炭原料在高溫下與大氣直接接觸，會產生大量的煙塵、多種對人體有害的有機多環芳香烴類氣體；在煉焦的階段，廢氣主要來自於煤炭原料在化學轉變過程和未完全碳化煤炭中產生的揮發性氣體，這些主要包括飛灰、焦油氣和化學轉化過程中煤炭與大氣接觸產生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等氣體，除此之外，還有部分苯類物質、氰類化合物等。煤制氣過程產生的廢氣主要來自於煤氣淨化過程中的尾氣、氨和硫、酚類物質回收塔排放出的廢氣，這些廢氣主要為一些碳氧化物、硫氧化物等氣體，除此之外還含有鉛、砷等有害物質，對環境及人類健康的危害較大。

絕大多數VOCs對人體健康和環境危害較大，其危害主要有三個方面:

①刺激嗅覺器官引起人們的不愉快或厭惡，損害人體健康；

②對金屬材料、設備和管道有一定的腐蝕性；

③對大氣環境造成汙染。

記者：接下來想請您介紹一下我國有關VOCs治理的法律法規及要求。

由於VOCs的危害，國家出臺了一系列法規，環保部印發的《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》對VOCs的排放作出了嚴格控制。煤化工行業是揮發性有機物排放重戶，但是企業對其認識及治理起步較晚，且排放的組分較複雜。

《環境保護法》第四十三條規定，排放汙染物的企業事業單位和其他生產經營者，應當按照國家有關規定繳納排汙費。排汙費應當全部專項用於環境汙染防治，任何單位和個人不得截留、擠佔或者挪作他用。依照法律規定徵收環境保護稅的，不再徵收排汙費。

作為我國第一部推進生態文明建設的單行稅法，《環境保護稅法》將於2018年1月1日起施行，這也意味著我國施行了近40年的排汙收費制度將退出歷史舞臺。《環境保護稅法》根據現行排汙收費項目，設置環保稅的稅目；以現行排汙費收費標準為基礎，設置環境保護稅的稅額標準，大氣汙染物稅額為每汙染當量1.2元。對《環保稅法》所附《環保稅稅目稅額表》和《應稅汙染物和當量值表》中規定的汙染物徵稅；對每一排放口的前3項大氣汙染物徵稅；同時法律規定，各省份根據本地區汙染物減排的特殊需要，可以增加應稅汙染物項目數。

記者：請您簡單介紹一下，目前我國煤制氣行業有關VOCs的治理情況。

目前我國煤制天然氣行業多採用固定床碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗酸性氣淨化、甲烷合成生成天然氣工藝。根據工藝流程特點，VOCs主要排放點有四處分別為：低溫甲醇洗酸性氣淨化後排放尾氣、煤氣水常壓儲罐呼吸廢氣、汙水處理裝置散發的惡臭氣體和罐區儲罐呼吸廢氣。

低溫甲醇洗排放的廢氣（由三股氣混合）量為2×192000m3/h，VOCs濃度大約7000mg/m3，總硫濃度6.2mg/m3。由於選用的氣化工藝為魯奇爐固定床氣化工藝，VOCs不是單一組分，含有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、甲醇等物質，很難回收，如果想達到能再利用的純度，在經濟上幾乎無法承受，因此只能採用破壞方法，即將VOCs轉化為無害物質後再排入大氣。而且廢氣流量大，濃度低，不易採用直接燃燒法。RTO和RCO的投資費用大致相當，由於RCO的燃燒溫度要低於RTO，故RCO操作費用要省，但由於此股廢氣

