精细化工是化学工业发展的战略重点,涉及细分行业门类众多。在精细化工产品生产过程中,很多生产环节都有VOCs废气排放,且大部分排放源头并非有组织排放。这些有机物质在空气中很容易挥发和扩散,对人员健康及环境造成危害。
近年来,各省市对排放涉及优先控制化学品名录中涉及化学物质的企业实施严格的清洁生产审核,而精细化工行业VOCs治理的难点在于对所有排放源进行有效收集和处理。
有机废气治理政策
环境保护、污染防治已经被提升到国家根本战略层面
VOCs的危害
1.雾霾:导致大气氧化性增强,促使大量其他气态污染物转化为PM2.5
2.臭氧:与能见度低、光化学烟雾、酸雨、霾、臭氧污染等密切相关
3.除环境影响外,很多VOC具有生物毒性,直接危害人体健康
精细化工行业废气排放特点
排放特点(医药化工、涂料、农药、中间体等)
(1)排放环节多样:存储、反应、蒸馏、抽真空固液分离、干燥、投料、卸料、取样、物料中转等众多环节。
(2)大部分为无组织排放,需要进行半封闭或密闭收集。
(3)排放浓度变化大、浓度值理论计算困难。
(4)废气中有机组分复杂,而且大多含有卤素、氮、溴、氟等。
(5)有些有机物为特征污染物,排放浓度要求极低。
医药化工有机废气治理重点-无组织排放的收集、治理(车间、加料、插真空、废水池等逸散的管控)
无组织废气收集设计要点
静电控制:无腐蚀性气体的管道选择金属管道,有腐蚀性气体的管道选择导静电玻璃钢;选择合理的流速,VOC废气控制在10-12m/,含氢气废气控制在7~8m/s。相互反应的物质不建议走同一套管路。
废气输送动力系统:1~2个生产车间,可以直接通过车间风机提供输送动力,也可以利用末端治理设备的进气风机提供动力;车间较多可增加中继风机使管线内为微负压,防止各车间废气互串,保持废气流向一致。
废气管道预留:管线上预留好未来管线接入口,并用盲板密封完好。
排液系统:废气进入管线会有饱和水在温差作用下会大量积液,影响废气输送,冬季还会导致冰冻,损坏管路。排液系统包括倾斜度、排液口、清理口等。如果液体为溶剂,会存在安全风险。
安全设施配置:为保证系统安全稳定运行,管线上需设置泄爆片、阻火器、氧含量检测仪、LEL浓度检测仪(LEL建议安装距离不低于50m,理想安装距离100m,至少配置两套,与新风联锁控制)。系统内需要补入集气罩废气与工艺废气混合,进入末端焚烧系统,以保证足够的含氧量维持火焰燃烧。
应急系统设计:为保证各生产车间安全,系统设置应急排放管线,当系统联锁判断有爆炸风险时,切换应急排放管路,将废气紧急排空
精细化工行业VOCs治理整体解决方案
有组织排放:直接采用末端治理技术回收去除
无组织排放:收集变“有组织”, 末端处理技术,过程管理与控制
VOCs治理涂装
VOCs产生主要环节:(1)低浓度:喷漆室、流平段;(2)高浓度:烘房
烘干过程有机废气特点:高温、高浓度
适用技术: RTO、RCO
喷漆室、流平室、调漆房有机废气
特点:低浓度、大风量,成分复杂,含气溶胶、漆雾、UV漆雾等
技术路线:预处理+沸石分子筛转轮+RTO/CO
表面处理
(1)打磨粉尘:除尘房,滤简除尘器
水分烘干
特点:高温、混合水雾的VOCs
适用技术: 喷淋塔
沸石浓缩转轮+蓄热式焚烧炉(RTO)
沸石浓缩转轮+RTO系统适合低浓度、大风量的有机废气处理装置:系统主要由预处理装置、沸石浓缩转轮、蓄热式焚烧炉(RTO)风机、烟肉等组成。
系统原理:主要利用沸石分子筛的多孔吸附性将有机物吸附浓宿,浓缩后的有机物经RTO高温(2750°C)将有机组分中的C、H化合物氧化分解成无害的CO2、H20等
沸石浓缩转轮+催化燃烧(CO)
沸石浓缩转轮+催化燃烧系统适合处理\大风量低浓度的挥发性有机废气装置。系统主要由预处理装置、沸石浓缩转轮装置、催化净化装置风机、烟肉等组成
系统原理:
主要利用沸石分子筛的多孔吸附性及催化燃尧在温度300-400°C在催化剂的作用下将有机组分中的C、H化合物氧化成无害的CO2、H20等
RTO+余热回收系统
RTO系统适用于中小风量、中高浓度的有机废气处理,系统主要由RTO氧化室、燃烧器、蓄热室、内保温系统、助燃系统、切换风阀、压缩空气系统、排气系统、换热器等组成。有机废气通过RTO氧化室高温区(750-850℃)使废气中的VOCs组份氧化分解成无害的CO2 和H2O。
RTO装置包括至少一组热回收率高达95%的陶瓷填充床换热器,可节省升温所需要的燃料消耗,降低运行成本。风机由变频器控制,以适应不同运的行工况。余热回收装部分主要由换热器、管路、风机等组成,对燃烧后排出的气体余热回用至生产车间、生活用水等,节约能源,创造效益。
石油化工领域
有组织排放--RTO/RCO
- 处理风量:单台最高可达160000方/小时
- 可处理各种VOCs
- RCO催化剂寿命3-5年
- 排放: 毫克级排放 处理效率99%
- 在合适的废气浓度条件下无需添加辅助燃料而实现热量自维持操作
医药化工领域
医药化工、有机化工治理思路--RTO
活性炭吸附箱
1、有机物去除率高(95%-99.5%)
2、可以在防爆区内使用。
3、物理吸附原理,处理含氯有机物时,不存在氧化焚烧产生(3)二噁英问题及风险。
4、优越的安全性,不燃性、可燃性的废气均可以处理;不存在着火/爆炸风险。
5、达标排放同时,可回收溶剂,回收后的溶剂分解少、能得到高品质的回収溶剂
6、适应有机物浓度范围广,低浓度~高浓度(10~10.000ppm)均可使用。
7、小型化、重量轻,设计紧凑;吸附容量大而且解析速度快吸附材料的使用量仅是以前的1/15~1/100左右,装置变轻空间减少。
洗涤塔
洗涤塔是一种新型的气体净化处理设备。它是在可浮动填料层气体净化器的基础上改进而产生的,广泛应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理,净化效果很好。洗涤塔属两相逆向流填料吸收塔。气体从塔体下方进气口沿切向进入净化塔,在通风机的动力作用下,迅速充满进气段空间,然后均匀地通过均流段上升到第一级填料吸收段。塔体的最上部是除雾段,气体中所夹带的吸收液雾滴在这里被清除下来,经过初步处理后的气体从吸收塔.上端排气管进入下一级处理设备: