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蓄熱式熱氧化爐處理農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣
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2022-06-30 16:06
蓄熱式熱氧化爐處理農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣
核心提示:以農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣為研討對象,***化了蓄熱陶瓷體、切換閥、燃燒器等選材,以及安全操控和二噁英防治等方面規(guī)劃參數(shù),剖析了***征污染物進出氣濃度及去除功率,探討了蓄熱式熱氧化(RegenerativeThermalOxidizer,RTO)技能管理蒸發(fā)性有機廢氣實踐運轉(zhuǎn)作用。
以農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣為研討對象,***化了蓄熱陶瓷體、切換閥、燃燒器等選材,以及安全操控和二噁英防治等方面規(guī)劃參數(shù),剖析了***征污染物進出氣濃度及去除功率,探討了蓄熱式熱氧化(RegenerativeThermalOxidizer,RTO)技能管理蒸發(fā)性有機廢氣實踐運轉(zhuǎn)作用。結(jié)果表明甲苯和非甲烷總烴排放限值滿意《***氣污染物歸納排放規(guī)范》(GBl6297-1996)中表2二級規(guī)范,二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業(yè)環(huán)境實驗室和《擬定當?shù)?**氣污染物排放規(guī)范的技能辦法》(GB/T3840-1991)核算值,二噁英排放限值滿意《日子廢物燃燒污染操控規(guī)范》(GBl8485—2014)表4規(guī)范。RTO體系總投資150萬元,年運轉(zhuǎn)費用49.98萬元,對該企業(yè)不構(gòu)成經(jīng)濟負擔。RTO合適農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣處理,***別是對含低濃度鹵素廢氣在保證凈化作用的同時又可按捺二噁英發(fā)生。
到2015年12月,江蘇省農(nóng)藥職業(yè)規(guī)劃以上企業(yè)28家,完成總產(chǎn)值430億元。依據(jù)《***民經(jīng)濟職業(yè)類》(GB/T4754—2011),農(nóng)藥出產(chǎn)屬于化學原料及化學制品制造業(yè)***域,原輔資料品種多,有機溶劑耗費量***,工藝過程及產(chǎn)品環(huán)節(jié)多,易形成環(huán)境污染。該職業(yè)常用有機溶劑包含芳香烴類、脂肪烴類、脂環(huán)烴類、鹵化烴類、醇類、醚類、酯類、酮類等,這類有機溶劑運用過程蒸發(fā)形成的VOCs(VolatileOrganicCompounds)是***氣臭氧和二次有機氣溶膠污染的重要前體物,且具有高毒性、致癌性,直接排放對人體健康會形成必定的危害。
依據(jù)《十三五規(guī)劃全***分職業(yè)VOCs排放基數(shù).江蘇省》可知,現(xiàn)在江蘇省VOCs排放總量230.85萬噸,工業(yè)源排放量108.07萬噸,占比46.81%,遠高于交通源、日子源或農(nóng)業(yè)源。工業(yè)源中化學原料及化學制品制造業(yè)VOCs排放量2.75萬噸,占工業(yè)源排放量2.54%,成為我省現(xiàn)在VOCs的源頭之一。
現(xiàn)在,常用于收回VOCs辦法有吸收、吸附、生物凈化、鍋爐熱力燃燒低溫等離子體、光催化氧化、蓄熱式熱氧化等。吸收法凈化功率取決于VOCs的水溶性,整體凈化功率較低,且易發(fā)生二次污染;關(guān)于易脫附且具有利用價值的物質(zhì)可選用吸附一再生法,如不可再生或無收回價值的選用吸附法,運轉(zhuǎn)費用偏高;低溫等離子體、光催化氧化和生物法一般僅適用于低濃度***風量有機廢氣處理;鍋爐熱力燃燒凈化功率高,但需依托鍋爐,運轉(zhuǎn)成本較高,且運用場合受限制;與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐比較,RTO具有熱收回功率(95%)和凈化功率(98%)高、運轉(zhuǎn)成本低、抗污染物濃度改變強、能處理***風量低濃度工業(yè)廢氣等***色,逐漸應用于化工、涂裝、印刷等職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣的污染防治中。
