吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范

年5月29日吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范文檔僅供參考吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)編制說明<吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范>編制組2月目次1任務(wù)來源 12標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性 13主要工作過程 24國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究 35同類工程現(xiàn)狀調(diào)研 56主要技術(shù)內(nèi)容及說明 157標(biāo)準(zhǔn)實施的環(huán)境效益及經(jīng)濟技術(shù)分析 308標(biāo)準(zhǔn)實施建議 319征求意見匯總處理情況說明 3110技術(shù)審查工作情況說明 311任務(wù)來源原國家環(huán)境保護總局辦公廳<關(guān)于開展國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目工作的通知>(環(huán)辦函【】44號)下達(dá)計劃<氣態(tài)污染物治理工程技術(shù)規(guī)范吸附法>,項目序號366,統(tǒng)一編號1421。經(jīng)討論建議更名為<吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范>。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位:中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會、中國人民解放軍防化研究院、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、北京云辰天環(huán)?？萍加邢薰?、寧夏華輝活性炭股份有限公司、北京綠創(chuàng)大氣環(huán)保工程有限公司、江蘇蘇通碳纖維有限公司、福建嘉園環(huán)保股份有限公司、大拇指環(huán)保科技集團(福建)有限公司、泉州市天龍環(huán)境工程有限公司。2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性揮發(fā)性有機污染物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)大多數(shù)有毒、有害,具有一定的致癌性;參與光化學(xué)反應(yīng),形成光化學(xué)煙霧;部分可破壞臭氧層。中國一些城市空氣中VOCs的濃度是美國城市空氣濃度5～15倍,工業(yè)排放有機廢氣已經(jīng)成為城市主要污染源之一。涉及VOCs排放的工業(yè)行業(yè)包括石油化工、精細(xì)化工、噴涂、包裝印刷、醫(yī)藥與農(nóng)藥制造、半導(dǎo)體及電子產(chǎn)品制造、人造板與木制家具制造、皮革、漆包線、制鞋、涂料、油墨、粘合劑生產(chǎn)、金屬鑄造等等,行業(yè)眾多,各行業(yè)中所產(chǎn)生的VOCs種類繁多,組成復(fù)雜,常見的組成成分有碳?xì)浠衔?、苯系物、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、?氰)類等。當(dāng)前,在中國VOCs污染源主要分布在全國各地城市與城市群,分布面廣,其中90%以上尚未治理,對大氣環(huán)境影響嚴(yán)重,應(yīng)依據(jù)相關(guān)污染治理法規(guī)的要求進行治理。以上所列舉的行業(yè)在生產(chǎn)過程中均存在大量的VOCs污染,其中由于溶劑的使用引起的有機物的排放是當(dāng)前控制的重點。以包裝印刷行業(yè)為例,中國當(dāng)前有包裝印刷企業(yè)9萬多家,其中從事包裝裝潢印刷的企業(yè)為3.7萬多家,具有一定規(guī)模的軟包裝彩印(復(fù)合膜)企業(yè)有近8千家,其中約1300家軟包裝彩印生產(chǎn)企業(yè)具有3條生產(chǎn)線,最大的軟包裝彩印企業(yè)生產(chǎn)線達(dá)16條之多。單是8千家軟包裝彩印(復(fù)合膜)行業(yè)的年有機物排放總量就有200萬噸以上。據(jù)推算全國包裝印刷行業(yè)的年有機物排放總量在600萬噸以上。例如:某包裝印刷企業(yè)具有九條生產(chǎn)線,日平均排放有機溶劑(甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮和異丙醇)9～12噸,年平均排放量在(3240～4320)噸。噴涂企業(yè)的數(shù)量更多,污染情況也更為復(fù)雜,年有機物排放總量也高于包裝印刷行業(yè)。例如:某手機零部件噴涂企業(yè),總排風(fēng)量為75萬m3/h,廢氣成分復(fù)雜(以甲苯和酯類、酮類為主),非甲烷總烴濃度在300mg/m3左右,日平均排放有機溶劑5.4噸,年平均排放量約(1900～)噸。根據(jù)行業(yè)內(nèi)的推算,當(dāng)前全國總的工業(yè)VOCs年排放量在萬噸以上,接近或已經(jīng)超過了全國NOx的排放水平,而且隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。近二十年來,中國的VOCs治理技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)有了較大的發(fā)展,一些新技術(shù)在治理工程中得到了應(yīng)用。但由于缺乏設(shè)備制造、工程實施等方面的技術(shù)規(guī)范,各個廠家生產(chǎn)的設(shè)備千差萬別,甚至魚龍混雜,質(zhì)量上沒法保障,和進口的同類型設(shè)備相比存在很大的差距,實際上由于缺乏設(shè)備的制造規(guī)范和運行檢查制度,設(shè)備安裝以后大部分成為擺設(shè),難以正常運行,甚至根本就不運行。這個問題在很多環(huán)保行業(yè)中都存在,在有機廢氣治理領(lǐng)域尤為突出。隨著中國經(jīng)濟發(fā)展、人們對生存環(huán)境認(rèn)識水平的不斷提高和國家政策的導(dǎo)向作用,環(huán)境治理工程越來越得到廣泛重視。當(dāng)前中國正在逐步完善氣態(tài)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn),但治理工程設(shè)備和設(shè)施的規(guī)范還沒有跟上。制訂氣態(tài)污染物治理的工程技術(shù)規(guī)范,對環(huán)境工程建設(shè)的規(guī)范化影響深遠(yuǎn)。對技術(shù)相對成熟、應(yīng)用面廣的工程技術(shù)進行規(guī)范,能大大提高環(huán)境工程建設(shè)的技術(shù)和管理水平,指導(dǎo)主管部門對環(huán)境工程全過程實施科學(xué)管理。吸附法是一種傳統(tǒng)的有機廢氣治理技術(shù),也是當(dāng)前中國有機廢氣治理的主要技術(shù)之一。在當(dāng)前中國有機廢氣治理設(shè)備中,吸附凈化設(shè)備以及以吸附技術(shù)為基礎(chǔ)的集成設(shè)備約占總數(shù)的50%左右。因此本規(guī)范制定以后能夠規(guī)范中國有機廢氣治理中接近50%的工程技術(shù)和設(shè)備,在工藝設(shè)計、設(shè)備制造、工程建設(shè)、檢驗檢查、運行維護與管理等各個方面全面提高中國VOCs治理水平,必將極大地推進中國固定源有機廢氣的治理減排工作。3主要工作過程3.1確立制定本標(biāo)準(zhǔn)的原則(1)與當(dāng)前中國各類吸附法有機廢氣治理技術(shù)的發(fā)展水平相適應(yīng),以國內(nèi)外常見的吸附工藝和最佳實用污染控制技術(shù)為基礎(chǔ),充分考慮技術(shù)成熟程度和可行性、各種技術(shù)的適用范圍和適用對象,優(yōu)先考慮當(dāng)前技術(shù)成熟、適應(yīng)范圍廣、對大規(guī)模的節(jié)能減排具有重要作用的吸附技術(shù)。對于特異性、行業(yè)性較強但通用性較差的工藝技術(shù)考慮在以后的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn),對于具有重要的應(yīng)用前景、當(dāng)前技術(shù)上還不太成熟的工藝技術(shù)待相對成熟以后再做考慮。(2)充分反應(yīng)吸附法治理氣態(tài)污染物的特點和優(yōu)勢,體現(xiàn)行業(yè)特征,并考慮不同地域和時期的差異,符合吸附法治理氣態(tài)污染物的技術(shù)發(fā)展趨勢,并適當(dāng)與國外先進標(biāo)準(zhǔn)銜接。(3)技術(shù)規(guī)范所界定的工藝設(shè)備和治理設(shè)施應(yīng)兼顧技術(shù)可行性和先進性,便于工程實施,實際操作,運行維護。(4)技術(shù)規(guī)范的制訂考慮技術(shù)可行性和經(jīng)濟性的統(tǒng)一,充分考慮工程實施過程中相關(guān)各方的經(jīng)濟承受能力。(5)以國家環(huán)境保護和污染防治相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、技術(shù)政策和規(guī)劃為根據(jù),促進環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一,并有利于相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范的實施。3.2主要工作過程初,原國家環(huán)境保護總局下達(dá)<氣態(tài)污染物治理工程技術(shù)規(guī)范吸附法>的編制任務(wù),中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織相關(guān)單位及人員成立標(biāo)準(zhǔn)編制小組,確定參編單位及人員名單。12月,完成標(biāo)準(zhǔn)的開題報告和標(biāo)準(zhǔn)編制大綱。1月,環(huán)境保護部科技標(biāo)準(zhǔn)司在北京主持召開了本標(biāo)準(zhǔn)的開題論證會議。在開題論證會上明確了標(biāo)準(zhǔn)的編制方向和原則,經(jīng)過了編制大綱。