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(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(dān)。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(xué)原料及化學(xué)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(xué)原料及化學(xué)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(fēng)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(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(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(yīng)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(yù)處理后由前送風(fēng)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(fēng)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(yán)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(fēng)機和主風(fēng)機選用防腐防爆型風(fēng)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(yán)、動作速度慢等問題，導(dǎo)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(yīng)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(dāng)爐膛溫度超越上限溫度920℃時，本體系將主動翻開新風(fēng)閥；當(dāng)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(dāng)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(yīng)方位廢氣總管設(shè)置壓力傳感器，負壓操控送風(fēng)風(fēng)機變頻器，來操控調(diào)理送風(fēng)機風(fēng)量；由爐膛的壓力傳感器負壓操控排風(fēng)機變頻器，來操控調(diào)理排風(fēng)機風(fēng)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(yīng)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(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(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(fēng)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(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(dān)。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。