隨著時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在生活中的各個方面，目前，針對有機廢氣，已經(jīng)開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟安全的有機廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經(jīng)應(yīng)用，該系統(tǒng)具有燃燒效率高、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟效益好的特點。
摘要：有機廢氣治理技術(shù)目前已經(jīng)多樣化,但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性,對于企業(yè)來說,綜合選擇適當?shù)挠袡C廢氣治理方法至關(guān)重要。針對浙江某制藥公司污水處理廠產(chǎn)生的有機廢氣開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟安全的鍋爐焚燒處理技術(shù)，經(jīng)應(yīng)用，該技術(shù)適用于有機廢氣的深度處理，有機污染物的總凈化效率不低于95%，投資及運行費用低，顯示出良好的經(jīng)濟環(huán)境效益。
引言
有機廢氣會對環(huán)境和人類產(chǎn)生嚴重危害，已成為我國環(huán)境保護工作的重點之一。目前，國內(nèi)外治理有機廢氣比較普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法、生物處理法等，近年來又出現(xiàn)了一些新技術(shù)，如膜分離法、光分解法和吸附催化氧化技術(shù)等綜合處理技術(shù)。雖然有機廢氣治理技術(shù)目前已經(jīng)多樣化，但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性，而且不同排放源的廢氣組成也千差萬別。因此，對于企業(yè)來說，統(tǒng)籌考慮有機污染物的種類、性質(zhì)、濃度、凈化要求和經(jīng)濟性等因素，綜合選擇適當?shù)挠袡C廢氣治理方法顯得至關(guān)重要。
針對某醫(yī)化企業(yè)工業(yè)廢水處理廠產(chǎn)生的有機廢氣無害化處理的項目，開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟安全的有機廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經(jīng)應(yīng)用，該系統(tǒng)具有燃燒效率高、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟效益好的特點。
1鍋爐熱力焚燒處理技術(shù)
鍋爐熱力燃燒技術(shù)指利用現(xiàn)有供電鍋爐、供熱鍋爐或其他非廢氣處理專用的焚燒爐，將產(chǎn)生的有機廢氣經(jīng)簡單預(yù)處理后直接引入到鍋爐燃燒室，在不增加設(shè)備或少增加設(shè)備的情況下，廢氣中的有機碳氫化合物遇熱后氧化并徹底分解為二氧化碳和水，達到凈化污染物的目的。 鍋爐熱力燃燒技術(shù)具有簡單實用、投資省、運行費用低、凈化效率高的優(yōu)點，還能帶來一定的經(jīng)濟效益。蔡春雷等設(shè)計將聚醚生產(chǎn)過程中的有機廢氣送入鍋爐進行焚燒，運行結(jié)果表明，鍋爐尾氣能達到國家的相關(guān)排放標準，鍋爐熱力焚燒技術(shù)可用于有機廢氣處理。但有機氣體大都易燃易爆，對鍋爐存在腐蝕、爆炸等安全風險，同時如果有機廢氣中含有除碳氫外的其他元素，則可能在燃燒后產(chǎn)生二次污染。因此，對于有機廢氣的處理，除凈化效率外還需要著重考慮處理系統(tǒng)的安全性。
2鍋爐熱力焚燒技術(shù)工程應(yīng)用
2.1項目概況
