Els compostos orgànics volàtils (COV) no només provoquen la contaminació fotoquímica i la contaminació PM2.5, sinó que també reaccionen amb òxids de nitrogen, òxids de sofre, etc. per formar contaminació secundària. Les tecnologies de tractament VOCS es divideixen en el control de la font, el control de processos i el tractament de final de canonada. El control de la font és prendre mesures per inhibir la volatilització del medi i reduir la quantitat de COV generats; El control de processos és reduir els punts de fuita de COV mitjançant la detecció i reparació de la tecnologia de la detecció de fuites;
El tractament final consisteix a aconseguir l’emissió estàndard mitjançant el tractament tancat de les instal·lacions de recuperació i tractament de COVS.
En els darrers anys, amb l’atrenyiment gradual de les polítiques nacionals de protecció ambiental, s’han presentat requisits més elevats per al tractament amb VOCS als dipòsits d’emmagatzematge d’oli.
Els COV en dipòsits d’emmagatzematge d’oli provenen principalment de respiració gran i petita de dipòsits d’emmagatzematge i de càrrega i descàrrega d’oli. Sota la premissa de complir els requisits de les especificacions, es poden utilitzar mesures com ara plaques flotants de líquids complets, segells d’alta eficiència i vàlvules de respiració de baix nivell . Tot i això, els COV generats durant el procés de càrrega i descàrrega d’oli només es poden recuperar o tractar mitjançant un tractament de final de canonada per complir els requisits dels indicadors d’emissions. Mitjançant la investigació sobre tecnologia de tractament terminal, hi ha moltes rutes de procés per a la tecnologia de recuperació de petroli i gas, tecnologia de tractament de petroli i gas i combinades amb les característiques de les condicions d’emissió de COV en dipòsits d’emmagatzematge de petroli, tecnologia criogènica de nitrogen líquid i condensació mecànica + tecnologia d’adsorció es seleccionen com a processos de tractament VOCS per a dipòsits d’emmagatzematge d’oli. Els efectes del tractament amb VOC es comparen a la pràctica i es verifica la viabilitat de la tecnologia.
1 tecnologia de recuperació de petroli i gas
Les tecnologies comunes de recuperació de petroli i gas inclouen condensació, adsorció, absorció, separació de membranes, etc. Les seves característiques comunes es basen en mètodes físics per separar els COV de l’aire per aconseguir el propòsit de reduir la concentració de COV a l’aire.
El principi bàsic del mètode de condensació és reduir la temperatura del petroli i el gas fins a sota de la temperatura del punt de rosada, de manera que la pressió de vapor d'alguns hidrocarburs del petroli i el gas a diferents temperatures arriba a un estat supersaturat, condensant així el punt elevat Components en la tecnologia de recuperació de petroli i gas precipitat líquid. Segons els diferents principis de condensació, es divideix en condensació mecànica i refrigeració profunda de nitrogen líquid, adequat per a la recuperació de COV d’alta concentració i VOC d’un sol component amb valor de recuperació. El principi bàsic del mètode d’adsorció és separar el petroli i el gas de l’aire basats en les diferents forces d’adsorció de l’adsorbent en hidrocarburs i aire, adequats per a la recuperació de VOCs mitjans i de baixa concentració. El principi bàsic del mètode d’absorció és dissoldre hidrocarburs en el líquid d’absorció segons la diferent solubilitat de diferents components en el petroli i el gas en absorbent per aconseguir la separació de l’aire. Els hidrocarburs del petroli i el gas poden ser absorbits per la gasolina component lleugera, gasolina a baixa temperatura, querosè, dièsel lleuger, solució freda d’etilen glicol i dissolvents orgànics especials. El principi bàsic del mètode de separació de membrana es basa en el principi de dissolució i difusió. Com que la membrana té permeabilitat selectiva al petroli i al gas, la velocitat de permeació de cada component quan passa per la membrana és diferent. El component d’hidrocarburs impregna al costat del buit i l’aire és retingut per la membrana del costat de la pressió. Les característiques de les tecnologies de recuperació de petroli i gas anteriors són les següents:
1) En el mètode de condensació, la condensació mecànica utilitza un compressor per refredar el refrigerant, que normalment es pot condensar al grau -75. El refredament profund del nitrogen líquid utilitza la vaporització del nitrogen líquid per refredar directament el petroli i el gas, que normalment es poden condensar fins a -110 grau. A causa de la diferent composició dels components d'hidrocarburs en el petroli i el gas, se sol establir tres etapes de condensació. L’etapa pre-refredament ({2-5 grau) és condensar l’aigua i els components pesats del petroli i el gas, l’etapa de refrigeració poc profunda ({{-50 grau a -30 grau) és condensar el Components lleugers com C4 i C5 en el petroli i el gas, i l’etapa de refrigeració profunda (a sota -80 grau) és condensar els components de llum com C3 en el petroli i el gas. Segons les diferents pressions de vapor saturades, com més baixa sigui la temperatura, més gran és l’eficiència de recuperació del petroli i el gas, però limitat per l’efecte de refrigeració, la tecnologia de refrigeració de nitrogen de nitrogen líquid pot assolir el grau -110, que ja és una solució relativament ideal En la tecnologia convencional actual. En el mètode de condensació té el problema de la volatilització secundària dels components d’hidrocarburs després de la condensació, cal processar els components després de la condensació.
