本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种石化污水处理场排放废气的综合处理方法及装置，特别是针对石化污水处理场隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐、污水总进口等构筑物排放废气的综合处理方法。
背景技术：
污水处理场是石化企业的重要污水处理设施。石化企业污水处理场一般有曝气池、隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐等构筑物。曝气池主要是用生化法处理较低浓度污水，散发废气浓度较低，废气量非常大，一般采用吸附或生化法处理。而隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐等构筑物处理废水中污染浓度较高，散发废气的浓度也相应很高。其中隔油池、浮选池等构筑物，表面积大，散发废气量较大，总烃浓度一般为2000-20000mg/m3，远低于可燃物的爆炸下限；而罐中罐、调节罐、污油罐等构筑物散发废气量相对较小，多为间歇性排放，废气浓度最高可达数十万mg/m3，达到可燃组分的爆炸范围，该类废气一般氧含量较低，如果与含氧废气混合处理，存在爆炸风险，而且废气中含有较高浓度的硫化物，具有恶臭味道。
CN201110217405.7公开了一种污水处理场排放废气的处理方法，是将污水处理场排放废气升温2-40℃，经过脱硫段和烃浓度均化段排放，脱硫段使用固体脱硫剂，烃浓度均化段使用具有浓度均化作用的物质。CN 201110263604.1 公开了一种污水处理场排放废气的处理方法，（1）采用加有杀菌剂喷淋洗涤液对污水处理场的排放废气进行喷淋洗涤处理；（2）采用固体脱硫剂对经步骤（1）处理的废气进行脱硫；（3）采用具有浓度均化作用的物质对经步骤2）处理的废气进行烃浓度均化，即满足排放要求。CN201310537901.X公开了一种污水处理场曝气池排放气的处理方法，包括如下内容：将曝气池排放气分为两股，一股作为回流气通过曝气风机返回到曝气池中，回流比为50%～100%；另一股作为外排气通过废气风机进入气浮装置，多余废气进入废气处理装置，外排气量为曝气池曝气量的0～50%；当回流比不足100%时，补充空气维持曝气量不变。该发明提高了曝气池的利用率，减少了废气排放量，实现废气的达标排放。但是，上述方法仅适用于生化曝气池污水处理场排放的低浓度废气的净化处理，一般总烃浓度在几十～几百mg/m3，不适用于隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐、污水总进口等构筑物排放的高浓度废气的净化处理。
现有技术对石化企业污水处理场隔油池、浮选池等产生的稳定高浓度废气主要是采取加盖措施，防止其成规模逸散到大气中。但是，随着装置的长期运行，该废气的浓度会越来越高，逸散到大气中会严重污染周围环境。罐中罐、调节罐、污油罐一般设有氮封，通过呼吸阀排放，排出废气浓度很高，危害很大。对于此类废气，一般都是全部引进专门的废气处理装置，存在爆炸风险和不安全隐患，并且处理规模大、处理成本高。
CN200310104990.5公开了一种高浓度有机废气的净化方法，使用催化燃烧的方法处理高浓度有机废气，包含了废气的预处理及相应的引气、换热器、加热器、催化氧化反应器等设备，但是该方法主要针对总烃浓度在2000-25000μL/L的废气，如果废气高于这个范围，甚至到达可燃物爆炸极限内，则无有效的处理措施。CN200810012686.0公开了一种储罐区排放气治理方法，采用冷凝和吸附的方法处理类似酸性水储罐区、油品罐区等排放废气，该方法处理对象中污染物浓度极高，具有冷凝回收的价值，而石化污水场废气一般无法通过冷凝回收，而且深度冷凝能耗较大，再通过吸附的方法处理，也存在吸附剂饱和再生等后处理问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种石化污水处理场排放废气的综合处理方法及装置。本发明针对污水处理场不同排放源排放废气的特点，对废气进行分流处理，无爆炸风险和不安全隐患，不会影响催化氧化反应器的稳定运行；而且可以回收废气中部分烃类物质，高效去除硫化物，净化气满足排放要求，具有装置稳定可靠，安全性高，处理效果好，能耗小等特点。
本发明石化污水处理场排放废气的综合处理方法，包括如下内容：将石化污水处理场的废气源分为不稳定废气源和稳定废气源，其中不稳定废气源有排放气时，进入柴油吸收设备处理；无排放气时，引入一定量空气进入柴油吸收设备，维持柴油吸收设备压力的稳定，并保证废气中有机物浓度稳定在处理后的5000-40000mg/m3；然后与稳定废气源的排放气混合，进入脱硫设备处理后，通过空气调节至爆炸下限的25%以下，再经过滤器除尘，最后经过预热和加热后进行催化氧化处理，净化气回收热量后达标排放。
本发明中，所述不稳定废气源主要有罐中罐、调节罐、污油罐等构筑物，主要在罐进料和由于温度变化罐压升高时排出废气，废气量不大，但废气污染物浓度很高，总烃浓度高达数十万mg/m3，达到可燃物爆炸范围，混合含氧气体时，存在爆炸风险，还含有高浓度的硫化物。
本发明中，所述稳定废气源主要有隔油池、浮选池等构筑物，散发废气量相对较大，但污染物浓度不高，总烃浓度一般为2000-20000 mg/m3，远低于可燃物的爆炸下限。
本发明中，罐中罐、调节罐、污油罐等不稳定废气源，当罐压升高时产生排放废气，在废气引气设备的驱动下，将废气排往柴油吸收设备中，经柴油吸收后有机物浓度可稳定在10000-40000mg/m3；当罐压稳定时，则无废气排放，此时在柴油吸收设备中引入一定量空气，柴油与空气逆流接触，柴油少量挥发，可使废气中的有机物浓度基本稳定在5000-20000mg/m3之间。这样不仅可以避免对罐中罐、调节罐、污油罐等过量抽气造成的烃类物质大量挥发，维持柴油吸收设备的稳定运行，还可以避免烃类浓度剧烈波动对催化氧化反应器造成冲击，保证后续处理装置的长期稳定运行，不需要设专门的烃浓度均化设备。
本发明中，柴油选用粗柴油，包括常二、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。本发明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基本稳定在处理后的5000-40000mg/m3，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10-30℃；吸收压力为20-200kPa，优选为50-150kPa。
本发明中，脱硫设备采用装填有脱硫吸附剂，脱硫吸附剂的活性组分可以是氧化铁、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化铜、羟基氧化铁等中的一种或几种，废气通过床层的体积空速一般为200-20000h-1，优选500-10000 h-1。
本发明中，对于催化氧化催化剂来说，废气中的少量硫化氢、硫醇、硫醚、二甲二硫均具有很高的毒性，10mg/m3的浓度即可以使催化剂失活，通过本发明的柴油吸收设备和脱硫设备后，硫化物能够满足要求，保证了烃氧化催化剂的使用寿命。当硫化氢浓度过高时，还可以进一步配套碱液吸收设备，进一步降低H2S，延长脱硫剂的寿命，并保证催化氧化催化剂的使用寿命。
本发明中，脱硫设备出口气体用空气稀释到爆炸下限的25%以下，再同催化氧化反应器进出口气体换热以及加热器加热至200-350℃，进入催化氧化反应器，在催化剂床层发生氧化反应，将有机污染物氧化成二氧化碳和水，净化气通过换热器预热冷废气回收热量后，达标排放。
本发明中，催化氧化反应器装填有催化氧化催化剂，可以根据组成选择适宜的市售商品，也可以按本领域常规方法制备。如采用催化剂的载体为涂覆有氧化铝的堇青石蜂窝，蜂窝孔密度为200-300目，活性金属为Pt/Pd，活性组分以元素计占氧化铝涂层重量的0.1%-2%，优选为0.5%-1%，同时可以含有其它助剂，如铈等。废气通过催化剂床层的体积空速为10000-100000h-1，非甲烷总烃浓度可从3000-10000mg/m3可降到120mg/m3以下。
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、柴油吸收设备、脱硫设备、废气-空气切换阀组、引气风机、过滤器、换热器、加热器、催化氧化反应器，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或空气引入柴油吸收设备；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5000-40000mg/m3；脱硫设备用于脱除废气中剩余的硫化氢；废气-空气切换阀组用于通过空气调节至爆炸下限的25%以下；换热器用于废气与催化氧化反应器出口气进行换热；加热器用于将废气加热至200-350℃，进入催化氧化反应器，在催化剂床层发生氧化反应，将有机污染物氧化成二氧化碳和水，净化气通过换热器预热冷废气回收热量后，达标排放。
