RTO蓄热式热氧化炉处理医化废气

Date:November 20, 2018 1063

选用蓄热式热氧化炉(RTO)处理医化职业排放的挥发性有机废气,经过组合喷淋体系和优化规划参数,使一般特征污染因子的均匀净化功率到达95%以上,RTO浓度远低于《大气污染物归纳排放规范》(GB16297-1996)中的二级规范,热收回功率达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适用于医化职业挥发性有机废气的处理。

来源:《中国环保工业》

  1引言


  医化职业在生产过程中会排放很多挥发性有机物(VOCs),其间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。因为医化职业运用的有机溶剂品种多,排放物成分杂乱且不稳定,导致发生的废气处理难度大,一般的处理技术较难到达预期的处理作用,因此需求寻求一种净化功率高、适用范围广的处理技术。


  目前,VOCs的结尾处理技术许多,有吸收、低温等离子、光催化、生物净化、吸附、催化氧化、锅炉热力燃烧、蓄热式热氧化(RTO)等。吸收法的净化功率可达80%~90%,但有二次污染,且对非水溶性物质的净化功率低;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;吸附法净化功率可达90%以上,RTO资讯但如不再生收回,运转费用偏高,如再生收回则要求收回物质易脱附且有利用价值;催化氧化净化功率较高,但催化剂费用昂贵,且废气中不能有使催化剂失活的成分;锅炉热力燃烧净化功率高,但需依托锅炉,运用场合受限制;RTO的净化功率和热收回功率高,适用性广,可以满意严苛的处理要求。


  2000年后,在引入消化国外RTO的基础上,国内生产的RTO逐步应用于涂装、印刷、化工等职业,但在医化职业应用很少。本文评论将三室RTO应用于医化废气的结尾处理,取得了较好的环境和社会效益。


  2工程规划


  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发生废气,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数氯化氢。


  企业目前现已对车间发生的废气进行了收集,旋转rto并计划选用活性炭吸附装置作为结尾处理手段。但因为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,并且因为废气成分杂乱,即便能够再生收回,也无可利用性,收回的物料还需求作为危废进行处理处置,增加了企业负担。比照活性炭吸附装置,RTO适用于对该废气进行处理,因此企业决议新增一套RTO作为结尾处理设备,并验证了对该废气的净化作用。


  2.2规划条件


  根据企业现已采取的收集措施,规划总风量为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,其间甲醇、甲苯、二氯甲烷和丙酮的浓度相对较高,测定大部分时刻总VOCs的浓度均高于1500mg/m3,有相当长的时刻段高于2000mg/m3,个别数据乃至接近4000mg/m3。


  2.3工艺规划


  RTO的废气处理工艺流程图见图1。



  车间发生的废气,预处理后由主引风机送1#碱洗塔,除掉大部分氯化氢,以下降对后续设备的腐蚀;接着经阻火器,阻断可能发生的回火,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进行燃烧处理;燃烧后的废气经过水冷却塔、2#碱洗塔,经降温和除掉酸性气体后,由出口风机送排气筒合格排放。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,经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。


  其间,RTO选用三个蓄热室,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(该陶瓷层现已把上一循环的热量“储存”起来),陶瓷开释热量温度下降,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自动控制燃烧器并弥补燃料,使废气进一步升温并坚持污染物氧化所需温度(760℃~800℃),并留有足够的停留时刻(不小于1.5s),将废气中的VOCs充分氧化成CO2和H2O;氧化后的高温尾气脱离燃烧室进入蓄热室2,开释热量使尾气温度下降后脱离RTO,而蓄热室2的陶瓷吸热升温,“储存”很多的热量用于下个循环加热运用;处理后的尾气脱离蓄热室2时,引回一部分干净尾气打扫吹扫蓄热室3,使蓄热室3残存的废气重新返回燃烧室处理,使VOCs的净化功率到达98%以上。如此不断地替换进行,一般情况下,RTO的排气温度高于进气温度不超过30℃~100℃,实现低温合格排放。



  2.4工程特点


  (1)在废气进入RTO前,需尽量除掉酸性气体,减轻废气对RTO的腐蚀,蓄热室炉栅选用耐温防腐浇注资料整体浇注而成,在下降投资费用的同时提高RTO的运用寿命。


  (2)因为大部分VOCs都是易燃易爆的气体,所以在废气进入RTO前的总管上,距RTO足够距离处设置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刻,确保进入RTO的VOCs可燃气体浓度小于混合气体爆炸下限的1/4[10]。在进入RTO的鼓风机前设置阻火器,避免回火;设置缓冲罐,起调理废气浓度兼具泄爆的功用。


  (3)规划处理废气在RTO燃烧室停留时刻不小于1.5s,炉膛燃烧温度大于820℃,以确保RTO对VOCs具有较高的净化功率。


  (4)在废气进RTO前设置缓冲罐,混合废气使进气浓度平稳;规划RTO壳体内耐火保温层厚度为240mm,资料为硅酸铝耐火纤维,使RTO壳体表面温度不大于65℃。


  (5)陶瓷蓄热层起到气流定时转换过程中的吸热放热功用,可以使RTO进出口废气的均匀温差控制在30℃~100℃,下降排烟温度,削减RTO的能源耗费以下降运转费用。


  (6)在废气收集过程中尽量削减含氯废气进入RTO,并规划RTO具有合理的蓄热室尺寸,缩短燃烧后的高温废气在开释热量降温过程中的时刻,确保废气在中温区(300℃~500℃)的停留时刻小于2s,削减二英类物质的发生。


  3运转作用


  将RTO用于该医化企业的废气处理,经过一段时刻调试后,该处理体系进入稳定运转阶段,浙江省环境监测中心于2013年8月对废气处理设备进行了检验监测。监测结果表明,特征污染因子的均匀净化功率大部分都在95%以上,满意《大气污染物归纳排放规范》(GB16297-1996)中新污染源二级规范。VOCs类的监测数据见表2。



  因为企业运用很多的二氯甲烷,环境监测部分也对出口的二英类进行了检验监测。二英类浓度均匀值分别为0.019TEQng/m3和0.011TEQng/m3,远低于《危险废物燃烧污染控制规范》(GB18484-2001)中二英类的浓度规范限值0.5TEQng/m3。监测结果见表3。


  4经济指标


  RTO+喷淋体系的总投资费用约300万元。


  RTO+喷淋体系的总装机容量97.5kW,运转功率为70.5kW,按70%的运转功率,0.7元/kW˙h的电价,则每日发生的电费为829.1元。体系正常运转后,日均匀最大天然气用量为300m3,按3.2元/m3


  的天然气价格,每日耗费的天然气费用为960元/d;日耗费30%的液碱约150kg/d,按1000元/t的液碱价格,每日耗费的液碱费用为150元。


  按年运转300天计,总运转费用约为58.17万元/a。


  5定论


  (1)RTO适于处理中低浓度的医化废气,适用范围广,具有很好的净化功率,特征污染因子的均匀净化功率一般都在95%以上,使处理后的废气合格排放,是一种值得推广的医化废气结尾处理设备。


  (2)RTO的热收回功率高,在坚持壳体表面温度65℃以下的同时,将废气进出口温差控制在30℃~120℃,可使热收回功率到达95%以上,下降了运转费用。


  (3)在废气存在含氯有机物时,经过优化RTO的规划参数,尽量削减净化后的废气在中温区的时刻,确保停留时刻小于2s,使二英类均匀排放浓度小于0.019TEQng/m3。


文章来源:中国RTO设备网

文章标题:RTO蓄热式热氧化炉处理医化废气

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