蓄熱式熱氧化爐處理農藥職業蒸發性有機廢氣

 

核心提示：以農藥職業蒸發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劃參數，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）技能管理蒸發性有機廢氣實踐運轉作用。

 

以農藥職業蒸發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劃參數，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）技能管理蒸發性有機廢氣實踐運轉作用。結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范》（GBl6297-1996）中表2二級規范，二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業環境實驗室和《擬定當地***氣污染物排放規范的技能辦法》（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范》（GBl8485—2014）表4規范。RTO體系總投資150萬元，年運轉費用49．98萬元，對該企業不構成經濟負擔。RTO合適農藥職業蒸發性有機廢氣處理，***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生。

 

到2015年12月，江蘇省農藥職業規劃以上企業28家，完成總產值430億元。依據《***民經濟職業類》(GB／T4754—2011)，農藥出產屬于化學原料及化學制品制造業***域，原輔資料品種多，有機溶劑耗費量***，工藝過程及產品環節多，易形成環境污染。該職業常用有機溶劑包含芳香烴類、脂肪烴類、脂環烴類、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《十三五規劃全***分職業VOCs排放基數．江蘇省》可知，現在江蘇省VOCs排放總量230．85萬噸，工業源排放量108.07萬噸，占比46.81％，遠高于交通源、日子源或農業源。工業源中化學原料及化學制品制造業VOCs排放量2.75萬噸，占工業源排放量2.54％，成為我省現在VOCs的源頭之一。

 

現在，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，且易發生二次污染；關于易脫附且具有利用價值的物質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，運轉成本較高，且運用場合受限制；與傳統的催化燃燒、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、運轉成本低、抗污染物濃度改變強、能處理***風量低濃度工業廢氣等***色，逐漸應用于化工、涂裝、印刷等職業蒸發性有機廢氣的污染防治中。

 

本文結合江蘇鹽城某農藥出產企業含有機溶劑廢氣產排***征及工程經驗，提出了選用三室RTO應用于醫化廢氣的結尾處理，取得了較***的環境和社會效益。

 

1項目概略

 

江蘇鹽城某農藥企業***要出產氟環唑，氰氟草酯、吡氟草胺、二噻農、咪酰胺、烯酰嗎啉、除草定、抗倒酯等產品。在正常出產過程中，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、原料及產品儲罐等設備均會發生廢氣，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、二甲基亞砜等蒸發性有機物和少數NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等無機污染物。企業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。

 

依據現場實地調查，該企業廢氣搜集處理***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現有活性炭吸附凈化設備無脫附再生體系，極易飽滿，僅選用活性炭吸附難以保證合格排放，同時又可發生***量廢活性炭等二次污染物。為此筆者結合該農藥公司實踐情況，提出選用RTO凈化工藝處理含VOCs廢氣。

 

2工藝流程

 

三床式RTO處理該農藥企業VOCs工藝流程如圖1所示，車間發生的含VOCs廢氣經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，經降溫文除去燃燒發生的酸性氣體，經排氣筒合格排放。

 

RTO處理VOCs工藝流程圖

 

3規劃要害

 

3.1規劃參數

 

 

依據企業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設備的廢氣處理能力Q=10000m／h。其他規劃參數如表1所示。

 

RTO***要規劃參數

 

3.2防火間距

 

《建筑規劃防火規范》(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

 

該農藥企業廢氣中含鹵素、氮、硫等元素，這類有機物經高溫燃燒后發生鹵化氫等酸性氣體，對RTO爐體形成嚴重腐蝕，從而影響設備正常運轉，因而，RTO選材必須考慮防腐問題。本體系為減緩RTO及輔佐設備腐蝕，在選材方面做了以下作業：1)蓄熱室爐柵選用316L不銹鋼；2)RTO殼體內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費用。本項目陶瓷蓄熱體選用LANTEC

 

MLM180專利產品，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，從而出現閥門密封不嚴、動作速度慢等問題，導致排氣出現瞬

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置壓力傳感器，負壓操控送風風機變頻器，來操控調理送風機風量；由爐膛的壓力傳感器負壓操控排風機變頻器，來操控調理排風機風量。

 

3.8二嗯英防治

 

根據二嗯英發生機理[1引，本體系做了以下作業：1)對反應釜、真空泵等設備發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劃，縮短燃燒后的高溫廢氣極冷時間，保證廢氣在中溫區(300~C～5o0℃)停留時間小于2S，從而削減二嗯英的發生。

 

4運轉作用

 

RTO處理該農藥企業VOCs己穩定運轉兩年，托付***三方檢測組織對RTO設備進出口尾氣進行了取樣監測，結果如表2所示。

 

RTO設備取樣監測結果

 

RTO設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范》(GB16297．1996)表2二級規范；二氯乙烷排放濃度依據美***EPA工業環境實驗室核算，排放速率限值依據《擬定當地***氣污染物排放規范的技能辦法》(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測，結果表明，二嗯英濃度為0．011ngTEQ／Nm3，遠低于GB184852014中二嗯英的濃度規范限值O．1ngTEQ／Nm3。

 

5經濟剖析

 

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％運轉功率核算運轉功率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300天計，不計設備折舊、資金利息、維修費用等，RTO體系總運轉費用約為49．98萬元／a。

 

6結論

 

選用RTO氧化燃燒技能管理農藥職業蒸發性有機廢氣，現場運轉數據表明：甲苯和非甲烷總烴排放限值滿意《***氣污染物歸納排放規范》(GB16297—1996)中表2二級規范，二氯乙烷排放限值滿意美***EPA工業環境實驗室和《擬定當地***氣污染物排放規范的技能辦法》(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范》(GB18485—2014)表4規范。RTO體系總投資合計150萬元，年運轉費用49．98萬元，對該企業不構成經濟負擔。該設備的運用，能夠******削減VOCs的排放量，具有******的經濟效益和環境效益。