蓄熱式熱氧化爐處理農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機(jī)廢氣

 

核心提示：以農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機(jī)廢氣為研討對(duì)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(jìn)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(jī)廢氣實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)作用。

 

以農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機(jī)廢氣為研討對(duì)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(jìn)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(jī)廢氣實(shí)踐運(yùn)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(jí)規(guī)范，二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室和《擬定當(dāng)?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(wàn)元，年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用49．98萬(wàn)元，對(duì)該企業(yè)不構(gòu)成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。RTO合適農(nóng)藥職業(yè)蒸發(fā)性有機(jī)廢氣處理，***別是對(duì)含低濃度鹵素廢氣在保證凈化作用的同時(shí)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(jì)職業(yè)類》(GB／T4754—2011)，農(nóng)藥出產(chǎn)屬于化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)***域，原輔資料品種多，有機(jī)溶劑耗費(fèi)量***，工藝過(guò)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(jī)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(jī)溶劑運(yùn)用過(guò)程蒸發(fā)形成的VOCs(VolatileOrganicCompounds)是***氣臭氧和二次有機(jī)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(duì)人體健康會(huì)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(wàn)噸，工業(yè)源排放量108.07萬(wàn)噸，占比46.81％，遠(yuǎn)高于交通源、日子源或農(nóng)業(yè)源。工業(yè)源中化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)VOCs排放量2.75萬(wàn)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(jià)值的物質(zhì)可選用吸附一再生法，如不可再生或無(wú)收回價(jià)值的選用吸附法，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)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(fēng)量有機(jī)廢氣處理；鍋爐熱力燃燒凈化功率高，但需依托鍋爐，運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高，且運(yùn)用場(chǎng)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(yùn)轉(zhuǎn)成本低、抗污染物濃度改變強(qiáng)、能處理***風(fēng)量低濃度工業(yè)廢氣等***色，逐漸應(yīng)用于化工、涂裝、印刷等職業(yè)蒸發(fā)性有機(jī)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(jī)溶劑廢氣產(chǎn)排***征及工程經(jīng)驗(yàn)，提出了選用三室RTO應(yīng)用于醫(yī)化廢氣的結(jié)尾處理，取得了較***的環(huán)境和社會(huì)效益。

 

1項(xiàng)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(guò)程中，各類反應(yīng)釜、精餾塔、真空泵、離心機(jī)和離心母液搜集槽、干燥機(jī)、原料及產(chǎn)品儲(chǔ)罐等設(shè)備均會(huì)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(jī)物和少數(shù)NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等無(wú)機(jī)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(chǎng)實(shí)地調(diào)查，該企業(yè)廢氣搜集處理***要存在以下問(wèn)題：①冷凝法可***量收回有機(jī)物料，水洗和堿洗對(duì)無(wú)機(jī)污染物具有必定作用，但對(duì)******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(wèn)題；③現(xiàn)有活性炭吸附凈化設(shè)備無(wú)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(shí)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(shí)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(yù)處理后由前送風(fēng)機(jī)送至前兩級(jí)水洗塔，除去無(wú)機(jī)廢氣和少數(shù)水溶性有機(jī)廢氣，同時(shí)起到除塵和降溫作用，以減輕RTO處理負(fù)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(fēng)機(jī)送至RTO進(jìn)行高溫燃燒處理；燃燒后的廢氣通過(guò)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(shí)測(cè)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(jìn)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(kù)房、儲(chǔ)罐以及可燃資料堆場(chǎng)與明火或發(fā)出火花地點(diǎn)(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(kù)房的防火間距至少為25m，與甲乙丙類液體儲(chǔ)罐的防火間距至少為25m，與濕式可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐的防火間距至少為20m，與濕式氧氣儲(chǔ)罐的防火間距至少為25m，與可燃資料堆場(chǎng)的防火間距至少為12．5m。本項(xiàng)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(jī)物經(jīng)高溫燃燒后發(fā)生鹵化氫等酸性氣體，對(duì)RTO爐體形成嚴(yán)重腐蝕，從而影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因而，RTO選材必須考慮防腐問(wèn)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(fēng)機(jī)和主風(fēng)機(jī)選用防腐防爆型風(fēng)機(jī)。

 

3.4蓄熱陶瓷體

 

陶瓷蓄熱體起到氣流定時(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的吸熱放熱功用，使RTO進(jìn)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(fèi)以降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。本項(xiàng)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(dá)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(zhǎng)。

 

