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焦化废气含有沥青烟、苯并芘及苯类等有害物质,如果直接排放,会造成大气污染,影响当地的生态环境。因此,对焦化废气进行VOCs废气处理并使其达标排放,是焦化行业可持续发展的必然要求。
某焦化化工厂是生产苯类、酚类、萘类、树脂类、盐类等化工产品为主的煤化工综合利用企业,该化工厂在正常生产过程中会产生温度为20~50℃、流量为4000~18000m3/h的焦化废气,按照国家相关废气排放标准的规定,若要将VOCs废气处理净化达标,需要由3台蓄热室组成的大型蓄热式燃烧装置(RTO)进行净化。
三室蓄热式燃烧装置
RTO设备正常运行时,废气的进气和排气通过阀门切换来完成。
第1个工作周期中,废气自下而上经A蓄热室升温,然后进入燃烧室氧化放热;氧化放热结束后,自上而下通过B蓄热室,与蓄热室内的填料进行换热,将热量传递给B蓄热室,再经过工艺管路进入烟囱排放;此时C蓄热室处于吹扫状态,用吹扫风机将蓄热室(含集气室)中的滞留废气吹入燃烧室氧化处理,防止因蓄热室的切换过程影响废气处理效率。
第2个工作周期中,A蓄热室处于吹扫状态,废气自下而上进入B蓄热室,与已吸收热量的填料进行换热后,进入燃烧室氧化放热,再自上而下通过C蓄热室,并将热量传递给C蓄热室后,进入烟囱。
第3个工作周期中,B蓄热室处于吹扫状态,废气由C蓄热室进入,氧化放热后,通过A蓄热室进入烟囱,完成了RTO装置运行的1个大周期,如此交替运行。
为进一步帮扶指导我市重点行业企业在选择VOCs废气治理工艺上能切实符合自身实际,同时废气治理设备设计要求满足国家相关标准,并且保证相关VOCs治理设施操作、运行过程可记录、可核查,衡水市生态环境局根据原《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2026-2013)中相关要求,将吸附法工业有机废气治理工程技术需要注意的内容予以重点解读,以期为企业在选择VOCs废气治理方式和环保设施时提供技术参考。
该技术是通过吸附、脱附、燃烧和冷却的过程,进而把大风量、中低浓度的有机废气浓缩成小流量、高浓度有机废气净化技术,大大节约设备的投资及运行费用。
吸附法常用的吸附材料有:
颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性碳纤维及沸石转轮;燃烧装置主要有催化燃烧(CO)、蓄热式催化燃烧(RCO)、直接燃烧(DTO)、蓄热式直接燃烧(RTO),需要根据被处理的有机气体特性及客户的需求来合理选择。
吸附法工业有机废气处理
工艺设计要点:
治理工程的处理能力应根据废气的处理量确定,设计风量宜按照废气排放量的120%进行设计。
吸附装置的净化效率不得低于90%。
根据吸附剂再生方式和解析气体后处理方式的不同,可选用的典型治理工艺有:
a)水蒸气再生-冷凝回收工艺;(常见)
b)热气流(空气或惰性气体)再生-冷凝回收工艺;
c)热气流(空气)再生-催化燃烧或高温焚烧工艺;(常见)
d)降压解析再生-液体吸收工艺。
部分废气是需要进行预处理的:
当废气中的颗粒物含量超过1mg/m³时,应采用过滤或洗涤等方式进行预处理。
吸附剂的选择应符合下列规定:
当采用热气流吹扫方式再生时,煤质颗粒活性炭的性能应满足GB/T 7701.5的要求,采用非煤质活性炭作吸附剂时可参照执行。颗粒分子筛的BET比表面积应不低于350㎡/g。
蜂窝活性炭和蜂窝分子筛的横向强度应不低于0.3MPa,纵向强度应不低于0.8MPa,蜂窝活性炭的BET比表面积不低于750㎡/g,蜂窝分子筛的BET比表面积应不低于350㎡/g。
活性炭纤维毡的断裂强度应不小于5N,BET比表面积应不低于1100㎡/g。
采用颗粒状吸附剂时,气体流速宜低于0.60m/s;采用纤维状吸附剂时,气体流速宜低于0.15m/s;采用蜂窝状吸附剂时,气体流速宜低于1.2m/s。
对于采用蜂窝状吸附剂的移动式吸附装置,气体流速宜低于1.2m/s。
采用纤维状吸附剂时,吸附单元的压力损失宜低于4kPa;采用其他形状吸附剂时,吸附单元的压力损失宜低于2.5kPa。
吸附剂的再生需要注意:
当使用热空气再生时,对于活性炭和活性炭纤维吸附剂,热气流温度应低于120℃;含有酮类等时,不得采用热空气再生。脱附后气流中有机物的浓度应严格控制在其爆炸极限下限的25%以下。进行吸附剂再生时,超过规定温度时,应能自动报警,并立即启动降温装置。
高温再生后的吸附剂应降温后使用。
吸附再生过程需要注意以下安全措施:
在吸附操作的周期内,吸附了有机气体后吸附床内的温度应低于83℃。当吸附装置内的温度超过83℃时,应能自动报警,并立即启动降温装置。
催化燃烧或高温焚烧装置应进行整体保温,外表面温度应低于60℃。
设施运行过程中要注意建立记录制度,主要记录内容包括:
a)治理装置的启动、停止时间;
b)吸附剂、过滤材料、催化剂、吸收剂等的质量分析数据、采购量、使用量及更换时间;
c)治理装置运行工艺控制参数,至少包括治理设备进、出口浓度和吸附装置内温度;
d)主要设备维修情况;
e)运行事故及维修情况;
f)定期检验、评价及评估情况;
g)吸附回收工艺中的污水排放、副产物处置情况。