某化工生產(chǎn)企業(yè)廢氣綜合治理工程設(shè)計

鐘鑫梅

(上海博馨環(huán)境技術(shù)工程有限公司，上海 201802)

0 前言

隨著我國綜合實力的不斷發(fā)展，各個行業(yè)也都處在高速發(fā)展的跑道上。化工行業(yè)，作為我國綜合國力提升的一個重要保障，是社會經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的組成部分。為了響應(yīng)國內(nèi)外環(huán)保號召，化工企業(yè)在生產(chǎn)的同時，還要借助科學(xué)技術(shù)方法，實事求是、因地制宜地進行同步治理，提升廢棄物的綜合治理水平，避免不達標(biāo)廢棄物的直接排放。

1 化工廢氣處理常用工藝

國內(nèi)化工企業(yè)廢氣處理的常用工藝手段包括：吸附處理、吸收處理、氧化處理、生物法處理。

吸附處理是采用活性炭等吸附劑對廢氣進行吸附、凈化；吸收處理是采用填料塔、噴淋塔等設(shè)備，使得廢氣經(jīng)過吸收液后分離出來，起到凈化的效果；氧化處理是對廢氣進行燃燒等處理，實現(xiàn)氧化、分解；生物法處理是讓廢氣經(jīng)過特定的活性生物層，被這些微生物降解。

2 某化工生產(chǎn)企業(yè)廢氣綜合治理工程設(shè)計

2.1 項目概況

某化工生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有化成車間、無塵涂裝車間和二次硫化車間。在酸洗工序有硫酸霧揮發(fā)，在調(diào)漆、噴涂漆和烘干工序揮發(fā)涂裝有機廢氣，在二次硫化工序揮發(fā)二氧化硫和硫化氫等惡臭廢氣?，F(xiàn)以上廢氣已經(jīng)收集(除調(diào)漆與1個新加小型烘箱外)，并通過環(huán)保設(shè)施后排放于室外。由于環(huán)保治理設(shè)備陳舊老化，目前不能滿足地方環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，且煙囪高度不足15 m，需對以上廢氣進行有效治理，并確保環(huán)保排放達到當(dāng)?shù)刈钚屡欧艠?biāo)準(zhǔn)。主要污染物為：乙酸異戊酯、二甲苯、甲醇、硫化氫、二氧化硫和非甲烷總烴。

2.2 設(shè)計依據(jù)

法律法規(guī)：如《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》等。國家標(biāo)準(zhǔn)：如《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095—2012、《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ 2—2019等。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：如《通風(fēng)管道技術(shù)規(guī)程》JGJ141—2017、《環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求——工業(yè)廢氣吸附凈化裝置》HJ/T386—2016等。

2.3 凈化工藝與流程

2.3.1凈化工藝選擇

根據(jù)該公司廢氣排放概況及現(xiàn)場勘察分析，該公司所使用油漆為水性環(huán)保油漆，易揮發(fā)，有機物含量低；但是稀釋劑為油性稀釋劑，用量較大，故涂裝廢氣易揮發(fā)有機物濃度較大，含有漆霧，溫度為常溫。二次硫化廢氣有機易揮發(fā)物濃度極低，但惡臭異味較大，有一定的溫度；酸洗所用酸洗液為30%硫酸，稀硫酸本身揮發(fā)性較小，酸霧濃度較低，溫度為常溫等。

根據(jù)以上特性，本案酸洗廢氣治理設(shè)計選用高效堿洗工藝，二次硫化廢氣治理設(shè)計選用高效堿洗+活性炭吸附凈化工藝；本案涂裝廢氣治理設(shè)計選用前置初效漆霧過濾+活性炭吸附凈化工藝。

2.3.2酸洗廢氣治理工藝流程

酸洗廢氣治理工藝流程：酸洗廢氣→高效堿洗塔→引力風(fēng)機→煙囪。

酸洗廢氣經(jīng)集氣罩收集后進入風(fēng)管，在離心引力風(fēng)機作用下，由風(fēng)管負壓進入高效堿洗塔。廢氣以2 m/s的速度通過混合洗滌層，與逆向霧化噴淋的吸收液在混合吸收層充分混合、接觸、吸收。經(jīng)兩層洗滌、吸收后，可與堿液反應(yīng)的酸洗廢氣充分吸收中和凈化。洗滌廢液向下流入循環(huán)槽，再由循環(huán)泵泵至噴淋層，進行循環(huán)洗滌。廢氣通過洗滌吸收層后，向上進入脫水除霧層，將水霧充分脫除，經(jīng)凈化達標(biāo)后的氣體，在增壓風(fēng)機作用下，由煙囪15 m以上高空排放。定期向循環(huán)槽手動加堿液。

2.3.3涂裝廢氣治理工藝流程

涂裝廢氣治理工藝流程：涂裝廢氣→前置初效→活性炭吸附塔→引力風(fēng)機→煙囪。

配漆、噴漆、涂漆、烘干過程中產(chǎn)生的涂裝廢氣經(jīng)收集后進入風(fēng)管，在離心引力風(fēng)機作用下，由風(fēng)管負壓進入前置初效過濾器，漆霧被過濾層阻留，除漆霧后的較潔凈有機氣體進入活性炭吸附塔，進行吸附凈化。有機廢氣在穿過活性炭吸附層時被活性炭吸附固定。經(jīng)凈化達標(biāo)后的氣體，在引力風(fēng)機作用下，由煙囪15 m高空排放。根據(jù)該公司的實際情況，建議每三個月更換一次。