本发明中，当排放区有废气排出时，废气流量计有流量显示，输送关闭信号给空气阀门；当排放区无废气排放时，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，并确保经柴油吸收后气体的有机物浓度基本稳定在5000-40000mg/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，在脱硫设备后，设置废气紧急放空阀和废气-放空切换阀组，当催化氧化紧急停车时，废气-放空切换阀组联锁切换，切断废气进入催化氧化系统，打开废气紧急放空阀，使废气紧急放空。
本发明中，在废气进口处设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，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明针对污水处理场不同废气源排放气的特点，对废气进行分流-合流处理，无爆炸风险和不安全隐患，可以保证催化氧化反应器的稳定运行；而且可以回收废气中的部分烃类物质，高效去除硫化物，有机物污染物得到高效氧化，净化气各项排放指标均满足排放要求，具有装置稳定可靠，安全性高，处理效果好，能耗小等特点。
（2）本发明针对不稳定废气源排放废气的特点，采用柴油吸收设备调控废气压力和浓度，保证了废气量和有机物浓度的稳定，不需要设专门的浓度均化设备，与稳定废气源排放气混合后，可以保证后续处理装置的长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明方法的一种具体工艺流程示意图。
其中：1-高浓度不稳定废气，2-阻火器，3-废气引气设备，4-柴油吸收设备，5-废气流量计，6-空气阀门，7-补偿空气，8-稳定废气，9-阻火器，10-脱硫设备，11-废气-空气切换阀组，12-稀释空气，13-引气风机，14-过滤器，15-换热器，16-加热器，17-催化氧化反应器，18-净化气，19-废气-放空切换阀组，20-废气紧急放空阀。
具体实施方式
下面结合附图1及实施例进一步说明本发明的技术方案和效果。
如图1所示，来自罐中罐、调节罐、污油罐等高浓度不稳定废气1，经过阻火器2，废气流量计5，在废气引气设备3的驱动下，进入柴油吸收设备4，进行吸收脱烃及硫化物；当没有废气排放时，废气流量计5发出信号打开空气阀门6，引入一定量的补偿空气7进入柴油吸收设备，并确保经柴油吸收后气体的有机物浓度基本稳定在5000-40000mg/m3。
来自隔油池、浮选池等稳定废气源排放的稳定废气8经过阻火器9与上述柴油吸收后的废气混合，进入脱硫设备10，脱除废气中的硫化物，经过引气风机13及过滤器14，去除废气中的颗粒物，进入换热器15，与高温净化气换热后，再经过加热器16加热至200-350℃，进入催化氧化反应器17，烃类物质在催化剂的作用下，氧化成二氧化碳和水，释放出大量热量，得到高温净化气进入换热器15预热冷废气，回收热量后，净化气18达标排放。废气-空气切换阀组11，可以用于废气和空气的切换，同时可以通过调节稀释空气12的量，调节废气浓度。当催化氧化系统紧急停车时，则废气-放空切换阀组19进行切换，切断废气阀门，打开废气紧急放空阀20。
实施例1
采用本发明附图1的流程，处理某炼厂污水处理场散发废气，废气源主要有隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐等废水处理构筑物。其中隔油池、浮选池等废气源排放的废气较为稳定，废气量约为2500Nm3/h，废气总烃浓度为2000-9000mg/m3，总硫化物含量为30-500mg/m3；罐中罐、调节罐、污油罐等在收料或温度变化导致罐压增加时，间歇性的排放废气，废气量约0-150Nm3/h，废气中总烃浓度为5000-200000mg/m3，落入有些污染物爆炸范围内，总硫化物含量为80-1500mg/m3。当罐中罐、调节罐、污油罐等有废气排放时，进入柴油吸收装置处理，用常三线粗柴油吸收，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为30℃，吸收压力为100kPa，柴油吸收后气体，总烃浓度为5000-35000mg/m3，总硫化物降至300mg/m3以下。当储罐无呼吸排放气时，引入一定量的空气，维持柴油吸收系统的压力，同时空气将通过柴油带出部分有机物，其浓度为5000-20000mg/m3。柴油吸收后的废气与隔油池、浮选池等排放的稳定废气混合，进入脱硫设备，用脱硫吸附剂脱除硫化物，避免硫化物导致催化氧化催化剂中毒，再使用空气适当稀释后，进入换热器，与高温净化气换热预热后，再经加热器加热至200-350℃，进入催化氧化反应器，有机污染物被氧化成CO2和H2O，并放出热量，高温净化气预热冷废气后通过排气筒排放。排放烟气各项污染物指标均满足相关排放标准，排放废气中非甲烷总烃浓度小于80mg/m3。正常工况下，依靠高温净化气可将废气预热至200-350℃，加热器可不工作或小功率工作，废气处理装置运行能耗极低。经过长期运行（一年以上），废气处理装置处于正常运行，稳定性和安全性好。