浙江某醫(yī)化企業(yè)集中污水處理廠日常運行過程中，其調(diào)節(jié)池、水解池、厭氧池等有惡臭氣體產(chǎn)生。此前，企業(yè)針對部分有惡臭產(chǎn)生的水池已進行加蓋并將廢氣送至“堿洗+活性炭吸附”的工藝設(shè)備處理后排放，但是由于堿洗對惡臭氣體中有機物的吸收能力較差，且活性炭在運行過程中很快吸附飽和后穿透，同時前道堿洗后廢氣將夾帶大量的水汽進入活性炭，使得活性炭層受潮，影響其使用，尾氣無法穩(wěn)定達標排放。為了解決上述問題，企業(yè)決定對其進行改造，利用企業(yè)熱電循環(huán)流化床鍋爐，采用鍋爐熱力焚燒有機廢氣的技術(shù)進行治理。
該企業(yè)制藥過程中使用大量有機溶劑，部分溶劑在使用過程中進入污水后到達污水處理廠。經(jīng)分析，污水處理廠廢氣主要成分為少量甲苯、二甲苯、乙苯、二氯甲烷等有機廢氣和H2S、氨等惡臭廢氣，通過預(yù)處理后，進入鍋爐系統(tǒng)焚燒的有機污染物主要為甲苯、二甲苯、乙苯和二氯甲烷。
2.2廢氣處理工藝介紹
本項目設(shè)計將集中污水處理廠廢氣(廢氣量50000～60000m3/h)經(jīng)企業(yè)原有的堿洗+除霧等預(yù)處理系統(tǒng)處理，由引風機經(jīng)長距離不銹鋼管道輸送，并再次除霧去除水汽后通過預(yù)熱器預(yù)熱，送入鍋爐焚燒。該廢氣量分配至熱電廠90t/h循環(huán)流化床鍋爐，符合鍋爐一、二次補風量要求，在進焚燒爐前新增了除霧器，進一步降低水汽含量。具體工藝流程見圖1。
2.3.1預(yù)處理系統(tǒng)
分析產(chǎn)生的污染物組分和焚燒爐工藝，在廢氣送焚燒爐前后的熱電廠內(nèi)的管道、風機或者預(yù)熱階段存在可能的腐蝕風險，需要采取一定的防腐保護措施。本項目在廢氣送熱電廠前采用堿洗噴淋預(yù)處理，去除硫化氫等酸性氣體，并能夠降低廢氣溫度，起到一定的防燃、防爆及阻隔的作用。
2.3.2除霧系統(tǒng)
噴淋后的廢氣夾帶大量水汽，空氣中的水分含量影響鍋爐焚燒效率，本項目在增壓離心風機前后設(shè)置了兩道除霧系統(tǒng)，有效降低進入鍋爐中的水汽含量，設(shè)備采用了絲網(wǎng)除霧器，對于3μm以上的霧滴，除霧效率達到98%以上。
2.3.3輸送系統(tǒng)
輸送系統(tǒng)采用不銹鋼304材質(zhì)，以法蘭連接，在管路下方開設(shè)一排水口用于排放可能存在的積水，為防止輸送過程中產(chǎn)生靜電引發(fā)安全事故，沿程安裝接地，消除可能產(chǎn)生的靜電。同時，新增引風機克服輸送阻力，并在風機處安裝聲光報警器，以監(jiān)視風機故障情況。
2.3.4控制系統(tǒng)
針對離心風機運行、廢氣量分配、摻燒量分配及各個儀表的信號使用，設(shè)置了一套PLC自動控制系統(tǒng)，所有控制都由PLC實現(xiàn)。PLC再將系統(tǒng)運行的信號輸送至熱電廠DCS系統(tǒng)，以便熱電廠控制室可以對整個鍋爐熱力焚燒系統(tǒng)進行監(jiān)控。
考慮到電廠鍋爐停爐，廢氣從風機后分成兩路，分別送至A、B兩臺循環(huán)流化床鍋爐的一、二次補風進風系統(tǒng)中，B號鍋爐作為備用系統(tǒng)使用，采用電動閥進行控制，即當A號鍋爐停爐時，開B路電動閥，同時關(guān)閉A路電動閥，廢氣進入備用焚燒系統(tǒng)處理，反之亦然。為了提供合適的進風風量，在廢氣管路末端設(shè)置壓力變送器在線測定壓力、風量，信號輸出至PLC中，根據(jù)測定結(jié)果調(diào)節(jié)離心風機的變頻器，同步控制旁路補風量。
2.3.5安全系統(tǒng)
基于廢氣安全性評估，設(shè)置了可燃氣體報警系統(tǒng)和應(yīng)急排放系統(tǒng)，主要由可燃氣體報警器、應(yīng)急排放系統(tǒng)管路、電動閥和煙囪組成。