6月,完成<氣態(tài)污染物治理工程技術(shù)規(guī)范吸附法>及編制說明的初稿,經(jīng)多次討論并征求專家和相關(guān)管理者意見,于2月形成征求意見稿,并將標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為<吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范>。4國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究4.1編制依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的編制以工業(yè)固定源有機廢氣的排放和污染現(xiàn)狀、各行業(yè)的排放特點及其污染治理情況為基礎(chǔ),充分考慮吸附法治理技術(shù)的發(fā)展水平、成熟程度、應(yīng)用范圍和覆蓋度,并結(jié)合國家現(xiàn)有的廢氣排放控制標(biāo)準(zhǔn)、各省市的地方排放標(biāo)準(zhǔn)和各行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)編制指導(dǎo)文件進行編制。涉及的部分法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)有:(1)<中華人民共和國環(huán)境保護法>該法第二十四條規(guī)定:”產(chǎn)生環(huán)境污染和其它公害的單位,必須把環(huán)境保護工作納入計劃,建立環(huán)境保護責(zé)任制度;采取有效措施,防治在生產(chǎn)建設(shè)或者其它活動中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣、粉塵、惡臭氣體、放射性物質(zhì)以及噪聲、振動、電磁波輻射等對環(huán)境的污染和危害?！钡诙鍡l規(guī)定:”新建工業(yè)企業(yè)和現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造,應(yīng)當(dāng)采用資源利用率高、污染物排放量少的設(shè)備和工藝,采用經(jīng)濟合理的廢棄物綜合利用技術(shù)和污染物處理技術(shù)?！?2)<中華人民共和國大氣污染防治法>該法第二條規(guī)定:”國務(wù)院和地方各級人民政府,必須將大氣環(huán)境保護工作納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃,合理規(guī)劃工業(yè)布局,加強防治大氣污染的科學(xué)研究,采取防治大氣污染的措施,保護和改進大氣環(huán)境?！?3)<國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法>該法第六條規(guī)定:”標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作應(yīng)遵循下列基本原則:①以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以實現(xiàn)經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),以國家環(huán)境保護相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章、政策和規(guī)劃為根據(jù),經(jīng)過制定和實施標(biāo)準(zhǔn),促進環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一;②有利于保護生活環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和人體健康;③有利于形成完整、協(xié)調(diào)的環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)體系;④有利于相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范性文件的實施;⑤與經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展水平和相關(guān)方的承受能力相適應(yīng),具有科學(xué)性和可實施性,促進環(huán)境質(zhì)量改進;⑥以科學(xué)研究成果和實踐經(jīng)驗為依據(jù),內(nèi)容科學(xué)、合理、可行;⑦根據(jù)本國實際情況,可參照采用國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī);⑧制訂過程和技術(shù)內(nèi)容應(yīng)公開、公平、公正?！?4)各行業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)如<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>、<惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)>、北京地方排放標(biāo)準(zhǔn)<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>等。