蓄热式热氧化炉处理农药职业蒸发性有机废气

蓄热式热氧化炉处理农药职业蒸发性有机废气

 

核心提示：以农药职业蒸发性有机废气为研讨对象，***化了蓄热陶瓷体、切换阀、燃烧器等选材，以及安全操控和二噁英防治等方面规划参数，剖析了***征污染物进出气浓度及去除功率，探讨了蓄热式热氧化（RegenerativeThermalOxidizer，RTO）技能管理蒸发性有机废气实践运转作用。

 

以农药职业蒸发性有机废气为研讨对象，***化了蓄热陶瓷体、切换阀、燃烧器等选材，以及安全操控和二噁英防治等方面规划参数，剖析了***征污染物进出气浓度及去除功率，探讨了蓄热式热氧化（RegenerativeThermalOxidizer，RTO）技能管理蒸发性有机废气实践运转作用。结果表明甲苯和非甲烷总烃排放限值满意《***气污染物归纳排放规范》（GBl6297-1996）中表2二级规范，二氯乙烷排放限值满意美***EPA工业环境实验室和《拟定当地***气污染物排放规范的技能办法》（GB／T3840-1991）核算值，二噁英排放限值满意《日子废物燃烧污染操控规范》（GBl8485—2014）表4规范。RTO体系总投资150万元，年运转费用49．98万元，对该企业不构成经济负担。RTO合适农药职业蒸发性有机废气处理，***别是对含低浓度卤素废气在保证净化作用的同时又可按捺二噁英发生。

 

到2015年12月，江苏省农药职业规划以上企业28家，完成总产值430亿元。依据《***民经济职业类》(GB／T4754—2011)，农药出产属于化学原料及化学制品制造业***域，原辅资料品种多，有机溶剂耗费量***，工艺过程及产品环节多，易形成环境污染。该职业常用有机溶剂包含芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯类、酮类等，这类有机溶剂运用过程蒸发形成的VOCs(VolatileOrganicCompounds)是***气臭氧和二次有机气溶胶污染的重要前体物，且具有高毒性、致癌性，直接排放对人体健康会形成必定的危害。

 

依据《十三五规划全***分职业VOCs排放基数．江苏省》可知，现在江苏省VOCs排放总量230．85万吨，工业源排放量108.07万吨，占比46.81％，远高于交通源、日子源或农业源。工业源中化学原料及化学制品制造业VOCs排放量2.75万吨，占工业源排放量2.54％，成为我省现在VOCs的源头之一。

 

现在，常用于收回VOCs办法有吸收、吸附、生物净化、锅炉热力燃烧低温等离子体、光催化氧化、蓄热式热氧化等。吸收法净化功率取决于VOCs的水溶性，整体净化功率较低，且易发生二次污染；关于易脱附且具有利用价值的物质可选用吸附一再生法，如不可再生或无收回价值的选用吸附法，运转费用偏高；低温等离子体、光催化氧化和生物法一般仅适用于低浓度***风量有机废气处理；锅炉热力燃烧净化功率高，但需依托锅炉，运转成本较高，且运用场合受限制；与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉比较，RTO具有热收回功率(95％)和净化功率(98％)高、运转成本低、抗污染物浓度改变强、能处理***风量低浓度工业废气等***色，逐渐应用于化工、涂装、印刷等职业蒸发性有机废气的污染防治中。

 

本文结合江苏盐城某农药出产企业含有机溶剂废气产排***征及工程经验，提出了选用三室RTO应用于医化废气的结尾处理，取得了较***的环境和社会效益。

 

1项目概略

 

江苏盐城某农药企业***要出产氟环唑，氰氟草酯、吡氟草胺、二噻农、咪酰胺、烯酰吗啉、除草定、抗倒酯等产品。在正常出产过程中，各类反应釜、精馏塔、真空泵、离心机和离心母液搜集槽、干燥机、原料及产品储罐等设备均会发生废气，废气中***要含有甲醇、异丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、苯酚、二乙胺、三乙胺、氯化亚砜、乙酸、二氯乙烷、石油醚、正丁醇、二甲基亚砜等蒸发性有机物和少数NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等无机污染物。企业原有废气管理手段包含冷凝、水洗、碱洗、次氯酸钠吸收、活性炭吸附等。

 

依据现场实地调查，该企业废气搜集处理***要存在以下问题：①冷凝法可***量收回有机物料，水洗和碱洗对无机污染物具有必定作用，但对******多数VOCs作用欠佳；②次氯酸钠吸收在必定程度上可去除具有还原性的VOCs，但存在二次污染问题；③现有活性炭吸附净化设备无脱附再生体系，极易饱满，仅选用活性炭吸附难以保证合格排放，同时又可发生***量废活性炭等二次污染物。为此笔者结合该农药公司实践情况，提出选用RTO净化工艺处理含VOCs废气。

 

2工艺流程

 

三床式RTO处理该农药企业VOCs工艺流程如图1所示，车间发生的含VOCs废气经预处理后由前送风机送至前两级水洗塔，除去无机废气和少数水溶性有机废气，同时起到除尘和降温作用，以减轻RTO处理负荷；接着经气水分离器，除去水洗塔带入的水分，防止安全事故；然后废气经主风机送至RTO进行高温燃烧处理；燃烧后的废气通过混合箱、水冷却塔、后碱洗塔，经降温文除去燃烧发生的酸性气体，经排气筒合格排放。

 

RTO处理VOCs工艺流程图

 

3规划要害

 

3.1规划参数

 

 

依据企业已有的废气搜集体系，实测废气流量为Q--8000m3／l1，排气温度为30~C，考虑处理体系留有20％的操作余量，确定进入RTO设备的废气处理能力Q=10000m／h。其他规划参数如表1所示。

 

RTO***要规划参数

 

3.2防火间距

 

《建筑规划防火规范》(GB50016—2014)明确提出了厂房、库房、储罐以及可燃资料堆场与明火或发出火花地点(IO燃烧炉)的***小防火间距，即：RTO燃烧炉与甲、乙类厂房的防火间距不宜小于30m，

 

与甲类库房的防火间距至少为25m，与甲乙丙类液体储罐的防火间距至少为25m，与湿式可燃气体储罐的防火间距至少为20m，与湿式氧气储罐的防火间距至少为25m，与可燃资料堆场的防火间距至少为12．5m。本项目RTO燃烧炉选址处与甲类厂房的防火间隔为35m，满意GB50016．2014要求。

 

3.3选材原则

 

该农药企业废气中含卤素、氮、硫等元素，这类有机物经高温燃烧后发生卤化氢等酸性气体，对RTO炉体形成严重腐蚀，从而影响设备正常运转，因而，RTO选材必须考虑防腐问题。本体系为减缓RTO及辅佐设备腐蚀，在选材方面做了以下作业：1)蓄热室炉栅选用316L不锈钢；2)RTO壳体内壁涂耐温防腐浇注资料(如耐酸胶注料)；3)混合箱、水冷却塔、后碱洗塔等配套设备亦选用316L不锈钢，送风机和主风机选用防腐防爆型风机。

 

3.4蓄热陶瓷体

 

陶瓷蓄热体起到气流定时转化过程中的吸热放热功用，使RTO进出口废气的均匀温差操控在30~C100~C，换热功率***于95％，削减RTO的能源耗费以降低运转费用。本项目陶瓷蓄热体选用LANTEC

 

MLM180专利产品，其***色在于比表面积***680m2／m3，阻力小，热容量***0．22BTU／lb*F(2．326J／kg*F)，耐温高可达1200~C，耐酸度99．5％，吸水率小于0．5％，压碎力***于4kgf／cm2，热胀冷缩系数小，为4．7X10一／~C，抗裂性能***，寿命长。

 

3.5切换阀

 

切换阀是蓄热陶瓷体完成蓄热、燃烧与吹扫功用的要害部件之一，因废气中含有腐蚀性介质和粉尘颗粒，切换阀的频繁动作会形成腐蚀和磨损，从而出现阀门密封不严、动作速度慢等问题，导致排气出现瞬