集中污水處理廠內(nèi)新增除霧器前設(shè)置了可燃氣體報警器，當管路中廢氣超過爆炸極限的1/4時報警，打開電動閥讓廢氣應(yīng)急排放，通過就近設(shè)置的煙囪進行排放，同時關(guān)閉輸送管路電動閥并切斷離心風機電源;熱電廠A、B鍋爐進風口前的管路中設(shè)置了可燃氣體報警器，當管路中廢氣超過爆炸極限的1/4時報警，打開超越管路電動閥，同時關(guān)閉輸送管路電動閥并調(diào)節(jié)旁路補風量，讓廢氣通過熱電廠的鍋爐煙囪應(yīng)急排放。三套可燃氣體報警系統(tǒng)信號輸出至熱電廠DCS系統(tǒng)中以便熱電廠控制室對處理系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控。
3運行結(jié)果
3.1污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)
項目正常運行后，由第三方浙江省環(huán)境保護科學(xué)設(shè)計研究院分析實驗室對“非甲烷總烴”指標進行了監(jiān)測，監(jiān)測方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版增補版)，報告編號為W20130086，處理前后廢氣中非甲烷總烴的濃度見表1。
由第三方寧波市華測檢測技術(shù)有限公司對“揮發(fā)性有機物”指標進行了監(jiān)測，監(jiān)測方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版增補版)，報告編號為HLNBF00005883a，處理前后廢氣中主要揮發(fā)性有機物的濃度見表2。
廢氣中含有二氯甲烷等鹵代烴，如燃燒條件控制不好易產(chǎn)生二次污染，本項目由第三方上海中科高等研究院分析測試中心對“二惡英”指標進行了監(jiān)測，監(jiān)測方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版增補版)國家環(huán)保總局(2007年)，報告編號13040009，處理后廢氣中二惡英的濃度見表3。
3.2處理效果及投資運行費用
采用“鍋爐熱力焚燒技術(shù)”處理該項目廢氣，二氯甲烷、甲苯、二甲苯、乙苯凈化效率分別達到97%、85%、83%、94%以上，非甲烷總烴凈化效率>95%，二惡英排放達到GB18485—2001《生活垃圾焚燒污染控制標準》要求，樣品均值低于歐盟2000/76/EC垃圾焚燒標準。
項目投資主要為新增離心風機、除霧器、輸送管道和安全控制系統(tǒng)的設(shè)備投資和安裝，該項目投資費用約為600萬元，其中輸送管道系統(tǒng)投資約為400萬元。
系統(tǒng)運行主要是離心風機送風消耗的電力產(chǎn)生的費用，處理廢氣量50000m3/h，電耗2.64×10-3kW˙h/m3，電價按0.7元/(kW˙h)，即處理1m3廢氣的費用僅為0.0018元。
4結(jié)論
經(jīng)本工程項目實施后，表明鍋爐熱力焚燒技術(shù)處理有機廢氣具有以下特點:
1)在進鍋爐焚燒之前，根據(jù)廢氣性質(zhì)，選擇合適的預(yù)處理工藝，對廢氣中的顆粒物、雜質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)和水汽進行過濾、吸收或除霧處理，控制對送風系統(tǒng)及鍋爐的腐蝕，保證了整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2)廢氣經(jīng)過鍋爐熱力焚燒處理的產(chǎn)物主要為二氧化碳和水，基本不對外界環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
3)在保證鍋爐熱效率的前提下，有機污染物的總凈化效率不低于95%。
4)基于安全性分析，根據(jù)管道材質(zhì)、廢氣成分、溫度、可燃氣體濃度和現(xiàn)有鍋爐運行參數(shù)等因素，建立了有機廢氣鍋爐熱力焚燒的安全控制系統(tǒng)，效果通過了工程驗證。
5)日常維護納入鍋爐運行系統(tǒng)，運行費用低。
6)該技術(shù)有利于有機廢氣的深度處理，對化工企業(yè)有機物總量減排，改善廠區(qū)整體環(huán)境具有積極有效的作用。
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