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(dòng)作會(huì)形成腐蝕和磨損，從而出現(xiàn)閥門密封不嚴(yán)、動(dòng)作速度慢等問(wèn)題，導(dǎo)致排氣出現(xiàn)瞬

1)燃爆檢控體系：本體系在前級(jí)水洗塔和RTO燃燒爐之間相應(yīng)方位廢氣總管上設(shè)置VOCs可燃?xì)怏w在線檢測(cè)儀，用于測(cè)定廢氣的VOCs可燃?xì)怏w的濃度，給RTO前的閥門留有足夠的切換時(shí)間，保證進(jìn)入

 

RTO的VOCs可燃?xì)怏w濃度小于混合氣體爆炸下限的25％。

 

2)爐膛溫控體系：當(dāng)爐膛溫度超越上限溫度920℃時(shí)，本體系將主動(dòng)翻開新風(fēng)閥；當(dāng)爐膛溫度超越上限溫度970~C時(shí)，本體系將主動(dòng)翻開超溫排放閥；當(dāng)爐膛溫度超越上上限溫度l050℃時(shí)，本體系將主動(dòng)報(bào)警并主動(dòng)停機(jī)，同時(shí)翻開旁通排放閥。

 

3)負(fù)壓操控體系：本體系在前級(jí)水洗塔和RTO燃燒爐之間相應(yīng)方位廢氣總管設(shè)置壓力傳感器，負(fù)壓操控送風(fēng)風(fēng)機(jī)變頻器，來(lái)操控調(diào)理送風(fēng)機(jī)風(fēng)量；由爐膛的壓力傳感器負(fù)壓操控排風(fēng)機(jī)變頻器，來(lái)操控調(diào)理排風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

 

3.8二嗯英防治

 

根據(jù)二嗯英發(fā)生機(jī)理[1引，本體系做了以下作業(yè)：1)對(duì)反應(yīng)釜、真空泵等設(shè)備發(fā)生含二氯乙烷廢氣的加強(qiáng)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(jìn)入RTO情況下，對(duì)蓄熱室尺度進(jìn)行合理規(guī)劃，縮短燃燒后的高溫廢氣極冷時(shí)間，保證廢氣在中溫區(qū)(300~C～5o0℃)停留時(shí)間小于2S，從而削減二嗯英的發(fā)生。

 

4運(yùn)轉(zhuǎn)作用

 

RTO處理該農(nóng)藥企業(yè)VOCs己穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)兩年，托付***三方檢測(cè)組織對(duì)RTO設(shè)備進(jìn)出口尾氣進(jìn)行了取樣監(jiān)測(cè)，結(jié)果如表2所示。

 

RTO設(shè)備取樣監(jiān)測(cè)結(jié)果

 

RTO設(shè)備進(jìn)出口標(biāo)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(jí)規(guī)范；二氯乙烷排放濃度依據(jù)美***EPA工業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室核算，排放速率限值依據(jù)《擬定當(dāng)?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(jí)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(duì)RTO出口的二嗯英進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，二嗯英濃度為0．011ngTEQ／Nm3，遠(yuǎn)低于GB184852014中二嗯英的濃度規(guī)范限值O．1ngTEQ／Nm3。

 

5經(jīng)濟(jì)剖析

 

1)RTO體系(包含爐體、前后噴淋吸收塔、防腐風(fēng)機(jī)等)總投資合計(jì)150萬(wàn)元。

 

2)RTO體系總裝機(jī)功率50kW，按70％運(yùn)轉(zhuǎn)功率核算運(yùn)轉(zhuǎn)功率35kW，按0．75元／kW˙h(峰谷電均勻價(jià))核算，電費(fèi)為630元／d。

 

3)體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，輕柴油均勻用量為6kg／h，按6．5元／kg輕柴油價(jià)格核算，輕柴油費(fèi)用為936元／d。

 

4)耗費(fèi)30％的液堿約100kg／d，按1000元／t的液堿價(jià)格，液堿費(fèi)用為100元／d。按年運(yùn)轉(zhuǎn)300天計(jì)，不計(jì)設(shè)備折舊、資金利息、維修費(fèi)用等，RTO體系總運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用約為49．98萬(wàn)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(jī)廢氣，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(jí)規(guī)范，二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室和《擬定當(dāng)?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(jì)150萬(wàn)元，年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用49．98萬(wàn)元，對(duì)該企業(yè)不構(gòu)成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。該設(shè)備的運(yùn)用，能夠******削減VOCs的排放量，具有******的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。