2) El mètode d’adsorció és adsorbir vocs mitjançant adsorbents, però l’adsorbent arribarà a la saturació després d’haver estat acostumat fins a cert punt, donant lloc a una disminució significativa de l’efecte d’adsorció de l’adsorbent. Per tal de regenerar l’adsorbent, es requereix un tractament amb desorció, però els components d’hidrocarburs desorbits tornaran a introduir el sistema d’adsorció i no es poden eliminar completament. En aquest moment, és necessari cooperar amb el mètode d’absorció per al tractament, de manera que el petroli i el gas d’alta concentració analitzats pel buit passen per la torre d’absorció. Després del contacte contracorrent, el líquid d’absorció s’absorbeix el petroli d’alta concentració i els components de gas que no s’absorbeixen el sistema de gas d’escapament per a l’adsorció, evitant la penetració de l’adsorbent a causa de l’adsorció cíclica, cosa que fa la adsorbent ineficaç.
3) El mètode d’absorció es divideix en temperatura normal i l’absorció normal de pressió i la temperatura normal i l’absorció de baixa pressió segons diferents processos. Segons el principi de Like Dissolve com, els hidrocarburs en el petroli i el gas poden ser absorbits per la gasolina component lleugera, la gasolina a baixa temperatura, el querosè, el petroli dièsel lleuger, la solució freda d’etilè glicol i dissolvents orgànics especials. Els avantatges són el procés senzill, el baix cost de la inversió i el baix risc de seguretat, però també hi ha desavantatges de la baixa eficiència de recuperació, per la qual cosa sovint és necessari utilitzar altres processos per al tractament. Per als dipòsits d’emmagatzematge d’oli, la font i el tractament dels absorbents es converteixen en un problema clau que restringeix l’aplicació a llarg termini d’aquesta tecnologia.
4) Les propietats químiques i l'estructura de la membrana en el mètode de separació de la membrana tenen una influència decisiva en el rendiment de la separació. El material de separació de membranes hauria de tenir una gran permeabilitat, alta resistència mecànica, estabilitat química i un bon rendiment de processament en formació de pel·lícules. La clau per a l’aplicació de la separació de membranes és la vida útil de la membrana. Les condicions d’ús de la membrana són relativament dures. Les impureses en el gas bloquejaran la membrana, donant lloc a una vida de servei de membrana escurçada.
2 Tecnologia de tractament de petroli i gas
La tecnologia de tractament de petroli i gas utilitza habitualment el mètode de combustió (també conegut com a mètode d’oxidació tèrmica), que és un mètode de tractament de petroli i gas mitjançant la naturalesa inflamable dels COV. Els COV es descomponen per generar CO2 i H2O després de la combustió. Segons diferents processos de combustió, es divideixen en combustió directa (a), combustió regenerativa (RTO) i combustió catalítica (CO). La seva característica comuna és que es basen en mètodes químics. Els COV reaccionen en condicions d’alta temperatura per generar CO2 i H2O, aconseguint el propòsit de reduir la concentració de COV a l’aire.
La combustió directa és ruixar directament gas, aire i combustible auxiliar al forn sense dispositiu de recuperació de calor. La temperatura de combustió és d’uns 1100 graus, adequat per al tractament de gasos de VOCs d’alta concentració i de gran valor calorífic. La combustió d’emmagatzematge tèrmic absorbeix i emmagatzema la calor del gas tractat a través d’un llit de ceràmica d’emmagatzematge tèrmic o de material inert d’alta densitat i allibera la calor al gas d’escapament a baixa temperatura a l’entrada. El gas d’escapament VOCS s’escalfa fins a 760 ~ 870 graus i els COV es cremen i es descomponen; El gas a alta temperatura generat passa pel cos d’emmagatzematge tèrmic ceràmic per augmentar la seva temperatura i acumular energia, que s’utilitza per escalfar els gasos d’escapament de COV posteriors, reduint així el consum d’energia de la calefacció de gasos d’escapament. La temperatura de combustió és de 760 ~ 870 graus, que és adequada per tractar el medi i el gas d’escapament del COV de baixa concentració. La combustió catalítica és una reacció catalítica en fase sòlida de gas. El catalitzador s’utilitza per reduir l’energia d’activació de la reacció i reduir significativament la temperatura de reacció. En l’etapa d’adsorció, les molècules de VOCs s’absorbeixen a la superfície del catalitzador per a l’enriquiment, augmentant així la concentració de reactants; En l’etapa d’oxidació, el catalitzador redueix l’energia d’activació de la reacció i augmenta la velocitat de reacció. La temperatura de combustió és al voltant de 300-500 grau, que és adequat per tractar gasos de residus de baixa concentració.