(5)氣態(tài)污染物相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)如<固定污染源排放氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法>。(6)相關(guān)環(huán)保產(chǎn)品、工程建設(shè)技術(shù)要求和技術(shù)規(guī)范如<環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求工業(yè)廢氣吸附凈化裝置>、<大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則(報批)>等。(7)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制格式、內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)如<環(huán)境信息術(shù)語>、<標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則>系列標(biāo)準(zhǔn)、<國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法>和<環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范制訂技術(shù)導(dǎo)則(報批)>等。4.2國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)政策、指南制訂情況分析中國的工業(yè)VOCs排放治理工作雖然起步較早,自上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)有催化法和吸附法治理設(shè)備進入市場,但長期以來基本上處于自由發(fā)展?fàn)顟B(tài)。隨著<中華人民共和國大氣污染防治法>、<環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)>、<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(GB16297-1996)、惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-93)等法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的實施,有機廢氣污染控制體系正在逐步完善。北京市頒布了比較嚴(yán)格的地方排放標(biāo)準(zhǔn)<北京市大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(DB11/501-)和<煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)>(DB11/447-),對北京市VOCs的治理工作起到了重要的推動作用。同時也出臺了一些相關(guān)廢氣治理設(shè)備的制造標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)要求,如<環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求>系列標(biāo)準(zhǔn)<工業(yè)有機廢氣催化凈化裝置>(HJ/T389-)、<工業(yè)廢氣吸附凈化裝置>(HJ/T386-)、<工業(yè)廢氣吸收凈化裝置>(HJ/T387-)等。各省市也正在制定和醞釀地方綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(如福建省、廣東省、深圳市等)。在”十一五”期間正在大量的安排制定相關(guān)行業(yè)的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(如橡膠、皮革、人造革、電子、半導(dǎo)體、噴涂等行業(yè))和治理工程技術(shù)規(guī)范。中國將形成一套嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,對有機污染物的排放要求也會越來越嚴(yán)格。以顆粒活性炭、活性炭纖維和分子篩為吸附劑的有機廢氣吸附凈化技術(shù)已經(jīng)非常成熟,日本、美國和西歐等對吸附工藝、吸附材料、吸附設(shè)備和吸附工程控制等都有詳細(xì)的規(guī)定,同時一些大公司也制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以對工藝設(shè)備的設(shè)計制造和工程技術(shù)措施進行規(guī)范。中國在底發(fā)布了中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)<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-),籠統(tǒng)地對工業(yè)廢氣吸附凈化裝置的技術(shù)要求、檢驗方法和檢驗規(guī)則進行了規(guī)定,其中只是涉及到吸附凈化單元,而對于吸附劑的脫附再生方法、溶劑的回收方法、系統(tǒng)控制措施、吸附劑的選擇與要求等方面未予規(guī)定或規(guī)定不全,對系統(tǒng)安全措施的規(guī)定過于簡單。在吸附對象中沒有劃分有機廢氣和無機廢氣,實際上二者的吸附過程存在巨大的差別。