中含有硫會導致催化劑中毒失活而不能再生，因此選用RTO較宜。通過蓄熱式氧化，有機廢氣去除率可以達到98%以上，滿足環保要求，而且熱效率能達到95%以上，高的熱回收率使補充燃料的使用量顯著減少，從而節約運行費用。RTO裝置目前常用的是閥門切換式，一般由氧化室、多個蓄熱室組成，通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的，因此操作彈性較大，能在較大範圍內適應廢氣流量和濃度的波動。應注意的是，選用燃燒處理技術，燃燒反應後排出的SO2可能會導致硫超標，廢氣的燃燒過程可能會伴隨有NOx的生成造成二次汙染。為避免此種情況發生，可以考慮廢氣處理技術的結合。在氣體進燃燒裝置之前，先用吸附或者是吸收法對廢氣進行預處理，可採用「吸附濃縮+燃燒」工藝或「鹼洗吸收+燃燒」工藝。CO2是溫室氣體，大量排放會加重環境負擔，而且未來如果徵收碳稅，將為煤化工企業帶來一定的經濟負擔。經過燃燒處理後排出的廢氣主要含有CO2和N2，經過初步分離後CO2純度較高，結合企業自身及當地特點，便於作進一步的處理應用。CO2加氫合成制甲醇反應各國研究者正在重點攻關催化劑的研究；碳捕捉與封存技術的「二氧化碳驅採水」技術也在積極嘗試，對處於西北缺水比較嚴重地區的煤化工來說此項技術擁有巨大潛能。由於蓄熱式燃燒裝置投資費用相對較高，為避免投資損失，建議項目人員在初期可研、設計時，要對工藝數據進行嚴格核算，在確保滿足環保標準的前提下，節省投資。例如，經測算燃燒處理後的廢氣硫含量不超標，且通過控制燃燒條件將NOx的生成控制在規定限值之內，則可以省去預處理裝置，單獨選用RTO或RCO裝置。需注意的另一問題是廢氣在進蓄熱爐前需補充足夠的空氣，因此空氣過量係數的選取很重要，既要防止達到混合氣體爆炸極限範圍內造成安全隱患，又要避免過多的空氣量造成投資增加帶來經濟上的損失。

煤氣水儲罐呼吸廢氣主要是儲罐呼吸閥排出的無組織廢氣，以硫化氫和氨為主，VOCs

濃度大約為900mg/m3，由於受到環境溫度等的影響，流量和濃度波動較大。此股氣體不具回收價值，可以考慮採用RTO直接燃燒處理。在壓降滿足的前提下，可以將此股氣體通過管道輸送到低溫甲醇洗RTO裝置進行處理，節省設備的投資。

汙水處理裝置廢氣，一類廢氣是在預處理單元的調節池、勻質罐、隔油池、酸化水解池等裝置的散發氣體，氣量和濃度波動範圍較大，VOCs含量較高；另一類是曝氣池、汙泥脫水間的氣體，惡臭氣味明顯，主要以硫化物、揮發酚收率大於95%，大大降低熱法結晶規模。

還有就是罐區儲罐呼吸廢氣。

鄭承煜，男，上海安居樂環保科技股份有限公司董事長;國家環保部環評中心特邀VOCs治理技術授課專家;國家環保部G20峰會大氣汙染治理特邀專家;中組部、中國科協"國家引才目錄"資源環境生態組專家;"千人計劃"PM2.5特別防治專家組成員;中國石化行業VOCs治理技術專業組組長;中國煤化工VOCs治理技術中心主任、教授;中國環境科學學會常務理事;被評價為"中國石化行業大氣汙染治理技術領軍人物";國家RTO標準制定參與者。

鄭承煜在國內外研究從事VOCs治理技術多年，著有數十篇VOCs治理論文和專利。歸國後承擔過2008北京奧運賽艇噴漆、奧運場館空氣淨化、國防科工大、上海大飛機、海軍潛艇、西昌衛星發射等多個國家重點建設項目和課題研究，多個項目實現了科技成果轉化。大力引進、推廣國內外環保先進技術，獨自研發出GRTO蓄熱式焚燒爐、生物滴濾+多元多相光催化氧化技術。其中，生物滴濾+多元多相光催化氧化技術入選美國國際開發署、世界銀行和亞行發起的亞洲空氣清潔中心VOCs治理技術培訓教材。其首創的生物滴濾塔+光催化氧化+特種材質吸附脫附作為國內首個運用在煤化工汙水除臭上獲得好評。其研發的GRTO等技術成功運用在五百強西門子、三星、富士康、中石化、中海油、立邦、歐姆龍、安川、日東、華潤、華為、雀巢、比亞迪、五糧液、好麗友、上好佳、蒂森克虜伯等多個世界著名企業的大型VOCs治理項目上。

鄭承煜先生多次受邀在中石化SEG、長城能化、中石油、中海油、中國天辰院、五環院、東華院等多個國內著名設計單位進行VOCs治療技術專題授課。

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