本文結(jié)合江蘇鹽城某農(nóng)藥出產(chǎn)企業(yè)含有機溶劑廢氣產(chǎn)排***征及工程經(jīng)驗,提出了選用三室RTO應用于醫(yī)化廢氣的結(jié)尾處理,取得了較***的環(huán)境和社會效益。
1項目概略
江蘇鹽城某農(nóng)藥企業(yè)***要出產(chǎn)氟環(huán)唑,氰氟草酯、吡氟草胺、二噻農(nóng)、咪酰胺、烯酰嗎啉、除草定、抗倒酯等產(chǎn)品。在正常出產(chǎn)過程中,各類反應釜、精餾塔、真空泵、離心機和離心母液搜集槽、干燥機、原料及產(chǎn)品儲罐等設(shè)備均會發(fā)生廢氣,廢氣中***要含有甲醇、異丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、苯酚、二乙胺、三乙胺、氯化亞砜、乙酸、二氯乙烷、石油醚、正丁醇、二甲基亞砜等蒸發(fā)性有機物和少數(shù)NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等無機污染物。企業(yè)原有廢氣管理手段包含冷凝、水洗、堿洗、次氯酸鈉吸收、活性炭吸附等。
依據(jù)現(xiàn)場實地調(diào)查,該企業(yè)廢氣搜集處理***要存在以下問題:①冷凝法可***量收回有機物料,水洗和堿洗對無機污染物具有必定作用,但對******多數(shù)VOCs作用欠佳;②次氯酸鈉吸收在必定程度上可去除具有還原性的VOCs,但存在二次污染問題;③現(xiàn)有活性炭吸附凈化設(shè)備無脫附再生體系,極易飽滿,僅選用活性炭吸附難以保證合格排放,同時又可發(fā)生***量廢活性炭等二次污染物。為此筆者結(jié)合該農(nóng)藥公司實踐情況,提出選用RTO凈化工藝處理含VOCs廢氣。
2工藝流程
三床式RTO處理該農(nóng)藥企業(yè)VOCs工藝流程如圖1所示,車間發(fā)生的含VOCs廢氣經(jīng)預處理后由前送風機送至前兩級水洗塔,除去無機廢氣和少數(shù)水溶性有機廢氣,同時起到除塵和降溫作用,以減輕RTO處理負荷;接著經(jīng)氣水分離器,除去水洗塔帶入的水分,防止安全事故;然后廢氣經(jīng)主風機送至RTO進行高溫燃燒處理;燃燒后的廢氣通過混合箱、水冷卻塔、后堿洗塔,經(jīng)降溫文除去燃燒發(fā)生的酸性氣體,經(jīng)排氣筒合格排放。
RTO處理VOCs工藝流程圖
3規(guī)劃要害
3.1規(guī)劃參數(shù)
依據(jù)企業(yè)已有的廢氣搜集體系,實測廢氣流量為Q--8000m3/l1,排氣溫度為30~C,考慮處理體系留有20%的操作余量,確定進入RTO設(shè)備的廢氣處理能力Q=10000m/h。其他規(guī)劃參數(shù)如表1所示。
RTO***要規(guī)劃參數(shù)
3.2防火間距
《建筑規(guī)劃防火規(guī)范》(GB50016—2014)明確提出了廠房、庫房、儲罐以及可燃資料堆場與明火或發(fā)出火花地點(IO燃燒爐)的***小防火間距,即:RTO燃燒爐與甲、乙類廠房的防火間距不宜小于30m,
與甲類庫房的防火間距至少為25m,與甲乙丙類液體儲罐的防火間距至少為25m,與濕式可燃氣體儲罐的防火間距至少為20m,與濕式氧氣儲罐的防火間距至少為25m,與可燃資料堆場的防火間距至少為12.5m。本項目RTO燃燒爐選址處與甲類廠房的防火間隔為35m,滿意GB50016.2014要求。
3.3選材原則
該農(nóng)藥企業(yè)廢氣中含鹵素、氮、硫等元素,這類有機物經(jīng)高溫燃燒后發(fā)生鹵化氫等酸性氣體,對RTO爐體形成嚴重腐蝕,從而影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn),因而,RTO選材必須考慮防腐問題。本體系為減緩RTO及輔佐設(shè)備腐蝕,在選材方面做了以下作業(yè):1)蓄熱室爐柵選用316L不銹鋼;2)RTO殼體內(nèi)壁涂耐溫防腐澆注資料(如耐酸膠注料);3)混合箱、水冷卻塔、后堿洗塔等配套設(shè)備亦選用316L不銹鋼,送風機和主風機選用防腐防爆型風機。
3.4蓄熱陶瓷體
陶瓷蓄熱體起到氣流定時轉(zhuǎn)化過程中的吸熱放熱功用,使RTO進出口廢氣的均勻溫差操控在30~C100~C,換熱功率***于95%,削減RTO的能源耗費以降低運轉(zhuǎn)費用。本項目陶瓷蓄熱體選用LANTEC
MLM180專利產(chǎn)品,其***色在于比表面積***680m2/m3,阻力小,熱容量***0.22BTU/lb*F(2.326J/kg*F),耐溫高可達1200~C,耐酸度99.5%,吸水率小于0.5%,壓碎力***于4kgf/cm2,熱脹冷縮系數(shù)小,為4.7X10一/~C,抗裂性能***,壽命長。
3.5切換閥
切換閥是蓄熱陶瓷體完成蓄熱、燃燒與吹掃功用的要害部件之一,因廢氣中含有腐蝕性介質(zhì)和粉塵顆粒,切換閥的頻繁動作會形成腐蝕和磨損,從而出現(xiàn)閥門密封不嚴、動作速度慢等問題,導致排氣出現(xiàn)瞬
1)燃爆檢控體系:本體系在前級水洗塔和RTO燃燒爐之間相應方位廢氣總管上設(shè)置VOCs可燃氣體在線檢測儀,用于測定廢氣的VOCs可燃氣體的濃度,給RTO前的閥門留有足夠的切換時間,保證進入
RTO的VOCs可燃氣體濃度小于混合氣體爆炸下限的25%。
2)爐膛溫控體系:當爐膛溫度超越上限溫度920℃時,本體系將主動翻開新風閥;當爐膛溫度超越上限溫度970~C時,本體系將主動翻開超溫排放閥;當爐膛溫度超越上上限溫度l050℃時,本體系將主動報警并主動停機,同時翻開旁通排放閥。
3)負壓操控體系:本體系在前級水洗塔和RTO燃燒爐之間相應方位廢氣總管設(shè)置壓力傳感器,負壓操控送風風機變頻器,來操控調(diào)理送風機風量;由爐膛的壓力傳感器負壓操控排風機變頻器,來操控調(diào)理排風機風量。
3.8二嗯英防治
根據(jù)二嗯英發(fā)生機理[1引,本體系做了以下作業(yè):1)對反應釜、真空泵等設(shè)備發(fā)生含二氯乙烷廢氣的加強冷凝收回;2)將含二氯乙烷廢氣單***搜集后選用活性炭吸附一蒸汽脫附收回;3)在盡量削減含二氯
乙烷廢氣進入RTO情況下,對蓄熱室尺度進行合理規(guī)劃,縮短燃燒后的高溫廢氣極冷時間,保證廢氣在中溫區(qū)(300~C~5o0℃)停留時間小于2S,從而削減二嗯英的發(fā)生。
4運轉(zhuǎn)作用
RTO處理該農(nóng)藥企業(yè)VOCs己穩(wěn)定運轉(zhuǎn)兩年,托付***三方檢測組織對RTO設(shè)備進出口尾氣進行了取樣監(jiān)測,結(jié)果如表2所示。
RTO設(shè)備取樣監(jiān)測結(jié)果
RTO設(shè)備進出口標干廢氣量8000m3/h,排氣筒高度H=25111;甲苯和非甲烷總烴排放限值履行《***氣污染物歸納排放規(guī)范》(GB16297.1996)表2二級規(guī)范;二氯乙烷排放濃度依據(jù)美***EPA工業(yè)環(huán)境實驗室核算,排放速率限值依據(jù)《擬定當?shù)?**氣污染物排放規(guī)范的技能辦法》(GB/T3840.1991)核算;二嗯英排放限值履行《日子廢物燃燒污染操控規(guī)范》(GB18485—2014)。
由表2可知,甲苯和非甲烷總烴排放限值滿意GB16297—1996中表2二級規(guī)范,二氯乙烷排放限值滿意EPA和GB/T3840—1991核算值。因尾氣中含有二氯乙烷,故對RTO出口的二嗯英進行了監(jiān)測,結(jié)果表明,二嗯英濃度為0.011ngTEQ/Nm3,遠低于GB184852014中二嗯英的濃度規(guī)范限值O.1ngTEQ/Nm3。
5經(jīng)濟剖析
1)RTO體系(包含爐體、前后噴淋吸收塔、防腐風機等)總投資合計150萬元。
2)RTO體系總裝機功率50kW,按70%運轉(zhuǎn)功率核算運轉(zhuǎn)功率35kW,按0.75元/kW˙h(峰谷電均勻價)核算,電費為630元/d。
3)體系正常運轉(zhuǎn)后,輕柴油均勻用量為6kg/h,按6.5元/kg輕柴油價格核算,輕柴油費用為936元/d。
4)耗費30%的液堿約100kg/d,按1000元/t的液堿價格,液堿費用為100元/d。按年運轉(zhuǎn)300天計,不計設(shè)備折舊、資金利息、維修費用等,RTO體系總運轉(zhuǎn)費用約為49.98萬元/a。
6結(jié)論
選用RTO氧化燃燒技能管理農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機廢氣,現(xiàn)場運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表明:甲苯和非甲烷總烴排放限值滿意《***氣污染物歸納排放規(guī)范》(GB16297—1996)中表2二級規(guī)范,二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業(yè)環(huán)境實驗室和《擬定當?shù)?**氣污染物排放規(guī)范的技能辦法》(GB/T3840.1991)核算值,二嗯英排放限值滿意《日子廢物燃燒污染操控規(guī)范》(GB18485—2014)表4規(guī)范。RTO體系總投資合計150萬元,年運轉(zhuǎn)費用49.98萬元,對該企業(yè)不構(gòu)成經(jīng)濟負擔。該設(shè)備的運用,能夠******削減VOCs的排放量,具有******的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。