实施例2
采用本发明附图1的流程，处理某炼厂污水处理场散发废气，废气源主要有隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐等废水处理构筑物。其中隔油池、浮选池等废气源排放的废气较为稳定，废气量约为1500Nm3/h，废气总烃浓度为2000-10000mg/m3，总硫化物含量为30-300mg/m3；罐中罐、调节罐、污油罐等在收料或温度变化导致罐压增加时，间歇性的排放废气，废气量约0-100Nm3/h，废气中总烃浓度为8000-200000mg/m3，落入有些污染物爆炸范围内，总硫化物含量为80-1300mg/m3。当罐中罐、调节罐、污油罐等有废气排放时，进入柴油吸收装置处理，用常三线粗柴油吸收，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为10℃，吸收压力为100kPa，柴油吸收后气体，总烃浓度为5000-20000mg/m3，总硫化物降至150mg/m3以下。当储罐无呼吸排放气时，引入一定量的空气，维持柴油吸收系统的压力，同时空气将通过柴油带出部分有机物，其浓度为5000-15000mg/m3。柴油吸收后的废气与隔油池、浮选池等排放的稳定废气混合，进入脱硫设备，用脱硫吸附剂脱除硫化物，避免硫化物导致催化氧化催化剂中毒，再使用空气适当稀释后，进入换热器，与高温净化气换热预热后，再经加热器加热至200-350℃，进入催化氧化反应器，有机污染物被氧化成CO2和H2O，并放出热量，高温净化气预热冷废气后通过排气筒排放。排放烟气各项污染物指标均满足相关排放标准，排放废气中非甲烷总烃浓度小于80mg/m3。正常工况下，依靠高温净化气可将废气预热至200-350℃，加热器可不工作或小功率工作，废气处理装置运行能耗极低。经过长期运行（一年以上），废气处理装置处于正常运行，稳定性和安全性好。
实施例3
采用本发明附图1的流程，处理某炼厂污水处理场散发废气，废气源主要有隔油池、浮选池、罐中罐、调节罐、污油罐等废水处理构筑物。其中隔油池、浮选池等废气源排放的废气较为稳定，废气量约为1500Nm3/h，废气总烃浓度为2000-10000mg/m3，总硫化物含量为100-500mg/m3；罐中罐、调节罐、污油罐等在收料或温度变化导致罐压增加时，间歇性的排放废气，废气量约0-100Nm3/h，废气中总烃浓度为8000-200000mg/m3，落入有些污染物爆炸范围内，总硫化物含量为80-3000mg/m3。当罐中罐、调节罐、污油罐等有废气排放时，进入柴油吸收装置处理，用常三线粗柴油吸收，吸收的液气比为100L/m3，吸收温度为10℃，吸收压力为150kPa，柴油吸收后气体，总烃浓度为5000-16000mg/m3，总硫化物降至600mg/m3以下，剩余硫化物只要为硫化氢。当储罐无呼吸排放气时，引入一定量的空气，维持柴油吸收系统的压力，同时空气将通过柴油带出部分有机物，其浓度为5000-13000mg/m3。柴油吸收后的废气与隔油池、浮选池等排放的稳定废气混合，进入脱硫设备，进行碱液吸收脱硫，采用浓度10%-15%的氢氧化钠溶液吸收废气中剩余硫化氢，碱液吸收脱硫后，总硫降至50mg/m3以下，再进入脱硫设备，用脱硫吸附剂脱除硫化物，避免硫化物导致催化氧化催化剂中毒，再使用空气适当稀释后，进入换热器，与高温净化气换热预热后，再经加热器加热至200-350℃，进入催化氧化反应器，有机污染物被氧化成CO2和H2O，并放出热量，高温净化气预热冷废气后通过排气筒排放。排放烟气各项污染物指标均满足相关排放标准，排放废气中非甲烷总烃浓度小于60mg/m3。正常工况下，依靠高温净化气可将废气预热至200-350℃，加热器可不工作或小功率工作，废气处理装置运行能耗极低。经过长期运行（一年以上），废气处理装置处于正常运行，稳定性和安全性好。
比较例1
将实施例1中罐中罐、调节罐、污油罐等构筑排放的高浓度不稳定废气，直接与隔油池、浮选池、污水收集池等排放的较低浓度的废气混合，存在废气混合不均匀导致局部浓度过，而且污水池废气中含有大量的氧气，会使得高浓度废气存在爆炸风险，而且会导致与稳定气源排放废气混合后的废气浓度大幅波动，导致催化氧化装置操作很不平稳，经常出现温度超高停车。
比较例2
处理流程及操作条件同实施例1，不同之处在于当罐中罐、调节罐、污油罐等无排放气时，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。而且与稳定气源排放废气混合后的废气浓度大幅波动，导致催化氧化装置操作很不平稳，无法长期稳定运行。