有机废气治理
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化工废气治理方案
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化工厂生产有机废气处理解决方案

详细介绍:

 某化工厂生产废气处理设计方案-××××化学有限公司生产废气治理项目

   化工厂在生产过程中会产生大量的废气,比如氨、三甲胺、硫化氢、二氧化硫、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和硫化氢等无机废气,还有VOC类:苯、甲苯、二甲苯、丙烯酸、醚类、脂类、醇类、酮类及苯乙烯等有机废气。不论有机废气还是无机废气,他们都有一个共同点,散发着很浓很大的化工气味味道。而且这些化工废气异味大都对人体有着很大的危害,若处理不当,不仅会对周围环境产生很大的影响,还会对化工厂员工和周围居民健康造成极大损害。
  

化工废气(尾气)处理设备适用范围:

不饱和树脂厂、合成树脂厂、制药厂、 生物公司、油漆厂、塑料再生厂、电路板厂、石油化工厂、印刷厂、煤气厂、化肥厂、铸造厂、炼油厂、饲料厂、钢铁厂、合成洗涤剂厂、造纸厂、肥皂厂等等有毒有害污染物气体的化工除臭净化处理。

 

   丙烯酸乳液生产工艺废气处理、丙烯酸尾气处理、环氧乙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、硅烷废气处理、丙烯酸乙酯、甲酯废气处理工艺、

生产碱性嫩黄氨气处理、医药废气、甲硫醇废气、

氯气吸收装置、硫化氢废气处理、氮氧化物、二氧化氮、硫化氢气体处理、

甲苯废气处理、二甲苯废气处理、苯废气处理、苯酚、苯乙烯、聚苯乙烯废气、烃类尾气处理、

三甲胺废气处理、甲胺废气处理、二甲胺废气处理、乙胺、三乙胺、叔胺、脂肪胺、

生物厂的仲辛醇、粗仲辛醇、葵二酸、丙烯啨、氰化物废气处理、丙酮废气处理、炼油厂废气处理、

污水处理站、垃圾处理厂、垃圾转运站、泵站、卷烟厂、香精厂等领域产生的各类恶臭、异味气体等、

VOC处理系统、VOC治理、VOC处理、VOC治理设备、VOC尾气处理、非甲烷总烃废气处理设备、

橡胶工厂废气回收、橡胶工业废气治理、橡胶废气处理设备、橡胶的硫化处理、沥青烟气处理、

浸漆、烤漆的废气处理、

焦化厂的氨气处理、

有机溶剂回收、有机溶剂吸附回收、尾气冷凝回收装置、

    因此,化工厂气味处理是必然的,但化工厂异味治理设备的选择也要慎重考虑!


化工废气(尾气)处理设计原则:

(1)协助企业采用科学合理的收集方式,在达到收集效果的前提下,尽量减少气量。

(2)积极稳妥地采用新技术、新设备,结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的污染治理工艺,力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易,从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的。

(3)妥善解决项目建设及运行过程中产生的污染物,避免二次污染。

(4)严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布的规范、法规与标准。

(5)选择新型、高效、低噪设备、注意节能降耗。

(6)总平面布置力求紧凑、合理通畅、简洁实用。尽量减小工程占地和施工难度。

(7)严格执行国家有关设计规范、标准,重视消防、安全工作。

(8)依据国家和地方有关环保法律、法规及产业政策要求对工业污染进行治理,充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

1.5 技术服务单位简介

中微环保是一家专业从事气态污染物治理的高新技术企业, 公司拥有自主知识产权开发


的“低温等离子体废气处理设备”在环保领域中的应用及技术先进性居国内同行业前列,是一个集研发、制造、安装、销售、服务为一体的环保企业。

公司致力于工业废气中的VOC、恶臭、异味、水雾湿气、油烟等气态污染物方面的控制及治理。目前,公司已具备了使用大功率处理大流量工业废气的能力。2007年由公司生产的“低温等离子体空气净化设备”已被认定为上海市高新技术成果转化项目之一,并通过了ISO9001:2000质量管理体系认证。应用领域:

▲ 石化、化工、医药、塑胶、印刷等行业产生的各类挥发性有机污染物(VOC)。

▲污水处理厂、垃圾处理厂、公厕、垃圾打包站、泵站、市政、卷烟厂、香精厂、屠宰场等领域产生的各类恶臭、异味气体等。

▲医院、餐饮、宾馆、娱乐场所、车船、航空候车室等公共场所及办公室、家庭、轿车、实验室等产生的甲醛、苯、氨等有毒气体及微生物、悬浮颗粒物等。

▲大型火力发电厂、水泥厂、钢铁厂等产生的二氧化硫、粉尘、油烟等。

▲无菌实验室、病房、手术室、无尘化工厂等。

2 项目基本情况

2.1 项目设计思路

异味气体是生产过程中反应釜产生的废气,根据富通公司提供的相关资料,主要的污染物为:HF、苯胺、氟化苯、氮氧化物,以上主要有机污染物的性质如下:

