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蓄热式热氧化炉处理医化废气

北极星VOCs在线  来源:《中国环保产业》  作者:滕富华 顾震宇等  2017/9/27 13:43:48  我要投稿  
所属频道: VOCs制药  关键词:废气处理 有机废气 医化废气

北极星VOCs在线讯:摘要:采用蓄热式热氧化炉(RTO)处理医化行业排放的挥发性有机废气,通过组合喷淋系统和优化设计参数,使一般特征污染因子的平均净化效率达到95%以上,浓度远低于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中的二级标准,热回收效率达95%以上;含氯元素废气处理后的尾气中,二英浓度小于0.019TEQng/m3,表明RTO适用于医化行业挥发性有机废气的处理。

1引言

医化行业在生产过程中会排放大量挥发性有机物(VOCs),其中大部分是有毒有害及恶臭类物质,控制不到位必将污染大气环境,严重危害人体健康。由于医化行业使用的有机溶剂种类多,排放物成分复杂且不稳定,导致产生的废气处理难度大,一般的处理技术较难达到预期的处理效果,因此需要寻求一种净化效率高、适用范围广的处理技术。

目前,VOCs的末端处理技术很多,有吸收、低温等离子、光催化、生物净化、吸附、催化氧化、锅炉热力焚烧、蓄热式热氧化(RTO)等。吸收法的净化效率可达80%~90%,但有二次污染,且对非水溶性物质的净化效率低;低温等离子、光催化和生物法一般仅适用于低浓度废气的处理;吸附法净化效率可达90%以上,但如不再生回收,运行费用偏高,如再生回收则要求回收物质易脱附且有利用价值;催化氧化净化效率较高,但催化剂费用昂贵,且废气中不能有使催化剂失活的成分;锅炉热力焚烧净化效率高,但需依托锅炉,使用场合受限制;RTO的净化效率和热回收效率高,适用性广,可以满足严苛的处理要求。

2000年后,在引进消化国外RTO的基础上,国内生产的RTO逐步应用于涂装、印刷、化工等行业,但在医化行业应用很少。本文讨论将三室RTO应用于医化废气的末端处理,取得了较好的环境和社会效益。

2工程设计

2.1项目概况

浙江某医化企业主要从事原料药及制剂的生产和销售。在日常生产过程中,反应釜、离心机母液槽、真空泵、干燥机及储罐等设备中都会产生废气,废气中主要含有二氯甲烷、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、甲苯、乙酸丁酯、氯甲烷、三乙胺、乙腈、丙酮、DMF、异丙醇、2-甲基四氢呋喃等挥发性有机物和少量氯化氢。

企业目前已经对车间产生的废气进行了收集,并计划采用活性炭吸附装置作为末端处理手段。但由于废气的挥发性有机组分中,部分含有不饱和键,因而会影响活性炭的脱附再生,而且由于废气成分复杂,即使能够再生回收,也无可利用性,回收的物料还需要作为危废进行处理处置,增加了企业负担。对比活性炭吸附装置,RTO适用于对该废气进行处理,因此企业决定新增一套RTO作为末端处理设施,并验证了对该废气的净化效果。

2.2设计条件

根据企业已经采取的收集措施,设计总风量为2万m3/h。车间生产过程中,挥发性有机组分的浓度波动很大,其中甲醇、甲苯、二氯甲烷和丙酮的浓度相对较高,测定大部分时间总VOCs的浓度均高于1500mg/m3,有相当长的时间段高于2000mg/m3,个别数据甚至接近4000mg/m3。

2.3工艺设计

RTO的废气处理工艺流程图见图1。

车间产生的废气,预处理后由主引风机送1#碱洗塔,除去大部分氯化氢,以降低对后续设备的腐蚀;接着经阻火器,阻断可能产生的回火,避免安全事故;再进入PP缓冲罐,缓冲罐起气体混合、缓冲和泄爆作用;然后废气经鼓风机送RTO进行焚烧处理;焚烧后的废气通过水冷却塔、2#碱洗塔,经降温和除去酸性气体后,由出口风机送排气筒达标排放。在主引风机前的总管上安装VOCs在线检测仪,当检测到废气进口浓度过高(超过5000ppm)时,通过阀门切换使废气由主引风机送活性炭吸附塔,经排气筒应急排放。

其中,RTO采用三个蓄热室,工艺流程图见图2。

废气经鼓风机送RTO后,先进入蓄热室1的陶瓷蓄热层(该陶瓷层已经把上一循环的热量“贮存”起来),陶瓷释放热量温度降低,使废气升至较高的温度(约700℃)后进入燃烧室;在燃烧室中,由PLC自动控制燃烧器并补充燃料,使废气进一步升温并维持污染物氧化所需温度(760℃~800℃),并留有足够的停留时间(不小于1.5s),将废气中的VOCs充分氧化成CO2和H2O;氧化后的高温尾气离开燃烧室进入蓄热室2,释放热量使尾气温度降低后离开RTO,而蓄热室2的陶瓷吸热升温,“贮存”大量的热量用于下个循环加热使用;处理后的尾气离开蓄热室2时,引回一部分干净尾气清扫吹扫蓄热室3,使蓄热室3残存的废气重新返回燃烧室处理,使VOCs的净化效率达到98%以上。如此不断地交替进行,一般情况下,RTO的排气温度高于进气温度不超过30℃~100℃,实现低温达标排放。

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