本发明涉及环保废气处理技术领域，具体涉及一种炼厂有机废气的焚烧处理方法及装置。
背景技术：
有机废气的成分复杂，对环境和人类产生严重危害，已成为我国环境保护工作的重点之一。炼油厂在加工原油的过程中，一些设施不可避免地排放出大量的恶臭污染废气，如含硫污水储罐、半成品油品储罐、污油储罐，特别是含硫污水储罐等，逸散的废气组分复杂，废气中恶臭污染物包含硫化氢、有机硫化物、苯系物及其它VOCs（挥发性有机物）等组分。该废气不但造成周边环境的恶臭污染，对人体健康造成威胁，而且造成大量烃类资源浪费。特别是这类废气属于无组织排放污染源，排放时间、排放量及污染物浓度均不确定，净化难度较大。
目前，国内外治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、冷凝法、氧化法、生物处理法等，近年来又出现了一些新技术，如膜分离法、光分解法和吸附催化氧化等综合处理技术。燃烧法对有机废气的去除效率总体高于吸收法和吸附法，已成为有机废气处理的重要手段。燃烧法是比较彻底地的有机废气净化方法，在炼油厂，利用现有的加热炉、焚烧炉、催化裂化再生器和CO锅炉、火炬等处理有机废气，投资小，净化效率高。目前的燃烧法主要有普通热力燃烧、催化燃烧、蓄热燃烧、蓄热催化燃烧、锅炉热力焚烧等。普通热力燃烧是将有机废气送入有火焰的燃烧炉中，使可燃成分燃烧，转化成二氧化碳和水，该法处理效率高，但能耗高，运行费用过高，废气中大量烃类资源白白浪费掉。锅炉热力燃烧技术指利用现有供电锅炉、供热锅炉或其他非废气处理专用的加热炉或焚烧炉，将产生的废气直接引入到燃烧室，在尽量少增加设备的情况下达到去除污染物的目的。该法具有简单实用，投资省，运行费用低，去除效率高，还能带来一定的经济效益，适用于有机废气处理，目前使用较为普遍。但是会干扰加热炉及其配风风机的正常运行，而且存在爆炸风险和不安全隐患。
CN103697482A公开了一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及处理工艺，处理装置包括顺次连接的吸收装置、锅炉风机、锅炉、脱硫脱硝除尘装置和烟囱，在保证净化效果的前提下，通过设置除雾处理、应急排放处理和风量平衡处理，增强了整个工艺的稳定性和安全性。但是，该方法只有在废气浓度低于爆炸极限的1/4时，才可以进入后续焚烧系统继续处理，只适用于较低浓度有机废气的处理。对于高浓度有机废气，由于大多数有机物的爆炸下限在20000～50000mg/m3，由于要控制废气浓度低于1/4爆炸极限限时才可以进入后续焚烧处理，也即废气总烃浓度高于12500mg/m3的废气都将直接从应急排放口排放，达不到处理目的。此外，该装置还需要设置专门的风量平衡处理，而且该工艺中的吸收装置只是对废气中的杂质、颗粒及酸性物质进行预处理，不能回收废气中的烃类物质，造成大量烃类资源浪费，经济性差。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种炼厂有机废气的焚烧处理方法及装置。本发明首先检测废气中的有机物浓度，并根据有机物浓度不同进行分流处理，在废气排放时间及有机物浓度不确定情况下，不会干扰加热炉及其配风风机的正常运行，无爆炸风险和不安全隐患，经过焚烧处理后，净化气可达标排放。
本发明炼厂有机废气的焚烧处理方法，包括如下内容：首先检测废气中的有机物浓度，当有机物浓度大于爆炸上限时，废气直接进入加热炉焚烧处理；当有机物浓度小于爆炸上限时，废气进入柴油吸收设备稳定废气中的有机物浓度为5000-35000mg/m3，并以此浓度和废气量选择配风量合适的现有加热炉进行焚烧处理；当无排放气时，引入一定量空气进入柴油吸收设备，使废气中有机物浓度稳定在处理后的5000-35000mg/m3，然后进入加热炉焚烧处理。
