公司甲醇罐區廢氣屬於量小、高濃度的廢氣，通過對多種VOCs治理技術的比較，結合罐區廢氣的特點，確定采用“冷凝回收+活性炭吸附+蒸汽脫附再生”組合工藝治理甲醇罐區廢氣。

廢氣處理裝置工藝流程為，各儲罐排出的廢氣經收集係統收集後，由風機送入廢氣處理裝置，廢氣經冷凝係統(三級冷凝)後大部分液相被冷凝下來，冷凝液由冷凝液泵送入甲醇罐區重組分槽予以回收;冷凝係統氣相經管道送入吸附再生係統，由活性炭吸附剩餘有機物之後經放空管達標排放。廢氣處理裝置各係統的工藝方案設計如下。

4.1廢氣處理裝置負荷的確定

     4.1.1甲醇罐區更大廢氣量的核算

甲醇罐區廢氣主要源自各儲罐運行過程中維持壓力平衡呼出的氣體。據石化儲運係統罐區設計的有關規定，儲罐的呼出量包含:液體進罐時罐內呼出的氣體量和因環境溫升罐內氣體膨脹呼出的氣體量，即甲醇罐區更大廢氣量主要指這兩種情況下的呼出氣量。

目前甲醇罐區內1#、3#甲醇儲罐甲醇更大進液量均為32t/h，折合25.34m3/h;由於甲醇的閃點低於45℃，2台甲醇儲罐液體進罐時的氣體呼出量分別為更大進液量的2.14倍［據《石油化工儲運係統罐區設計規範》(SH/T3007—2014)關於儲罐附件選用的有關規定］，即54.23m3/h。甲醇罐區內3#DMF儲罐的DMF進液量為11.3t/h，折合10.72m3/h;由於DMF的閃點高於45℃，3#DMF儲罐液體進罐時的氣體呼出量為更大進液量的1.07倍(據SH/T3007—2014關於儲罐附件選用的有關規定)，即11.47m3/h。

1#甲醇儲罐容積為1000m3、3#甲醇儲罐容積為200m3、3#DMF儲罐容積為10000m3，由儲罐容積據表2確定1#甲醇儲罐、3#甲醇儲罐、3#DMF儲罐因環境溫升罐內氣體膨脹呼出的氣體量分別為169m3/h、33.8m3/h、726m3/h。表2不同容量下儲罐因溫度變化呼出(吸入)氣體量

綜上，甲醇罐區廢氣更大量為

54.23×2+11.47+169+33.8+726=1048.73m3/h，以此確定甲醇罐區廢氣處理裝置冷凝係統和吸附係統的處理規模。

4.1.2廢氣治理風機入口管徑的核算

據管道設計規範，一般低壓氣體流速(v)為8～15m/s，取v=12m/s，由於風機入口一直補充氮氣以確保風機入口壓力穩定，管道及管件導致的壓降不考慮，甲醇罐區更大廢氣量(qv)為1048.73m3/h，據流量計算公式qv=vS計算得風機入口管道口徑D=2Ｒ=175mm，圓整後風機入口總管規格為DN200(外徑為219mm)。

4.2廢氣收集係統

為避免各儲罐之間竄氣，同時增加各單元的安全性，各儲罐罐頂呼吸閥與儲罐相連的部分增加三通引出儲罐呼出氣體，同時在各引出的支路上加裝控製閥和單向閥，單向閥打開壓力低於儲罐呼吸閥呼出氣體壓力，當大、小呼吸閥產生廢氣時，儲罐氣體優先從支路的單向閥通過進入主管路，主管路上安裝有壓力傳感器，壓力傳感器感應到管路壓力達到設定值時，係統風機開啟(間斷運行)，儲罐內排出的廢氣進入廢氣處理裝置進行處理。

4.3廢氣冷凝係統

經由變頻風機送入廢氣處理裝置的廢氣，首先進入回熱交換器與冷凝處理後的氣體(低溫貧廢氣)進行回熱交換，然後進入冷凝係統進行多級冷凝———預冷、中冷和深冷3個單元。預冷單元操作溫度為3～10℃，廢氣中的絕大部分水分及尾氣中大分子有機物(C9以上)液化，同時回收部分冷量後廢氣進入中冷單元;中冷單元采用半封閉製冷壓縮機製冷係統將溫度保持在－25～－30℃，尾氣中的絕大部分C5以上組分冷凝液化，同時回收部分冷量後廢氣進入深冷單元;深冷單元操作溫度為－60～－80℃，大部分油組分被冷凝液化析出，分離出油後的低溫貧廢氣再回到回熱交換器與係統進氣進行回熱交換，貧廢氣溫度回升至接近常溫，至此完成氣路冷量的回收利用。廢氣冷凝係統設有冷凝液體輸送泵，回收的冷凝液送至甲醇罐區重組分槽予以回收利用。