1)燃爆检控体系：本体系在前级水洗塔和RTO燃烧炉之间相应方位废气总管上设置VOCs可燃气体在线检测仪，用于测定废气的VOCs可燃气体的浓度，给RTO前的阀门留有足够的切换时间，保证进入

 

RTO的VOCs可燃气体浓度小于混合气体爆炸下限的25％。

 

2)炉膛温控体系：当炉膛温度超越上限温度920℃时，本体系将主动翻开新风阀；当炉膛温度超越上限温度970~C时，本体系将主动翻开超温排放阀；当炉膛温度超越上上限温度l050℃时，本体系将主动报警并主动停机，同时翻开旁通排放阀。

 

3)负压操控体系：本体系在前级水洗塔和RTO燃烧炉之间相应方位废气总管设置压力传感器，负压操控送风风机变频器，来操控调理送风机风量；由炉膛的压力传感器负压操控排风机变频器，来操控调理排风机风量。

 

3.8二嗯英防治

 

根据二嗯英发生机理[1引，本体系做了以下作业：1)对反应釜、真空泵等设备发生含二氯乙烷废气的加强冷凝收回；2)将含二氯乙烷废气单***搜集后选用活性炭吸附一蒸汽脱附收回；3)在尽量削减含二氯

 

乙烷废气进入RTO情况下，对蓄热室尺度进行合理规划，缩短燃烧后的高温废气极冷时间，保证废气在中温区(300~C～5o0℃)停留时间小于2S，从而削减二嗯英的发生。

 

4运转作用

 

RTO处理该农药企业VOCs己稳定运转两年，托付***三方检测组织对RTO设备进出口尾气进行了取样监测，结果如表2所示。

 

RTO设备取样监测结果

 

RTO设备进出口标干废气量8000m3／h，排气筒高度H=25111；甲苯和非甲烷总烃排放限值履行《***气污染物归纳排放规范》(GB16297．1996)表2二级规范；二氯乙烷排放浓度依据美***EPA工业环境实验室核算，排放速率限值依据《拟定当地***气污染物排放规范的技能办法》(GB／T3840．1991)核算；二嗯英排放限值履行《日子废物燃烧污染操控规范》(GB18485—2014)。

 

由表2可知，甲苯和非甲烷总烃排放限值满意GB16297—1996中表2二级规范，二氯乙烷排放限值满意EPA和GB／T3840—1991核算值。因尾气中含有二氯乙烷，故对RTO出口的二嗯英进行了监测，结果表明，二嗯英浓度为0．011ngTEQ／Nm3，远低于GB184852014中二嗯英的浓度规范限值O．1ngTEQ／Nm3。

 

5经济剖析

 

1)RTO体系(包含炉体、前后喷淋吸收塔、防腐风机等)总投资合计150万元。

 

2)RTO体系总装机功率50kW，按70％运转功率核算运转功率35kW，按0．75元／kW˙h(峰谷电均匀价)核算，电费为630元／d。

 

3)体系正常运转后，轻柴油均匀用量为6kg／h，按6．5元／kg轻柴油价格核算，轻柴油费用为936元／d。

 

4)耗费30％的液碱约100kg／d，按1000元／t的液碱价格，液碱费用为100元／d。按年运转300天计，不计设备折旧、资金利息、维修费用等，RTO体系总运转费用约为49．98万元／a。

 

6结论

 

选用RTO氧化燃烧技能管理农药职业蒸发性有机废气，现场运转数据表明：甲苯和非甲烷总烃排放限值满意《***气污染物归纳排放规范》(GB16297—1996)中表2二级规范，二氯乙烷排放限值满意美***EPA工业环境实验室和《拟定当地***气污染物排放规范的技能办法》(GB／T3840．1991)核算值，二嗯英排放限值满意《日子废物燃烧污染操控规范》(GB18485—2014)表4规范。RTO体系总投资合计150万元，年运转费用49．98万元，对该企业不构成经济负担。该设备的运用，能够******削减VOCs的排放量，具有******的经济效益和环境效益。