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蓄热式热氧化炉处理农药行业挥发性有机废气

北极星VOCs在线  来源:《广州化学》  作者:胡志军 李建军等  2017/9/28 14:49:20  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:有机废气 VOCs排放 废气治理

北极星VOCs在线讯:摘要:以农药行业挥发性有机废气为研究对象,优化了蓄热陶瓷体、切换阀、燃烧器等选材,以及安全控制和二噁英防治等方面设计参数,分析了特征污染物进出气浓度及去除效率,探讨了蓄热式热氧化(RegenerativeThermalOxidizer,RTO)技术治理挥发性有机废气实际运行效果。结果表明甲苯和非甲烷总烃排放限值满足《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)中表2二级标准,二氯乙烷排放限值满足美国EPA工业环境实验室和《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T3840-1991)计算值,二噁英排放限值满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GBl8485—2014)表4标准。RTO系统总投资150万元,年运行费用49.98万元,对该企业不构成经济负担。RTO适合农药行业挥发性有机废气处理,特别是对含低浓度卤素废气在保证净化效果的同时又可抑制二噁英产生。

截至2015年12月,江苏省农药行业规模以上企业28家,实现总产值430亿元。根据《国民经济行业类》(GB/T4754—2011),农药生产属于化学原料及化学制品制造业范畴,原辅材料种类多,有机溶剂消耗量大,工艺过程及产物环节多,易造成环境污染。该行业常用有机溶剂包括芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯类、酮类等,这类有机溶剂使用过程挥发形成的VOCs(VolatileOrganicCompounds)是大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造成一定的危害。

根据《十三五规划全国分行业VOCs排放基数.江苏省》可知,目前江苏省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、生活源或农业源。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%,成为我省目前VOCs的源头之一。

目前,常用于回收VOCs方法有吸收、吸附、生物净化、锅炉热力焚烧低温等离子体、光催化氧化、蓄热式热氧化等。吸收法净化效率取决于VOCs的水溶性,总体净化效率较低,且易产生二次污染;对于易脱附且具有利用价值的物质可选用吸附一再生法,如不可再生或无回收价值的采用吸附法,运行费用偏高;低温等离子体、光催化氧化和生物法一般仅适用于低浓度大风量有机废气处理;锅炉热力焚烧净化效率高,但需依托锅炉,运行成本较高,且使用场合受限制;与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比,RTO具有热回收效率(95%)和净化效率(98%)高、运行成本低、抗污染物浓度变化强、能处理大风量低浓度工业废气等特点,逐步应用于化工、涂装、印刷等行业挥发性有机废气的污染防治中。

本文结合江苏盐城某农药生产企业含有机溶剂废气产排特征及工程经验,提出了采用三室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。

1项目概况

江苏盐城某农药企业主要生产氟环唑,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。在正常生产过程中,各类反应釜、精馏塔、真空泵、离心机和离心母液收集槽、干燥机、原料及产品储罐等设备均会产生废气,废气中主要含有甲醇、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、二甲基亚砜等挥发性有机物和少量NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等无机污染物。企业原有废气治理手段包括冷凝、水洗、碱洗、次氯酸钠吸收、活性炭吸附等。

根据现场实地调查,该企业废气收集处理主要存在以下问题:①冷凝法可大量回收有机物料,水洗和碱洗对无机污染物具有一定效果,但对绝大多数VOCs效果欠佳;②次氯酸钠吸收在一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装置无脱附再生系统,极易饱和,仅采用活性炭吸附难以确保达标排放,同时又可产生大量废活性炭等二次污染物。为此笔者结合该农药公司实际情况,提出采用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,车间产生的含VOCs废气经预处理后由前送风机送至前两级水洗塔,除去无机废气和少量水溶性有机废气,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,避免安全事故;然后废气经主风机送至RTO进行高温焚烧处理;焚烧后的废气通过混合箱、水冷却塔、后碱洗塔,经降温和除去焚烧产生的酸性气体,经排气筒达标排放。

3设计要点

3.1设计参数

根据企业已有的废气收集系统,实测废气流量为Q--8000m3/l1,排气温度为30~C,考虑处理系统留有20%的操作余量,确定进入RTO装置的废气处理能力Q=10000m/h。其余设计参数如表1所示。

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