在吸附設(shè)備中也沒有劃分固定床、移動床和流化床,實際上不同的吸附設(shè)備的設(shè)計、型式、控制措施、安全措施以及對吸附劑的要求也存在巨大的差異。5同類工程現(xiàn)狀調(diào)研5.1概述當(dāng)前的VOCs的治理技術(shù)主要有兩類:一類是回收技術(shù),一類是銷毀技術(shù)。回收技術(shù)是經(jīng)過物理的方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離有機氣相污染物的方法,主要有吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、冷凝技術(shù)及膜分離技術(shù)。銷毀技術(shù)主要是經(jīng)過化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光、催化劑和微生物將有機化合物轉(zhuǎn)變成為二氧化碳和水等無毒害或低毒害的無機小分子化合物,主要有直接燃燒、催化燃燒、生物氧化、光催化氧化、等離子體破壞等。當(dāng)前使用較多的VOCs的治理技術(shù)主要有活性炭和活性炭纖維吸附、溶劑吸收、降溫冷凝等回收技術(shù)和直接燃燒、催化燃燒等銷毀技術(shù),其中又以吸附技術(shù)和催化燃燒技術(shù)的應(yīng)用居多。工業(yè)固定源VOCs的排放主要是低濃度、大風(fēng)量的排放污染問題。工業(yè)生產(chǎn)過程中一般由于生產(chǎn)場所的強排風(fēng),使得所排出的廢氣中有機物的濃度很低(一般小于1500mg/m3),風(fēng)量很大(一般超過1萬m3/h,甚至達(dá)十幾萬m3/h、幾十萬m3/h),治理難度大,是當(dāng)前城市中有機化合物污染的重要來源。經(jīng)濟高效的排放控制技術(shù)是解決大面積VOCs污染問題的關(guān)鍵。吸附法適用于處理低濃度、大風(fēng)量的氣態(tài)污染物的治理,操作方便,易于實現(xiàn)自動化,而且對于有再利用價值的有機溶劑,能經(jīng)過脫附進行回收,實現(xiàn)廢物資源化。5.2吸附法VOCs治理技術(shù)的發(fā)展吸附法是利用各種固體吸附劑(如活性炭、活性炭纖維、分子篩等)對排放廢氣中的污染物進行吸附凈化的方法。吸附法設(shè)備簡單、適用范圍廣、凈化效率高,是一種傳統(tǒng)的廢氣治理技術(shù),也是當(dāng)前應(yīng)用最廣的治理技術(shù)。具體的吸附凈化工藝能夠分為吸附回收工藝(回收有機溶劑)和吸附氧化工藝(回收熱量)兩種;具體的吸附技術(shù)主要包括固定床吸附技術(shù)、移動床(含轉(zhuǎn)輪)吸附技術(shù)、流化床吸附技術(shù)和變壓吸附技術(shù)等;吸附設(shè)備能夠分為固定床、移動床和流化床吸附器三種。從不同吸附凈化技術(shù)的應(yīng)用范圍和工藝設(shè)備的成熟程度來看,固定床吸附/水蒸氣脫附/冷凝回收工藝和固定床吸附/熱空氣脫附/催化燃燒工藝當(dāng)前在中國應(yīng)用范圍最廣,工藝設(shè)備成熟,是中國有機廢氣吸附凈化的主體工藝,在中國有機廢氣凈化中具有主導(dǎo)地位。在具體的VOCs治理工藝中應(yīng)該采用何種技術(shù),一般由VOCs的排放工藝和排放工況決定。在有些工況條件下以回收有機溶劑為主,能夠?qū)崿F(xiàn)資源的再利用;而在有些工況條件下以回收熱量為主,將有機物燃燒所產(chǎn)生的熱量回用于生產(chǎn)工藝或者用于其本身的分解凈化。利用吸附回收技術(shù)能夠?qū)U氣中有價值的有機化合物進行回收。國外有機廢氣的治理思路是在技術(shù)允許的情況下盡量地使用回收技術(shù)回收有機溶劑,以實現(xiàn)資源的再利用。使用的吸附材料主要包括活性炭、活性炭纖維和分子篩,吸附設(shè)備主要包括固定床和移動床吸附器,吸附劑的再生一般采用水蒸氣再生和熱空氣流再生兩種,在油氣回收中則一般采用真空脫附再生。國內(nèi)當(dāng)前主要是采用固定床吸附回收技術(shù),吸附劑一般為顆粒活性炭和活性炭纖維。國外和中國臺灣地區(qū)近年來較多地采用了移動床和流化床吸附回收設(shè)備,如日本多采用分子篩轉(zhuǎn)輪吸附濃縮設(shè)備,利用高溫空氣脫附后冷凝回收。在中國有機廢氣凈化的分子篩吸附劑的生產(chǎn)技術(shù)還沒有突破,當(dāng)前分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)尚處于開發(fā)階段。吸附濃縮-催化燃燒技術(shù)是將吸附技術(shù)和催化燃燒相結(jié)合的一種集成技術(shù),將大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣經(jīng)過吸附/脫附過程轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的有機廢氣,然后經(jīng)過催化燃燒凈化,能夠有效的利用有機物的燃燒熱。該方法適合于大風(fēng)量、低濃度或濃度不穩(wěn)定的廢氣治理,一般見于低于1500mg/m3的有機廢氣的治理。國內(nèi)由防化研究院于1990年研制成功的固定床有機廢氣濃縮裝置(”一種處理有機廢氣的空氣凈化裝置”,專利號CN2175637),采用低阻力的蜂窩狀活性炭作為吸附劑,以福州嘉園環(huán)保股份有限公司為代表的多家企業(yè)對該技術(shù)進行了大規(guī)模的推廣應(yīng)用,成為當(dāng)前中國噴涂、印刷等行業(yè)大風(fēng)量、低濃度有機廢氣治理的主體設(shè)備之一。