本发明中，有机废气主要来自石化企业原料储罐、酸性水罐区、碱渣酸化处理装置等排放废气，这类废气的排放时间和有机物浓度呈动态变化，其浓度一般可高达几十万甚至上百万mg/m3。当废气中含有高浓度的硫化物（H2S和有机硫化物）时，浓度在几千到几十万mg/m3，柴油吸收设备可以脱除废气中的有机硫化物及部分硫化氢。当硫化氢浓度过高时，可以进一步配套相应的脱硫设施，如可以设碱液吸收设备，将废气中的硫化氢脱除。
本发明中，当废气中有机物浓度大于爆炸上限时，废气不存在爆炸风险，可以直接进入加热炉焚烧或与燃料气混合后进行焚烧。
本发明中，当废气中总烃类浓度小于爆炸上限时，废气进入柴油吸收设备稳定废气中的有机物浓度为5000-35000mg/m3，并以此浓度和废气量选择配风量合适的现有加热炉进行焚烧处理。选择配风量合适的加热炉，通常以柴油吸收后废气中最大有机物浓度进行核算。选择的加热炉的操作工况良好，燃料燃烧充分，烟气中的非甲烷总烃小于20mg/m3，NOX小于100mg/m3，可以是炼油工艺加热炉、FCC余热锅炉、烧焦炉、硫磺尾气焚烧炉、烧氨炉等。由于柴油吸收后废气中有机物浓度较为稳定，因此以此浓度选择现有适宜的加热炉，不需要新增设备，也不会干扰现有加热炉或焚烧炉的正常运行。
本发明中，柴油吸收剂可以选用粗柴油，包括常二线粗柴油、常三线粗柴油、催化裂化粗柴油，优选常二、三线粗柴油，吸收后的富柴油吸收剂与加氢原料混合后去加氢处理。通过对柴油吸收设备操作参数进行调节，控制吸收后废气中有机物浓度，主要控制参数有：液气比为60-150L/m3，优选为80-100L/m3；吸收温度为5-40℃，优选为10-35℃；吸收压力为20-200kPaG，优选为50-150kPaG。
本发明中，柴油吸收后废气需要引入气体混合器中，与选定加热炉的配风空气充分混合后再进行焚烧处理；更优选在气体混合器内设置废气分布器，以防局部浓度过高形成爆炸性气团。
通常有机废气进入加热炉或焚烧炉处理有3种方式，一是直接进入燃烧室，二是随空气进入，三是随燃料气进入（燃煤、燃油锅炉不能随燃料输入）。第一种方式要保证废气中的有机物浓度小于爆炸下限的25%或远大于爆炸上限；第二种方式要保证混合气中的有机物浓度小于爆炸下限的25%；第三种方式要保证混合气体中的有机物浓度远大于爆炸上限。因此，有机物浓度较低的废气宜随空气进入，浓度很高的废气宜随燃料气进入。本发明通过柴油吸收稳定废气中有机物的浓度，选择配风量合适的加热炉，并控制废气与加热炉配风空气混合气体的有机物浓度小于200mg/m3，优选小于100mg/m3，氧化污染物耗氧量小于0.05%，优选小于0.03%，可以保证混合气体中的有机物浓度远远小于爆炸下限的25%，高浓度有机废气可以随空气进入加热炉，不存在爆炸风险和不安全隐患，也不会干扰现有加热炉或焚烧炉的正常运行。
本发明中，当排放区无废气排放时，在柴油吸收设备中引入一定量空气，维持柴油吸收设备压力的稳定，同时柴油与空气逆流接触，柴油少量挥发，使废气的有机物浓度基本稳定在5000-20000mg/m3之间。
本发明用于上述有机废气焚烧处理方法的装置，包括废气流量计、空气阀门、废气引气设备、烃浓度在线分析仪、废气切换阀组、柴油吸收设备、气体混合器、加热炉配风机和加热炉等，其中废气流量计用于监控是否有排放气产生，当有排放气时，废气流量计输送关闭信号给空气阀门，当无排放气时，流量计发出信号打开空气阀门，引入一定量的空气进入柴油吸收设备；废气引气设备用于将废气引入柴油吸收设备或加热炉；烃浓度在线分析仪用与在线监测废气中总烃浓度，同时给废气切换阀组相应的信号，当总烃浓度大于爆炸上限时，开启废气直接排往加热炉的阀门，关闭进入柴油吸收设备的阀门；当总烃浓度小于爆炸上限时，开启排入柴油吸收设备的阀门，关闭排往加热炉的阀门；柴油吸收设备用于回收废气中的有机物，脱除有机硫化物及部分硫化氢，并保证吸收后废气中有机物浓度稳定在5000-35000mg/m3；气体混合器用于将吸收后废气与加热炉配风空气按比例混合，使混合后有机物浓度小于200mg/m3，氧化污染物耗氧量小于0.05%；混合后气体通过加热炉配风机送入加热炉焚烧处理，净化气达标排放。