4.4廢氣吸附及再生係統

出廢氣冷凝係統的氣相進入活性炭箱進行吸附，吸附後的氣體經排放口排放。為防止非輸送期間儲罐內的物料倒流入回收設備，設置有防倒流係統(含雙重防倒流設施)。廢氣處理裝置設有氣液分離係統，冷箱的出油通道一旦發生冰堵，液化出的物料可在風機的驅動下隨尾氣一起進入氣液分離係統，被分離後能順利進入集液罐，從而可防止液化物料進入下遊吸附係統而造成吸附劑中毒。

(1)吸附劑的選擇

據相似係統的實際操作運行數據，與吸附劑生產商進行交流，結合本廢氣吸附係統的特點，吸附劑選擇型號為XF-1的4mm柱狀活性炭。

(2)吸附器吸附床層半徑

據廢氣處理裝置處理氣量，本次選取吸附器吸附床層氣體流速v)為0.25m/s(一般氣體流速不低於0.1m/s、不高於1.0m/s)，單台吸附器吸附床層處理氣量(qv)按700m3/h設計，一組吸附係統含2台吸附器(一台吸附器吸附時另一台吸附器再生)，兩組吸附係統並聯運行，如此可保證全部廢氣得到處理，據流量計算公式qv=vS可得單台吸附器吸附床層截麵積S=700÷3600÷0.25=0.778m2;則吸附器吸附床層半徑

Ｒ=(0.778÷3.14)0.5=0.4978m，圓整後為0.5m。

(3)吸附器的活性炭裝填量

考慮到吸附床層壓降因素，床層高度一般不超過0.9m，取值範圍在0.45～0.9m，據廢氣處理裝置的處理氣量及活性炭的性能，選取床層高度為0.6m，由此得出單台吸附器的活性炭裝填量為0.471m3。

(4)確定吸附時間

一般吸附時間取值在1～12h，因廢氣處理裝置設置兩組吸附係統，最少的吸附時間應不小於另一吸附器床層再生的時間，再生周期包括加熱、蒸汽吹淨、冷卻和幹燥等步驟，總時長一般為1～2h，再生時間取2h，則吸附時間確定為8h。

(5)估算再生蒸汽耗量

再生蒸汽用量與活性炭吸附床的大小及負荷有關，一般1kg吸附物(VOCs)再生所需蒸汽量為1.5～6.0kg，高負荷大床層所需蒸汽量相對最少;另外，再生蒸汽用量與吸附的VOCs類型、所要求的再生程度以及其他因素有關，本再生係統初次估算1kg吸附物(VOCs)蒸汽耗量為3.5kg。

5.1改進罐頂呼吸閥以提升係統的安全性

本次改造將3台儲罐呼出的氣體匯總統一收集處理，其運行安全性較改造前標準要高，運行過程中不能出現竄氣等問題，為此，本次分別對甲醇罐區需要VOCs治理的儲罐呼吸閥進行改造———更換為集阻火器與呼吸閥為一體的HXF-V型全天候防爆阻火呼吸閥。此外，各儲罐呼吸閥與儲罐相連的部分增設三通引出儲罐呼出氣體，各引出支路上加裝控製閥和單向閥，主管路上安裝壓力傳感器，通過壓力傳感器感應管路壓力來控製風機的啟停，如此一來，既能保證廢氣處理裝置的平穩運行，又可提高整個罐區的安全性。

5.2用組合工藝確保尾氣達標排放

甲醇罐區所排放的廢氣主要成分為甲醇，甲醇罐區3台儲罐排放氣治理采用“冷凝+吸附”的組合工藝，通過三級冷凝的方式將大部分有機廢氣收集下來，其VOCs去除率可達95%以上，而且係統運行穩定、安全，操作中的集成化程度高;采用“冷凝+吸附”的組合工藝，借助吸附劑的多樣性和多種類性，可根據汙染物特征來優選吸附劑，組合工藝的適用性強。