北京綠創(chuàng)大氣環(huán)保工程有限公司采用薄層的活性炭纖維作為吸附劑,使用固定床吸附濃縮裝置用于造船業(yè)廢氣治理,取得了較好的效果。杭州天祺環(huán)保設(shè)備有限公司近年來研制的回轉(zhuǎn)式吸附濃縮催化設(shè)備(RCCO),使用活性炭作為吸附劑,存在易著火、運行安全性差等問題,至今沒有推廣應(yīng)用。日本的東洋仿、美國的卡爾崗等企業(yè)于上世紀(jì)八十年代末和九十年代初分別研制了轉(zhuǎn)輪式吸附濃縮裝置,一開始使用活性炭和活性炭紙作為吸附劑,但由于安全性差,在熱脫附過程中易著火(中國在1989年曾引進三套東洋仿的裝置,后因操作不慎著火報廢),當(dāng)前改用蜂窩狀的成型分子篩為吸附劑,并得到的較為廣泛地應(yīng)用。吸附材料以活性炭、活性炭纖維和分子篩為主。為了處理低濃度、大風(fēng)量的有機污染物,要求吸附材料具有高吸附容量、高燃燒溫度和良好的床層動力學(xué)性能,即要求吸附床層具有低的氣流阻力。一般是將粉末狀的活性炭或分子篩加工成為蜂窩狀的成型體,能夠使得吸附床層的氣流阻力大幅度地降低。經(jīng)過對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)調(diào)整、去除雜質(zhì)和改變成型方法等措施能夠提高活性炭的應(yīng)用性能,當(dāng)前國內(nèi)外就此問題正在開展大量的基礎(chǔ)研究工作,有望獲得突破。對于分子篩的研究主要是對分子篩的表面進行改性,提高其疏水性能和對有機化合物的吸附性能。國外已經(jīng)較好地解決分子篩的成型技術(shù),國內(nèi)的成型技術(shù)還有待深入研究。5.3實際工程案例調(diào)研情況分析自3月至10月,我們選擇性的對一些典型的治理工程進行了實地調(diào)研,并經(jīng)過書面形式對幾個骨干廢氣治理企業(yè)的治理工程案例進行了調(diào)研分析。5.3.1福州嘉園環(huán)保股份有限公司——福州嘉園環(huán)保股份有限公司以蜂窩狀活性炭作為吸附劑,采用吸附濃縮-催化燃燒技術(shù)治理低濃度的有機廢氣(工藝流程見圖1),廣泛應(yīng)用于印刷、集裝箱、造船等行業(yè)。我們考察了該公司在大連和青島等地區(qū)的4個治理工程。低濃度的廢氣經(jīng)過吸附床濃縮以后最終進入催化反應(yīng)器進行催化燃燒凈化,催化燃燒器的凈化效率設(shè)計在95%以上,從實際運行時的檢測結(jié)果來看也能夠達(dá)到95%的凈化效率。圖1JY-C型有機廢氣凈化裝置工藝流程圖大連中集集裝箱有限公司在生產(chǎn)過程中每年耗用1000多噸稀釋劑,在噴涂、烘干、補漆等過程產(chǎn)生大量有組織排放的VOCs污染,污染物中含有二甲苯、甲苯、苯、乙苯、苯乙烯等污染物(見表1)。表1大連中集集裝箱有限公司有機廢氣排放量統(tǒng)計表序號工序名稱廢氣排放濃度(ppm)風(fēng)量(萬m3/h)排放量(kg/h)稀料用量(kg/d)1打砂預(yù)處理7013.64232002富鋅漆預(yù)涂4686.189603手工富鋅底漆65311.5125.44中間漆35411.5686405內(nèi)面漆噴涂2121242.46806瀝青漆預(yù)涂1645.515.17外面漆預(yù)涂908126008面漆46411.589.29補漆28583810分界線395.53.611瀝青漆2016.55.512防水箱噴涂200124012013托盤箱噴涂2001240100合計3428125.6527.76300有組織排放的VOC總量(kg/d)5277有組織排放量占總排放量的比例84%福州嘉園環(huán)保股份有限公司共在該廠的不同工段建造了七套JY-PC型有機廢氣凈化裝置,總處理風(fēng)量合計為38萬m3/h。漆霧預(yù)處理裝置采用空氣凈化過濾專用無紡布作為過濾材料,催化劑采用杭州凱明催化劑有限公司生產(chǎn)的KMF系列鉑鈀催化劑,吸附劑使用景德鎮(zhèn)特種陶瓷研究所生產(chǎn)的高性能TF型蜂窩狀活性炭。表2JY-PC型有機廢氣凈化裝置主要設(shè)備工藝設(shè)計參數(shù)纖維過濾器(1座)型號GL-1200,尺寸2795*3126*2573單臺處理風(fēng)量10m3進出口流速11.57m/s固定吸附床(3臺)型號XFB-600,尺寸3128*2346*4663.5單臺處理風(fēng)量60000m3吸附進出口流速11.57m脫附進出口流速10.41m/s停留時間0.5s催化燃燒床(1座)型號XFB-600,尺寸3128*2346*4663.5處理風(fēng)量6000m3進出口流速12.04/10.42m/s電加熱總裝功率105kW換熱面積145ma)輔助設(shè)施:凈化裝置須設(shè)置必要的輔助設(shè)施如階梯、測量孔、測試架、人孔等以便操作、維修、監(jiān)測,輔助設(shè)施具體位置、詳細(xì)做法由設(shè)計人員與現(xiàn)場管理人員確定后施工;管道和部分設(shè)備的支架、基座、加強筋由現(xiàn)場確定,要求結(jié)構(gòu)合理、用材節(jié)省、外形美觀符合公司規(guī)范的相應(yīng)要求。b)設(shè)備防腐:風(fēng)管、管件、煙囪、設(shè)備底處理應(yīng)采用噴砂工藝。