本发明中，当有废气排出时，废气流量计有流量显示，输送关闭信号给空气阀门；当无废气排放时，废气流量计发出信号，开启空气阀门，引入一定量空气进入柴油吸收设备，维持柴油吸收设备压力的稳定，并确保柴油吸收后废气中的有机物浓度基本稳定在5000-35000mg/m3。
本发明中，柴油吸收设备可以采用本领域常规的结构和操作条件，如采用填料式吸收塔，塔内填料为常规规整填料，优选金属规整填料，更优选金属阶梯环。
本发明中，当废气中含有高浓度的硫化物时，可以进一步配套相应的脱硫设施，如可以设碱液吸收设备，实现硫化氢的彻底脱除。
本发明中，在气体混合器前的管道上和柴油吸收设备外排管线上安装应急联锁切断阀组和排气筒，当加热炉配风风机停止时，应急切断阀组进行联锁切换，切断进入气体混合器的阀组，打开废气至排气筒阀组，使废气由排气筒直接排放。在柴油吸收设备排放废气与配风空气混合前的管道上及排放废气至排气筒的管道上设置阻火器，增强稳定性和安全性。
与现有技术相比，本发明方法具有以下有益效果：
（1）本发明首先检测废气中有机物浓度，基于此浓度不同进行分流处理，通过柴油吸收稳定废气中的有机物浓度，并以此浓度选择现有适宜的加热炉，控制废气随配风空气进入加热炉时的有机物浓度，在废气排放时间及有机物浓度不确定的情况下，不会干扰加热炉及其配风风机的正常运行，无爆炸风险和不安全隐患，经过焚烧处理后，净化气可达标排放。
（2）本发明可以保证柴油吸收设备压力和后续处理过程中有机物浓度的稳定，不需要设置浓度和风量平衡设备，不会干扰现有加热炉的正常运行；而且可以避免烃类物质的大量浪费，特别适用于排气时间和有机物浓度不确定的无组织排放源的废气处理。
（3）高浓度有机废气的排放时间和有机物浓度不稳定，如随燃料气或直接进入加热炉，存在风险，安全性差。为此，本发明将高浓度有机废气随空气进入加热炉，通过对混合气体中有机物浓度和氧化污染物耗氧量的同时调控，不需要设可燃气体报警器，可以保证安全燃烧。
附图说明
图1是本发明的一种具体工艺流程图；
其中，1-高浓度有机废气，2-废气流量计，3-废气引气设备，4-空气，5-空气阀门，6-烃浓度在线分析仪，7-8-废气切换阀组，9-柴油吸收设备，10-碱液吸收设备，11-阻火器，12-加热炉配风空气，13-气体混合器，14-加热炉配风机，15-加热炉，16-加热炉燃料，17-18-应急联锁切断阀组，19-阻火器，20-应急排气筒。
具体实施方式
下面通过附图1和实施例对本发明方法及装置进行详细说明。本发明实施例中有机物浓度以总烃浓度计。
本发明有机废气的焚烧处理装置如附图1所示，当有高浓度有机废气1排出时，空气阀门5处于关闭状态，有机废气在废气引气设备3的驱动下，经过烃浓度在线分析仪6检测废气中的有机物浓度，当废气中有机物浓度大于爆炸上限时，关闭废气阀门8，打开废气阀门7，高浓度有机废气经过碱液吸收设备10脱除硫化物后，与加热炉燃料16混合后进入加热炉15进行焚烧处理，或者直接进入加热炉15炉膛焚烧。当废气中有机物浓度小于爆炸上限时，关闭废气阀门7，打开废气阀门8，高浓度有机废气进入柴油吸收设备9进行处理，回收部分烃类物质，脱除有机硫化物及大部分硫化氢后，确保废气中有机物浓度稳定在处理后的5000-35000mg/m3。当硫化氢浓度过高时，配套碱液吸收设备，将废气中的硫化氢进一步脱除。