UV光解技术在采油（气）田脱水废气处理中的应用

1 项目概况

我国的采油（气）田一般分布在北部地区，属于露 天作业，昼夜温差大，冬夏最大温差可高达60℃以上。 采用TEG脱水工艺[1]脱除天然气中的水分，工艺中的脱 水装置排放的尾气具有刺激性恶臭异味，严重影响了厂 区工作人员和周边居民的生产、生活和身体健康，对环 境造成了较大影响。脱水过程中产生的废气成分复杂[2]， 其中含有VOCs（总烃）、硫化氢、甲烷、一氧化氮、一 氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、水蒸气、TEG溶液及其 他成分。废气具有温度高、含水率高、含氧量低、排放 时间短暂、排放峰值高等特点。厂区对防爆的要求也极 高。近年来，从防爆、防水、防冻等限值条件，到废气 成分的复杂性及投资运行成本等各方面考虑，该废气的 处理办法可以通过UV光解的技术，在一个很温和的环境 下将废气分解成呈离子状态的原子、自由基混合气体， 再通过臭氧将其氧化成简单的小分子化合物[3]，达到分 解净化的目的，简单、实用、高效。

2 基础资料

废气源：陕西某采油气田TEG脱水装置排放的废气。

2.1 气候条件

1）年平均气温7.8℃，最高35.9℃，年最低 -30℃。除臭 设备试运行期间正值冬季，日气温在-21℃至12℃之间。2） 当地大气压86.7kPa。3）降雨量，年平均417.7mm，最大日降 63.6mm，年平均蒸发量1809mm。4）年均风速3.2m/s，最 大风速24m/s。5）年沙尘暴日数最高30d。

2.2 废气情况

1）温度：99℃；2）流量：在正常生产下脱水废气 排气量为30~100m3/h，其中水蒸气量约为50m3/h，天然 气量为5~25m3/h，硫化氢含量为1.6~20mg/m3。

2.3 净化要求

1）为杜绝安全隐患，要求废气除臭成套设备必 须符合国家“防火、防爆、防水”的三防相关标准；

2）去除集气站脱水尾气散发的恶臭气味，对臭气收 集净化处理后排放，达到国家相关排放标准，改善厂区环境。排放标准执行《大气污染物综合排放标准》 （GB16297-1996） 二级标准和《恶臭污染物排放标 准》（GB14554-93）二级厂界标准，以及排放烟囱为 15m时的标准排放限值。

3 UV光解净化技术原理[4-5]

（1）利用特定的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶 臭气体，裂解恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲 硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙 烯、VOCs、苯、甲苯、二甲苯等的分子链结构，使有 机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束 照射下，降解转变成原子、自由基等。

（2）利用高臭氧高能UV紫外线光束分解空气中的 氧分子产生游离氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以 需与氧分子结合，进而产生臭氧。

UV＋O2→O-+O＊（游离氧） O+O2→O3（臭氧）

由于臭氧对有机物具有极强的氧化作用，因而其对 恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的消除效果。

（3）恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后， 净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进 行协同分解、氧化反应，将恶臭气体物质降解转化成低 分子化合物，如水和二氧化碳等，达到废气净化、脱臭 的目的。

4 工艺流程

将采油（气）田的TEG脱水装置的废气排放管末 端，用一个带有开口的集气罩套住（开口用于补充新 风），并用收集管引至UV高效光解净化设备的进气口； 净化设备的前端设有脱水装置，将大量的水气凝结并排 出；然后将废气引入UV光解反应室，在UV高效光解净 化设备出风口处连接风机，反应后的净化气体由风机出 口接至排气管排出。