煤制氣過程會產生的大量廢氣，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。未來20年內，我國以煤炭為原料生產的替代石油和石油化工產品占總需求量的最高比例不會超20％。但是，煤化工還沒有改變“高投資、高能耗、高環境污染”的狀況。

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于煤制焦和煤制氣這兩個過程。煤制焦廢氣主要來自于對于煤炭的裝煤、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，廢氣主要來自于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于煤氣凈化過程中的尾氣、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對大氣環境造成污染。

我國有關VOCs治理的法律法規及要求

 由于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，且排放的組分較復雜。

 《環境保護法》第四十三條規定，排放污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污費。排污費應當全部專項用于環境污染防治，任何單位和個人不得截留、擠占或者挪作他用。依照法律規定征收環境保護稅的，不再征收排污費。

 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》將于2018年1月1日起施行，這也意味著我國施行了近40年的排污收費制度將退出歷史舞臺。《環境保護稅法》根據現行排污收費項目，設置環保稅的稅目；以現行排污費收費標準為基礎，設置環境保護稅的稅額標準，大氣污染物稅額為每污染當量1.2元。對《環保稅法》所附《環保稅稅目稅額表》和《應稅污染物和當量值表》中規定的污染物征稅；對每一排放口的前3項大氣污染物征稅；同時法律規定，各省份根據本地區污染物減排的特殊需要，可以增加應稅污染物項目數。

煤化工VOCs廢氣怎么治理？目前我國煤制氣行業有關VOCs的治理情況

 揮發性有機物治理技術包括冷凝法、吸附法、吸收法、離子體法、膜分離法、生物法、蓄熱氧化法和催化氧化法。冷凝法、吸收法、膜分離法多用于中高濃度、中低流量有機廢氣的處理；吸附法可用于大流量、低濃度有機廢氣處理。這些方法及適用范圍都在煤化工液態產品儲存、運輸、裝卸的作業范圍。

 目前我國煤制天然氣行業多采用固定床碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗酸性氣凈化、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：低溫甲醇洗酸性氣凈化后排放尾氣、煤氣水常壓儲罐呼吸廢氣、污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。由于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，因此只能采用破壞方法，即將VOCs轉化為無害物質后再排入大氣。而且廢氣流量大，濃度低，不易采用直接燃燒法。RTO和RCO的投資費用大致相當，由于RCO的燃燒溫度要低于RTO，故RCO操作費用要省，但由于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。

VOCs處理設備-GRTO

 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，能在較大范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，燃燒反應后排出的SO2可能會導致硫超標，廢氣的燃燒過程可能會伴隨有NOx的生成造成二次污染。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，可采用“吸附濃縮+燃燒”工藝或“堿洗吸收+燃燒”工藝。CO2是溫室氣體，大量排放會加重環境負擔，而且未來如果征收碳稅，將為煤化工企業帶來一定的經濟負擔。經過燃燒處理后排出的廢氣主要含有CO2和N2，經過初步分離后CO2純度較高，結合企業自身及當地特點，便于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“二氧化碳驅采水”技術也在積極嘗試，對處于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。由于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，經測算燃燒處理后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，因此空氣過量系數的選取很重要，既要防止達到混合氣體爆炸極限范圍內造成安全隱患，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，由于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，可以考慮采用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。