精細化工是化學工業發展的戰略重點,涉及細分行業門類眾多。在精細化工產品生產過程中,很多生產環節都有VOCs廢氣排放,且大部分排放源頭并非有組織排放。這些有機物質在空氣中很容易揮發和擴散,對人員健康及環境造成危害。
近年來,各省市對排放涉及優先控制化學品名錄中涉及化學物質的企業實施嚴格的清潔生產審核,而精細化工行業VOCs治理的難點在于對所有排放源進行有效收集和處理。
有機廢氣治理政策
環境保護、污染防治已經被提升到國家根本戰略層面
VOCs的危害
1.霧霾:導致大氣氧化性增強,促使大量其他氣態污染物轉化為PM2.5
2.臭氧:與能見度低、光化學煙霧、酸雨、霾、臭氧污染等密切相關
3.除環境影響外,很多VOC具有生物毒性,直接危害人體健康
精細化工行業廢氣排放特點
排放特點(醫藥化工、涂料、農藥、中間體等)
(1)排放環節多樣:存儲、反應、蒸餾、抽真空固液分離、干燥、投料、卸料、取樣、物料中轉等眾多環節。
(2)大部分為無組織排放,需要進行半封閉或密閉收集。
(3)排放濃度變化大、濃度值理論計算困難。
(4)廢氣中有機組分復雜,而且大多含有鹵素、氮、溴、氟等。
(5)有些有機物為特征污染物,排放濃度要求極低。
醫藥化工有機廢氣治理重點-無組織排放的收集、治理(車間、加料、插真空、廢水池等逸散的管控)
無組織廢氣收集設計要點
靜電控制:無腐蝕性氣體的管道選擇金屬管道,有腐蝕性氣體的管道選擇導靜電玻璃鋼;選擇合理的流速,VOC廢氣控制在10-12m/,含氫氣廢氣控制在7~8m/s。相互反應的物質不建議走同一套管路。
廢氣輸送動力系統:1~2個生產車間,可以直接通過車間風機提供輸送動力,也可以利用末端治理設備的進氣風機提供動力;車間較多可增加中繼風機使管線內為微負壓,防止各車間廢氣互串,保持廢氣流向一致。
廢氣管道預留:管線上預留好未來管線接入口,并用盲板密封完好。
排液系統:廢氣進入管線會有飽和水在溫差作用下會大量積液,影響廢氣輸送,冬季還會導致冰凍,損壞管路。排液系統包括傾斜度、排液口、清理口等。如果液體為溶劑,會存在安全風險。
安全設施配置:為保證系統安全穩定運行,管線上需設置泄爆片、阻火器、氧含量檢測儀、LEL濃度檢測儀(LEL建議安裝距離不低于50m,理想安裝距離100m,至少配置兩套,與新風聯鎖控制)。系統內需要補入集氣罩廢氣與工藝廢氣混合,進入末端焚燒系統,以保證足夠的含氧量維持火焰燃燒。
應急系統設計:為保證各生產車間安全,系統設置應急排放管線,當系統聯鎖判斷有爆炸風險時,切換應急排放管路,將廢氣緊急排空
精細化工行業VOCs治理整體解決方案
有組織排放:直接采用末端治理技術回收去除
無組織排放:收集變“有組織”, 末端處理技術,過程管理與控制
VOCs治理涂裝
VOCs產生主要環節:(1)低濃度:噴漆室、流平段;(2)高濃度:烘房
烘干過程有機廢氣特點:高溫、高濃度
適用技術: RTO、RCO
噴漆室、流平室、調漆房有機廢氣
特點:低濃度、大風量,成分復雜,含氣溶膠、漆霧、UV漆霧等
技術路線:?預處理+沸石分子篩轉輪+RTO/CO
表面處理
(1)打磨粉塵:除塵房,濾簡除塵器
水分烘干
特點:高溫、混合水霧的VOCs
適用技術: 噴淋塔
沸石濃縮轉輪+蓄熱式焚燒爐(RTO)
沸石濃縮轉輪+RTO系統適合低濃度、大風量的有機廢氣處理裝置:系統主要由預處理裝置、沸石濃縮轉輪、蓄熱式焚燒爐(RTO)風機、煙肉等組成。
系統原理:主要利用沸石分子篩的多孔吸附性將有機物吸附濃宿,濃縮后的有機物經RTO高溫(2750°C)將有機組分中的C、H化合物氧化分解成無害的CO2、H20等
沸石濃縮轉輪+催化燃燒(CO)
沸石濃縮轉輪+催化燃燒系統適合處理\大風量低濃度的揮發性有機廢氣裝置。系統主要由預處理裝置、沸石濃縮轉輪裝置、催化凈化裝置風機、煙肉等組成
系統原理:
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主要利用沸石分子篩的多孔吸附性及催化燃堯在溫度300-400°C在催化劑的作用下將有機組分中的C、H化合物氧化成無害的CO2、H20等
RTO+余熱回收系統
RTO系統適用于中小風量、中高濃度的有機廢氣處理,系統主要由RTO氧化室、燃燒器、蓄熱室、內保溫系統、助燃系統、切換風閥、壓縮空氣系統、排氣系統、換熱器等組成。有機廢氣通過RTO氧化室高溫區(750-850℃)使廢氣中的VOCs組份氧化分解成無害的CO2 和H2O。
RTO裝置包括至少一組熱回收率高達95%的陶瓷填充床換熱器,可節省升溫所需要的燃料消耗,降低運行成本。風機由變頻器控制,以適應不同運的行工況。余熱回收裝部分主要由換熱器、管路、風機等組成,對燃燒后排出的氣體余熱回用至生產車間、生活用水等,節約能源,創造效益。
石油化工領域
有組織排放--RTO/RCO
- 處理風量:單臺最高可達160000方/小時
- 可處理各種VOCs
- RCO催化劑壽命3-5年
- 排放: 毫克級排放 處理效率99%
- 在合適的廢氣濃度條件下無需添加輔助燃料而實現熱量自維持操作
醫藥化工領域
醫藥化工、有機化工治理思路--RTO
活性炭吸附箱
1、有機物去除率高(95%-99.5%)
2、可以在防爆區內使用。
3、物理吸附原理,處理含氯有機物時,不存在氧化焚燒產生(3)二噁英問題及風險。
4、優越的安全性,不燃性、可燃性的廢氣均可以處理;不存在著火/爆炸風險。
5、達標排放同時,可回收溶劑,回收后的溶劑分解少、能得到高品質的回収溶劑
6、適應有機物濃度范圍廣,低濃度~高濃度(10~10.000ppm)均可使用。
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7、小型化、重量輕,設計緊湊;吸附容量大而且解析速度快吸附材料的使用量僅是以前的1/15~1/100左右,裝置變輕空間減少。
洗滌塔
洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設備。它是在可浮動填料層氣體凈化器的基礎上改進而產生的,廣泛應用于工業廢氣凈化、除塵等方面的前處理,凈化效果很好。洗滌塔屬兩相逆向流填料吸收塔。氣體從塔體下方進氣口沿切向進入凈化塔,在通風機的動力作用下,迅速充滿進氣段空間,然后均勻地通過均流段上升到第一級填料吸收段。塔體的最上部是除霧段,氣體中所夾帶的吸收液霧滴在這里被清除下來,經過初步處理后的氣體從吸收塔.上端排氣管進入下一級處理設備:
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