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图1 工艺流程图
2.13 工艺优势
晨晰环保开发的VOCs负压平衡回收工艺具有不占地、投资运营成本低、治理彻底、零排放、VOC回收的焦油、氨以及苯等,通过洗苯塔等工序回收后,可变成其他产品,提高了回收率,极大地提高了工厂的经济效益。
2.2放散式有害尾气回炉燃烧工艺(高氧废气)
该工艺将脱硫工段和硫铵工段含氧量较高、附加值较低的VOCs废气经过收集、洗涤等过程引入焦炉的负压系统作为空气配风参与焦炉的燃烧将其中的VOCs组分彻底氧化分解。
2.2.1 工作原理
将化产回收工段含氧量较高、附加值较低的收集气经过酸洗塔、碱洗塔、水洗塔后,作为空气配风引入焦炉燃烧,以达到彻底氧化分解VOCs的目的。而目前大多焦化企业大部分已经安装了焦炉烟气脱硫脱硝装置,这部分的二氧化硫、氮氧化物会在脱硫脱硝装置中去除,可基本实现VOCs治理零排放。为保证安全,在废气进焦炉燃烧前设置可燃气体检测仪,可实时监测废气中易燃易爆的组分变化,并将信号输送至DCS控制系统。当组分浓度达到设置上限时,DCS报警,并自动打开配风阀门;当组分浓度达到设置上上限时,设置的入焦炉自动阀切断,确保生产安全。
图2 工艺流程图
2.22 工艺优势
(1)利用原有焦炉作为燃烧装置降低了建设投资费用;
(2)运行成本低,废气中的VOCs燃烧后的热能可回收利用,减少煤气消耗,减轻后端SCR的脱硝压力;
(3)安全性高,自动化程度高,可实现无人值守;
(4)废气燃烧后生成的氮氧化物和二氧化硫可直接利用焦炉烟气脱硫脱硝装置脱除,没有传统燃烧法的各种弊端。
2.3、旋转式蓄热独立燃烧工艺(RTO)
燃烧法是目前净化有机废气(VOCs)较彻底的工艺,得到各行业的充分认可。RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO),再生热氧化分解器,又称蓄热式焚烧器。该技术属于燃烧法的一种,将蓄热、热氧化集成为一体的VOCs净化技术。
2.31 工作原理
利用管路及引风机,就近收集逸散尾气,各个工序废气分类进行洗涤预处理,废气中的NH3在酸洗塔内被吸收液洗涤并与吸收液中的H2SO4发生反应,酸洗塔内的吸收液排至硫铵段母液槽;在碱洗塔内采用NaOH溶液对废气中的H2S、HCN等酸性气体进行吸收,碱洗塔内的吸收液排入机械化澄清槽;提盐工段废气经过洗涤后,洗涤废气中的盐颗粒;废气经过洗涤后汇集到废气总管,再由中继风机送入气液分离器进行气液分离,后经过程中一系列的浓度在线检测、压力/流量控制,由主引风机送入旋转式蓄热独立燃烧器(RTO)内进行废气净化处理,并最终实现无害排放。
图3 VOSc废气 RTO 焚烧流程示意图
2.32 工艺优势
(1)废气处理系统与焦炉生产系统互不影响,相互独立且运行成本低,无需消耗焦炉煤气;
(2)VOCs净化率≥97%(最高可达99.5%),对管道风压影响小(±25Pa,运行稳定),综合热回收率≥95%;
(3)不对焦炉本体产生影响,避免回炉废气长期对焦炉的侵害影响;
(4)拥有比回炉燃烧更高的废气净化效率,满足未来更高的排放要求;
(5)旋转阀式RTO系统设置了30项安全措施,从根源上杜绝了安全隐患;
(6)自动化程度高,整套系统可实现全自动运行,无人值守。
3 VOCs治理案例与部分业绩
中煤旭阳化产车间废气治理项目
河北中煤旭阳能源有限公司化产车间脱硫、硫铵及提盐岗位的废气原处理方式为统一收集后进入酸洗和碱洗塔进行洗涤,洗涤后送往焦炉掺配燃烧。鉴于日益严峻的环保形势,原有的治理工艺已经日益无法满足VOCs深度治理的需求。遂河北中煤旭阳经过多轮论证与考察后,最终委托北京晨晰环保对化产车间的废气系统进行提标改造。
北京晨晰环保在充分利旧的基础上,采用多级洗涤+气液分离+旋转式蓄热独立燃烧技术(RTO)的组合式工艺路线。利用管路及引风机,就近收集逸散尾气,各个工序废气分类进行洗涤预处理,废气中的NH3在酸洗塔内被吸收液洗涤并与吸收液中的H2SO4发生反应,酸洗塔内的吸收液排至硫铵段母液槽;在碱洗塔内采用NaOH溶液对废气中的H2S、HCN等酸性气体进行吸收,碱洗塔内的吸收液排入机械化澄清槽;提盐工段废气经过洗涤后,洗涤废气中的盐颗粒;废气经过洗涤后汇集到废气总管,再由中继风机送入气液分离器进行气液分离,后经过程中一系列的浓度在线检测、压力/流量控制,由主引风机送入旋转式蓄热独立燃烧器(RTO)内进行废气净化处理。改造后VOCs≤20mg/Nm3(非甲烷总烃);NOx≤35mg/Nm3;SO2≤15mg/Nm3;颗粒物≤10mg/Nm3;NH3≤5mg/Nm3;H2S≤0.5mg/Nm3;HCN≤0.5mg/Nm3,完全满足《工业企业挥发性有机物排放控制标准》《炼焦化学工业污染物排放标准》和污染物超超低排放的相关要求,且具有脱除效率高、建设运营成本低、安全可靠等优势。
晨晰环保部分VOCs业绩表
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