經(jīng)檢驗合格后涂刷鐵紅醇酸防銹漆兩道、醇酸船殼漆(顏色待定)兩道;煙囪內(nèi)表面經(jīng)良好除渣及除銹后涂刷環(huán)氧瀝青漆(甲+乙雙組分)兩道;吸附、前端系統(tǒng)管件內(nèi)壁需除銹后涂刷鐵紅醇酸防銹漆兩道;吸附床、催化床、過濾器、阻火器、混流器等主要設(shè)備防腐措施應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)備圖紙說明執(zhí)行;所選用的油漆品牌、種類應(yīng)符合公司規(guī)范的相關(guān)要求。c)設(shè)備保溫:脫附所有管道及管件需加以保溫(保留操作和檢修位置)。保溫層必須包縛完整,不得有空隙,拼縫寬度不得大于5mm。外部保護層所有接頭及層次應(yīng)密實、連續(xù),無漏設(shè)和機械損傷;表面無氣泡、翹口、脫層、開裂、劃傷、漏水等缺陷。d)電氣及控制:在電氣及自控方面,JY-C型有機廢氣凈化設(shè)施采用PLC全自動化控制方式,特設(shè)電腦觸摸屏實時監(jiān)控、記錄,主要特點有:(1)實現(xiàn)操作過程全自動,大大降低操作人員的勞動強度;(2)實現(xiàn)處理設(shè)施的自動、連續(xù)、穩(wěn)定運行;(3)采用觸摸屏使控制系統(tǒng)具有良好的人機界面和重要工作參數(shù)的實時記錄和儲存功能;(4)采用PLC控制方式,便于調(diào)整設(shè)施的工作參數(shù);(5)PLC、變頻器和觸摸屏均采用國外品牌,同時系統(tǒng)配套精度很高的電動模擬量調(diào)節(jié)閥。PLC自控系統(tǒng)的控制水平達(dá)到國內(nèi)先進水平。低壓電氣控制柜由具有相關(guān)生產(chǎn)資質(zhì)的廠家提供。e)運行費用:JY-P1200C型有機廢氣凈化設(shè)施為例,運行費用分析如下:表3JY-P1200C型有機廢氣凈化設(shè)施運行費用序號費用名稱金額(萬元/a)備注1電費a.脫附風(fēng)機7.5kw,混流風(fēng)機4kw12.29電費0.6元/kwh-1,生產(chǎn)330d/a,24h/d,電機實際功率按0.80計,a項連續(xù)工作,b項20h/d,合計:[24×(7.5+4.0)×0.80+20×20]×330×0.6×10-4=12.29萬元/ab.電加熱平均功率20kw2維護費a.預(yù)處理材料費0.72a.以0.04萬元/60d,330d/a計0.04×330/60=0.22萬元/ab.日常維護保養(yǎng)費用0.5萬元b.日常維護保養(yǎng)費用3人工費1.602人兼職管理,以0.8萬元/(年·人)計0.8×2=1.6萬元/a4年運行費用總計14.61(1)+(2)+(3)5單位運行費用(元/km3)0.15146100÷(330×24×120)=0.15元/km3即處理每1000立方米的有機廢氣的費用僅為0.15元。f)說明:1、以上運行成本分析不包括主風(fēng)機的運行費用及活性炭、催化劑的更換費用;2、一套活性炭及催化劑總成本約49.80萬元,按三年更換2/3計算,則每年活性炭與催化劑的費用約為11.07萬元。g)凈化效果:經(jīng)過治理后,大連中集集裝箱有限公司的6個煙囪排放口均達(dá)到<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(GB16297-1996)中新污染源二級排放標(biāo)準(zhǔn),環(huán)保監(jiān)測合格。5.3.2福州嘉園環(huán)保股份有限公司——a)有機廢氣來源:主要以苯、甲苯、二甲苯為主。廢氣濃度:甲苯(200-500)mg/m3,非甲烷總徑(300-800)mg/m3,處理風(fēng)量:合計16萬m3/h。建造二套JY-800C型有機廢氣凈化設(shè)施,對噴漆產(chǎn)生的有機廢氣進行治理。b)預(yù)處理:因噴漆廢氣中夾帶大量的漆霧及少量的其它塵雜,若不予以有效去除,將堵塞蜂窩狀活性炭微孔,影響吸附效果并給設(shè)備造成安全隱患,因此在治理流程中設(shè)置高效復(fù)合纖維過濾器作為預(yù)處理設(shè)施,以去除廢氣中夾帶的漆霧及少量的其它塵雜,確保設(shè)施的安全及穩(wěn)定。c)吸附設(shè)備:d)主要設(shè)備類型和規(guī)格:表4JY-800C型凈化設(shè)施主要設(shè)備序號項目名稱規(guī)格型號數(shù)量1高效復(fù)合過濾器GL-800型1臺2固定吸附床(含蜂窩活性炭)XF-400型3臺3催化燃燒床(含貴金屬催化劑)CR-40型1臺4主風(fēng)機(含減振體系)THF1400E1套5脫附風(fēng)機ZGF560C1臺6補冷風(fēng)機4-79№4A1臺7拉鎖式鋼制煙囪φ1500,30m1座8精密電動調(diào)節(jié)閥+執(zhí)行器1套9阻火器ZH-80型1臺10電控系統(tǒng)DK-80型1套e)控制措施、控制設(shè)備及控制水平:同上。f)治理效果:治理后有機廢氣中的苯、甲苯、二甲苯達(dá)到<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(GB16297-1996)中新污染源二級排放標(biāo)準(zhǔn)。g)治理成本:二套凈化設(shè)施年運行費用約為29.86萬元/年(不含活性炭、催化劑更換費用)。5.3.3北京綠創(chuàng)大氣環(huán)保工程有限公司北京綠創(chuàng)大氣環(huán)保工程有限公司使用活性炭纖維作為吸附劑,采用吸附濃縮-催化燃燒技術(shù)治理低濃度有機廢氣(表5)。