2.3.4涂裝二次硫化廢氣治理工藝流程

涂裝廢氣治理工藝流程：二次硫化廢氣→高效堿洗塔→活性炭吸附塔→引力風(fēng)機→煙囪。

涂裝二次硫化廢氣治理工藝流程，參照酸洗廢氣治理工藝流程描述及涂裝廢氣治理工藝流程。

2.4 工程設(shè)備規(guī)劃

該化工企業(yè)待處理廢氣現(xiàn)有參數(shù)見表1。

表1 該化工企業(yè)待處理廢氣現(xiàn)有參數(shù) m3/h

根據(jù)表1中該公司的現(xiàn)有廢氣參數(shù)，工程設(shè)備規(guī)劃配置如下。

2.4.1化成車間酸洗廢氣環(huán)保設(shè)備配置

風(fēng)機與控制使用原有設(shè)備，用高效堿洗塔更換原有老舊水洗塔，變原有正壓處理為負壓處理，增加煙囪與煙囪支架。高效堿洗塔，1套，考慮表1內(nèi)化成酸洗集氣罩的風(fēng)量為15 000 m3/h，故該高效堿洗塔的處理風(fēng)量需要≥15 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用PPGE，阻力約800 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計DN1.8 m，高H6 m，凈化效率≥90%。耐酸堿泵1套，功率預(yù)計3 kW。

2.4.2化成車間酸洗廢氣環(huán)保設(shè)備配置

涂裝車間密封處理后，拆除原有環(huán)保處理設(shè)施及部分管道，風(fēng)機考慮表1內(nèi)化成涂裝水簾罩、集氣罩的風(fēng)量25 000 m3/h，故該風(fēng)機的處理風(fēng)量需要≥25 000 m3/h。在此使用原有25 000 m3/h風(fēng)量風(fēng)機，控制系統(tǒng)使用原25 000 m3/h風(fēng)量風(fēng)機的控制系統(tǒng)，將風(fēng)管引致地面制定安裝位置，增加煙囪及其支架。

前置漆霧過濾器，1套，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥25 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，阻力約200 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計1.8 m×1.8 m×1.8 m(長×寬×高)，凈化效率≥90%。

活性炭吸附塔，1套，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥25 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，阻力約800 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計3.4 m×1.9 m×2.0 m(長×寬×高)，凈化效率≥90%。其中炭層厚度200 mm，裝炭量約1.5 t。

2.4.3二次硫化車間廢氣環(huán)保設(shè)備配置

拆除原有老化設(shè)施，利用原有收集管道，將原有烘箱頂端的無組織外排管接入烘箱門上方的收集罩，變?yōu)橛薪M織排放，增加煙囪及其支架。高效堿洗塔，1套，考慮表1內(nèi)二次硫化集氣罩的風(fēng)量30 000 m3/h，故該高效堿洗塔的處理風(fēng)量需要≥30 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用PPGE，阻力約800 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計DN2.4 m，高6 m，凈化效率≥90%。耐酸堿泵1套，功率預(yù)計4 kW。

活性炭吸附塔，1套，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥30 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，阻力約800 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計3.3 m×1.5 m×1.5 m(長×寬×高)，凈化效率≥90%。其中炭層厚度100 mm，裝炭量約1 t。離心引力風(fēng)機，1臺，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥30 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，全壓約1 600 Pa，設(shè)備功率22 kW。變頻控制系統(tǒng)，1套，設(shè)備材質(zhì)選用碳鋼，設(shè)備功率30 kW。

2.4.4無塵涂裝車間廢氣環(huán)保設(shè)備配置

拆除原有環(huán)保處理設(shè)施，拆除烘箱門口上方集氣罩，增加車間烘箱廢氣強制換氣收集和調(diào)漆間廢氣集氣罩收集，將原有2套處理系統(tǒng)并線集中為1套處理系統(tǒng)，增加煙囪及其支架。

前置漆霧過濾器，1套，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥40 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，阻力約200 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計1.8 m×2.0 m×2.4 m(長×寬×高)，凈化效率≥90%?；钚蕴课剿?，1套，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥40 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，阻力約800 Pa，設(shè)備尺寸預(yù)計3.8 m×1.9 m×2.4 m(長×寬×高)，凈化效率≥90%。其中炭層厚度200 mm，裝炭量約2.5 t。離心引力風(fēng)機，1臺，考慮表1內(nèi)數(shù)值，其處理風(fēng)量需要≥40 000 m3/h。設(shè)備內(nèi)部材質(zhì)選用碳鋼，全壓約1 500 Pa，設(shè)備功率30 kW。變頻控制系統(tǒng)，1套，設(shè)備材質(zhì)選用碳鋼，設(shè)備功率35 kW。

2.5 處理效果

2.5.1酸霧處理效果

霧化處理效果指標(biāo)見表2。

表2 霧化處理效果指標(biāo)

2.5.2二次硫化處理效果

二次硫化處理效果指標(biāo)見表3。

表3 二次硫化處理效果指標(biāo)

2.5.3涂裝廢氣處理效果

涂裝廢氣處理效果指標(biāo)見表4。

表4 涂裝廢氣處理效果指標(biāo)

2.5.4處理效果說明

經(jīng)過對該化工生產(chǎn)企業(yè)廢氣處理設(shè)備進行整改及添置，處理后，均采用15 m煙囪排放，且酸霧、二次硫化處理廢氣、涂裝廢氣的排放濃度及排放速率均優(yōu)于國家及當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，符合整改預(yù)期，待相關(guān)單位重新測試認證后，可以繼續(xù)進行該類化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3 結(jié)論

介紹了國內(nèi)化工企業(yè)廢氣處理的常用工藝，以某化工生產(chǎn)企業(yè)廢氣處理情況作為實際案例，詳細介紹了廢氣處理的工藝流程設(shè)計及環(huán)保設(shè)備選型，可以為相關(guān)企業(yè)廢氣的處理提供參考。