当高浓度有机废气1停止排放时，废气流量计2发出信号，打开空气阀门5，引入空气4进入柴油吸收设备9，使废气中有机物浓度稳定在处理后的5000-20000mg/m3，然后进入加热炉焚烧处理。经过柴油吸收和碱液吸收后的有机废气，浓度为5000-35000mg/m3，经阻火器11，在气体混合器13中，与加热炉配风空气12充分混合，在加热炉配风机14的驱动下，进入加热炉15进行焚烧处理。当加热炉配风机14停止工作，启动应急联锁切断阀组17-18，立即关闭阀门17，开启阀门18，停止将废气引入加热炉，废气经过柴油吸收设备9和碱液吸收设备10处理后，经阻火器19由应急排气筒20紧急排放。
实施例1
采用本发明附图1的处理装置及方法，处理某炼厂石脑油储罐排放废气，废气最大排放气量为300Nm3/h，总烃浓度为300-800g/m3，硫化物含量较低，小于10mg/m3。一般石脑油爆炸范围是1.1%-8.7%，爆炸上限为8.7%（约430g/m3）。
首先检测废气中的有机物浓度，当总烃浓度高于爆炸上限时，可以直接进入加热炉焚烧处理，或者与加热炉燃料气混合后进入加热炉焚烧处理。
当废气中总烃浓度低于爆炸上限时，废气进入柴油吸收设备，采用常三线粗柴油，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为35℃，吸收压力为100kPa，柴油吸收后稳定废气中的总烃浓度为15000-35000mg/m3；当无排放气时，引入一定量空气进入柴油吸收设备，维持柴油吸收系统的压力，同时空气通过柴油将携带出部分有机物，使废气中总烃浓度稳定在5000-20000mg/m3。以柴油吸收后废气中最大总烃浓度35000mg/m3进行核算，并以此浓度和废气量选择配风量合适的现有加热炉进行焚烧处理，选择的加热炉的操作工况良好，燃料燃烧充分，烟气中的总烃浓度小于20mg/m3，NOX小于100mg/m3，配风空气量为105000m3/h以上的加热炉。有机废气与配风空气混合后总烃浓度小于100mg/m3，氧化废气中污染物的耗氧量为0.028%。
废气经上述处理后可达标排放，排放气中总烃浓度小于20mg/m3。经过长期运行（一年以上），加热炉和配风风机处于正常运行，稳定性和安全性好。
实施例2
采用本发明附图1的处理装置及方法，处理某炼厂油品中间罐排放废气，废气排放量为0-300m3/h，总烃浓度为300-500g/m3，有机硫化物含量为500-1500mg/m3，H2S 含量为1000-8000mg/m3。该油品的爆炸范围是2%-3%，爆炸上限为3%（约305g/m3）。
首先检测废气中的有机物浓度，当总烃浓度高于爆炸上限时，可以直接进入加热炉焚烧处理，或者与加热炉燃料气混合后进入加热炉焚烧处理。
当废气中总烃浓度小于爆炸上限时，废气进入柴油吸收设备，采用常三线粗柴油，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为8℃，吸收压力为80kPa，柴油吸收后稳定废气中的总烃浓度为15000-25000mg/m3；当无排放气时，引入一定量空气进入柴油吸收设备，维持柴油吸收系统的压力稳定，同时空气通过柴油将携带出部分有机物，使废气中总烃浓度稳定在5000-20000mg/m3。以柴油吸收后废气中最大总烃浓度25000mg/m3进行核算，并以此浓度和废气量选择配风量合适的现有加热炉进行焚烧处理，选择的加热炉的操作工况良好，燃料燃烧充分，烟气中的总烃浓度小于20mg/m3，NOX小于100mg/m3，配风空气量为75000m3/h以上的加热炉。有机废气与配风空气混合后总烃浓度小于100mg/m3，氧化废气中污染物的耗氧量为0.028%。
柴油吸收后的废气进入碱液吸收设备，采用浓度10%-15%的氢氧化钠溶液吸收废气中剩余硫化氢，吸收后废气中的有机硫化物浓度小于50mg/m3，硫化氢含量小于10mg/m3。然后经气体混合器与配风空气混合后由配风机引入加热炉进行焚烧处理。
废气经上述处理后可达标排放，排放气中总烃浓度小于20mg/m3，SO2浓度小于1 mg/m3。经过长期运行（一年以上），加热炉和配风风机处于正常运行，稳定性和安全性好。
实施例3
采用本发明附图1的处理装置及方法，处理某炼厂油品中间罐排放废气，废气排放量为0-300m3/h，总烃浓度为300-600g/m3，有机硫化物含量为500-1000mg/m3，H2S 含量为1000-10000mg/m3。该油品的爆炸范围是2%-3%，爆炸上限为3%（约305g/m3）。
首先检测废气中的有机物浓度，当总烃浓度高于爆炸上限时，可以直接进入加热炉焚烧处理，或者与加热炉燃料气混合后进入加热炉焚烧处理。
当废气中总烃浓度小于爆炸上限时，废气进入柴油吸收设备，采用常三线粗柴油，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为8℃，吸收压力为150kPa，柴油吸收后稳定废气中的总烃浓度为10000-17000mg/m3；当无排放气时，引入一定量空气进入柴油吸收设备，维持柴油吸收系统的压力稳定，同时空气通过柴油将携带出部分有机物，使废气中总烃浓度稳定在5000-15000mg/m3。以柴油吸收后废气中最大总烃浓度17000mg/m3进行核算，以此浓度和废气量选择配风量合适的现有加热炉进行焚烧处理。选择的加热炉的操作工况良好，燃料燃烧充分，烟气中的总烃浓度小于20mg/m3，NOX小于100mg/m3，配风空气量为51000m3/h以上的加热炉。有机废气与配风空气混合后总烃浓度小于100mg/m3，氧化废气中污染物的耗氧量为0.028%。
柴油吸收后的废气进入碱液吸收设备，采用浓度10%-15%的氢氧化钠溶液吸收废气中剩余硫化氢，吸收后废气中有机硫化物浓度小于30mg/m3，硫化氢含量小于10mg/m3。然后经气体混合器与配风空气混合后由配风机引入加热炉进行焚烧处理。
废气经上述处理后可达标排放，排放气中总烃浓度小于20mg/m3，SO2浓度小于1 mg/m3。经过长期运行（一年以上），加热炉和配风风机处于正常运行，稳定性和安全性好。
比较例1
当处理的有机废气浓度很高时（高于爆炸上限），宜随燃料气进入焚烧炉，因此将实施例1使用的有机废气随燃料气进入焚烧炉。由于该废气的总烃浓度为300-800g/m3，而且废气为间歇排放与燃料气混合或者直接进入加热炉炉膛，燃料气波动较大，对现有加热炉的正常操作影响很大，不能稳定运行。
比较例2
处理流程及操作条件同实施例2，不同之处在于不采用柴油吸收，直接与配风空气混合，如果选择配风风量为75000Nm3/h加热炉配风充分混合后进入加热炉焚烧，废气与配风空气充分混合后的总烃浓度为100-2000mg/m3，虽然远低于25%LEL（爆炸下限），不存在安全隐患，但是焚烧这部分污染物所需的耗氧量为 0.03%～0.56%，则会对现有加热炉的正常操作影响很大，不能稳定运行。
比较例3
处理流程及操作条件同实施例2，不同之处在于，如果选择与配风风量为5000Nm3/h加热炉配风充分混合后进入加热炉焚烧，废气与配风空气充分混合后的总烃浓度为300-1500mg/m3，虽然远远低于25%LEL（爆炸下限），不存在安全隐患，但是焚烧这部分污染物所需的氧耗量为 0.08%～0.42%，会对现有加热炉的正常操作影响很大，不能稳定运行。
比较例4
处理流程及操作条件同实施例2，不同之处在于当储罐无排放气时，且不引入一定量的空气，柴油吸收设备内的压力无法保持，吸收塔内的压力将可能变为常压甚至微负压，塔内压力的变化对吸收油的稳定操作有影响，导致柴油吸收设备的运行波动，无法维持长期稳定的运行。