氢氟酸

中文名称:氟氢酸 ,氟化氢,氟化氢溶液

化学式:HF

相对分子质量:20.01

性状:

无色透明发烟液体。为氟化氢气体的水溶液。呈弱酸性。有刺激性气味。与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅,但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起腐蚀作用。能与水和乙醇混溶。相对密度1.298。38.2%的氢氟酸为共沸混合物,共沸点112.2℃。有毒,最小致死量(大鼠,腹腔)25mG/kG。有腐蚀性,能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体。如吸入蒸气或接触皮肤能形成较难愈合的溃疡。

理化性质

氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体。有刺激性气味。

分子式 :HF?H2O

相对密度 1.15~1.18。

沸点 112.2℃(按重量百分比计为38.2%)。

市售通常浓度:约47% ,其溶质的质量分数可达35.35%。为高度危害毒物。最浓时的密度1.14g/cm3

沸点393.15K(120℃)。

具有弱酸性,但浓时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有别。腐蚀性强,对牙、骨损害较严重。对硅的化合物有强腐蚀性。应在密闭的塑料瓶内保存。

用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗铸件上的残砂、控制发酵、电抛光和清洗腐蚀半导体硅片(与HNO3的混酸)。因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强,使得氢氟酸在水中不能完全电离。

正因如此,它必


须储存在塑料(理论上讲,放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好)、蜡质制或铅制的容器中。氢氟酸没有还原性。如果要长期储存,不仅需要一个密封容器,而且容器中应尽可能将空气排尽。


F2(g)+H2(g)=2HF(g)


安全措施:

??泄漏:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。

??小量泄露:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。

??大量泄露:构筑围堤或挖坑收容;用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

灭火方法

燃烧性:不燃

灭火剂:雾状水、泡沫。

灭火注意事项:消防人员必须佩戴氧气呼吸器、穿全身防护服。

紧急处理

??吸入:迅速脱离现场至新鲜空气处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

??食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

??皮肤接触:立即脱去被污染衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。

??眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

用途

由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在铝和铀的提纯中起着重要作用。氢氟酸也用来蚀刻玻璃,半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷和丁烷的烷基化反应的催化剂,除去不锈钢表面的含氧杂质的“浸酸”过程中也会用到氢氟酸。氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)还有氟利昂一类的致冷剂。

六氟化苯

【分子式】:C6F6

【分子量】:186.05【燃爆危险】本品易燃,高毒,具刺激性。

【健康危害】:动物实验吸入高浓度本品导致深度麻醉,心血管系统无大变化,呼吸受到抑制。动物反复多次吸入低浓度本品导致白细胞及血小板减少。接触本品人员血液的凝血能力下降。本品对皮肤有刺激作用,其蒸气或雾对眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激作用。

【皮肤接触】:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。

【眼睛接触】:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

【吸入】:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

【食入】:饮足量温水,催吐。就医。

【危险特性】:遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。受热分解放出有毒的氟化物气体。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的


危险。

【应急处理】:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

本项目的总体设计思路如下:

根据以上调研信息,本工程拟采用“收集后集中采用低温等离子体为核心的组合工艺进行处理”的方案。即:车间废气集中收集后先经过喷淋洗涤,用以去除酸性污染物及颗粒物,再进入“低温等离子体反应单元”处理装置,最后进入碱洗塔,进一步去除净化过程中产生的一些中间体、小分子等,处理完成之后通过风机经烟囱达标排放。

2.2 项目规模

污染源:生产车间

气量估算:10000Nm3/h

2.3 进气浓度

根据业主提供的资料,并结合我公司在治理废气工程的经验,确定本项目废气的进气浓度如表2-1:

表2-1设计进气浓度

序号 项目 浓度

1 氟化氢 ≤100mg/m3

2 氟化物 ≤100mg/m3

3 氨氮类 ≤50mg/m3

4 非甲烷总烃 ≤1500mg/m3

5 臭气浓度 ≤10000

2.4 排放标准

本项目废气排放一级标准禁排,执行二级标准,按《恶臭物质排放标准》(GB14554-93)及《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定,本项目采用的排放标准如表2-2:

表2-2工程设计排放标准

序号 项目 排放标准(排气筒高度20m)

排放量 (kg/h) 排放浓度(mg/m3)

1 氟化氢 <0.43 <100

2 氟化物 <0.17 <9

3 氨氮 <8.7 --

4 非甲烷总烃 <17 <120

5 臭气浓度 <4000(无量纲)

2.5 工程位置

根据实地状况,本工程主体设备拟建于厂区规划的空地上。

3.工艺技术选择

3.1 国内外异味气体控制技术概况

异味是大气、水、土壤、固体废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起的不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。异味物质的种类很多,迄今为止,凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有4000多种,但通常大致分为三类:一是含硫的化合物,如硫化氢、硫醇类、二甲基硫、硫醚类及含硫的杂环化合物等;二是含氮的化合物,如氨、胺类、腈类、硝基化合物及含氮杂环化合物等;三是碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)。其中对人体影响较大的八大恶臭物质是:硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。而我们


通常所指的恶臭气体,是指在空气中扩散带有恶臭的气体,简称臭气。恶臭气体的来源分布广泛,主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂、以及公厕、粪便转运站等场所。污水中的蛋白质、脂肪、碳水化合物的厌氧、好氧过程的产物或不完全产物而产生恶臭物质,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、吲哚(C8H5-NHCH3)、三甲胺(CH3)3N、甲硫醇类CH3SH、二甲二硫(CH3SSCH3)、甲硫醚CH3SCH3)、乙醛、低级醇、脂肪酸等,这些物质散发到空气中不仅使人感到不快、恶心、头疼、食欲不振、妨碍睡眠、嗅觉失调、情绪不振、爱发脾气以及诱发哮喘等,而且甚至引起急性病。为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患、恶臭源的控制已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。

目前,异味废气处理的传统方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法等。

1)燃烧法

燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化,在处理低浓度的废气时,由于要维持300~400℃的催化燃烧温度,需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值,但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题,使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。

直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧,直接焚烧工艺成熟,控制一定的温度条件下污染物去除效率高,焚烧彻底,但在使用过程中一般会有一下问题:

①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质,尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生,为避免二恶英类物质产生,须提高燃烧温度在1200℃以上,若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高,而且对焚烧炉的要求也大大提高。

②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题,尤其是在高温状态下,氯化氢的腐蚀性能大大增强,不仅对管道存在腐蚀,更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀。

③焚烧时存在爆炸的潜在危险,尤其是易挥发性可燃气体,若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。

另外,若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下,采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。

2)氧化法

该方法主要采用投加氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂来破坏污染物分子,具有反应快,处理装置简单等优点。其缺点是净化效率不高,氧化剂投加量难


以控制。

3)吸收法

利用污染物质的物理和化学性质,使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高,运转管理方便,但对设备及运行管理要求极高,而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。

4)吸附法

该方法是当污染物质通过装有吸附剂(如活性炭、疏水分子筛等)的吸附塔时,利用该吸附剂对污染物的强吸附力,从而达到净化废气的目的。该方法设备简单,去除效果好,多用于净化工艺的末级处理。该方法缺点是对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点,而且吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中,是一种不彻底的解决途径。

5)生物法

生物法是近年来研究较多的一种处理工艺,该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显,具有能耗低的优点,但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响,而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。

6)光催化技术

光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点,但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率,而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效,目前光催化技术很难用于大规模工业化应用,多局限于实验研究及小风量应用阶段。


表3-1 几种废气处理工艺的适用范围及优缺点

工艺名称 原理 适用范围 优点 缺点

掩蔽法 采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收 适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合,恶臭强度2.5左右,无组织排放源 可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低 恶臭成分并没有被去除,麻痹了对原有污染物的感知

热力燃烧法 在高温下恶臭物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧 适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体 净化效率高,恶臭物质被彻底氧化分解 设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染,催化剂中毒

催化燃烧法

水吸收法 利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的 水溶性、有组织排放源的恶臭气体 工艺简单,管理方便,设备运转费用低 产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对水溶性差的物质等处理效果差

药液吸收法 利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些臭气成分 适用于处


理大气量、高中浓度的臭气 能够有针对性处理某些臭气成分,工艺较成熟 净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染

吸附法 利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相 适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭气体 净化效率很高,可以处理多组分恶臭气体 吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量

生物滤池 恶臭气体经过除尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床,恶臭气体由气相转移至水—微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉 目前研究最多,工艺最成熟,在实际中也最常用的生物脱臭方法,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。 净化效率高,处理费用低 占地面积大,易堵塞,填料需定期更换,脱臭过程很难控制,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。

生物滴滤池 原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。 只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况 池内微生物数量大,能承受比生物滤池大的污染负荷,惰性滤料可以不用更换,造成压力损失小,而且操作条件极易控制 占地面积大,需不断投加营养物质,而且操作复杂,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。

洗涤式活性污泥脱臭法 将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触,使之在吸收器中从臭气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质 有较大的适用范围 可以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积小 设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质

曝气式活性污泥脱臭法 将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围广,目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理 活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的恶臭成分,去除率可达99.5%以上。 受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限

催化氧化工艺 反应塔内装填特制的固态复合填料,填料内部复合催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴化剂在固相填料表面充分接触,并在催化剂的催化作用下,恶臭气体中的污染因子被充分分解。 适用范围广,尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。


占地小,投资低;管理方便,即开即用;耐冲击负荷,不易被污染物浓度及温度变化影响。 需消耗一定量的药剂,运行成本高,催化剂操作不当会中毒,存在二次污染

低温等离子体技术 等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为CO2和H2O等物质,从而达到净化废气的目的。 适用范围广,净化效率高,尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体,如化工、医药等行业。 占地面积小;电子能量高,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用;运行费用低;反应快、停止十分迅速,随用随开。 一次性投资稍高。


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