我們考察了該公司在北京、大連和青島地區(qū)共5個治理工程。下表為北京綠創(chuàng)大氣環(huán)保工程有限公司在解放軍4309廠的凈化裝置,處理風(fēng)量60000m表5解放軍4309廠的凈化裝置參數(shù)表設(shè)備名稱活性炭纖維有機廢氣催化凈化裝置設(shè)備型號LC-XCⅡ-60k處理風(fēng)量(Nm3/h)60000廢氣有害成份含苯、甲苯、二甲苯等有機氣體廢氣濃度(mg/m3)≤1500適用廢氣進口溫度(℃)≤40凈化效率(％)95以上廢氣出口濃度和排放速率符合<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>GB16297-1996中規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)噪聲(dB(A))≯85設(shè)備阻力(Pa)≤1800預(yù)熱功率(kW)52熱風(fēng)機型號BY5-48NO.4C功率(kW)4總功率(kW)56設(shè)備尺寸長×寬×高(mm)7500×3300×3200主機自重(kg)9000地坪負(fù)載(kg/m2)550壓縮空氣消耗(0.2－0.4MPa)0.6m3活性炭纖維主要性能比表面積:≥1300m2碘吸附量:≥1000mg/g苯吸附量:≥35％設(shè)備裝填量450kg/臺連續(xù)使用時間30000小時以上催化劑種類蜂窩陶瓷貴金屬催化劑空速15000小時-1單塊尺寸100*100*40反應(yīng)起燃溫度260反應(yīng)溫度280裝填量(升)180連續(xù)使用時間30000小時以上設(shè)備阻力(Pa)初始阻力≤1200運行阻力≤1800吸附脫附催化燃燒循環(huán)周期1～120min能夠調(diào)節(jié)電器控制自動控制裝置留有接口,可與涂裝生產(chǎn)線總控系統(tǒng)連接,PT型熱電偶采用普通導(dǎo)線連接,K型熱電偶采用補償導(dǎo)線連接治理工藝流程圖如下:圖2有機廢氣吸附濃縮催化反應(yīng)工藝流程設(shè)備的運行費用主要由動力消耗、設(shè)備關(guān)鍵的易耗品、設(shè)備折舊、低值易耗品等幾部分組成。其中動力消耗包括電耗和壓縮空氣消耗,設(shè)備關(guān)鍵的易耗品費用包括碳纖維和貴金屬蜂窩催化劑更換費用,低值易耗品主要為電器元氣件更換。在此類設(shè)備中,由于處理的廢氣濃度低、處理氣量大,因此不但工程投資較大,運行費用也較高。5.3.4北京云辰天環(huán)?？萍加邢薰尽杉垙S活性炭纖維溶劑回收乙醇裝置a)廢氣參數(shù):成分:乙醇;尾氣量:烘箱15000m3/h,印刷機收集風(fēng)量(10000~15000)m3/h;濃度:10g/m3,(70~80)%進入回收系統(tǒng);尾氣溫度:烘箱＜90℃,印刷機＜40℃。b)系統(tǒng)布置:印刷機上部排風(fēng)與整條印刷機周圍系統(tǒng)揮發(fā)氣體實行分離單獨引入,在風(fēng)管上分別設(shè)三通閥控制。從烘箱中出來的尾氣預(yù)先在空氣冷卻器中用循環(huán)冷卻水冷卻至40℃左右,再用低溫冷卻水進一步深度冷卻至30℃左右才能進入吸附器進行吸附。吸附裝置由三個吸附箱體組成,每個吸附箱體內(nèi)配置8套活性炭纖維吸附芯。兩個吸附箱進行吸附、一個吸附箱體進行再生,整個工藝過程由PLC程序控制,自動切換,交替進行吸附、再生和干燥三個工藝過程的操作。c)相關(guān)設(shè)備的參數(shù):活性炭纖維用量:總用量為960kg,每個回收單元為320kg;蒸汽用量的用量:回收一噸乙醇精餾耗蒸汽3.5噸;公用工程消耗如表6。表6水松紙廠活性炭纖維溶劑回收乙醇裝置公用工程消耗表蒸汽(萬元)電用量(萬元)循環(huán)水(費用)活性炭纖維(萬元)設(shè)備折舊費(萬元)總計(萬元)47.463.91.22520157.5d)投資與經(jīng)濟效益的分析:按每天使用5000公斤乙醇,70%進入回收系統(tǒng),回收效率按80%計算,每年運轉(zhuǎn)300天計算?；厥找粐嵰掖季s耗蒸汽3.5噸,按每噸乙醇蒸汽費用為564元。乙醇按4500元/噸計,年回收效益為378萬元。5.3.5泉州市天龍環(huán)境工程有限公司——a)基本情況:沙河市冠宇工貿(mào)有限公司涂膠生產(chǎn)線一條,日運行時間24小時,生產(chǎn)線廢氣排放量6000m3/h,廢氣中有機成份三氯乙烯,廢氣溫度約60～70℃?；厥昭b置由廢氣預(yù)處理單元、吸脫附單元、冷凝分離單元組成,工程工藝流程如圖3。前處理工藝單元:生產(chǎn)線排放出來溶劑廢空氣送入回收系統(tǒng)集風(fēng)箱,經(jīng)過過濾器和冷卻器預(yù)處理,出冷卻器之廢氣溫度降至40℃以下,再由高壓離心風(fēng)機抽送進入裝有活性炭的吸附罐內(nèi)。圖3吸附回收三氯乙烯工藝流程圖b)關(guān)鍵材料與設(shè)備:吸附劑選用專用煤質(zhì)顆粒活性炭。由于三氯乙烯廢氣在吸附回收過程中采用水蒸汽脫附再生,有少部分氧化或水解產(chǎn)生的少量氯化氫為腐蝕性物質(zhì),因此吸附罐、管道系統(tǒng)、冷凝器和分離槽等關(guān)鍵部件都采用含鈦、鈮耐腐蝕不銹鋼,密封材料采用聚四氟乙烯,其它部件采用碳鋼。表7關(guān)鍵設(shè)備序號設(shè)備名稱規(guī)格型號材質(zhì)數(shù)量1集風(fēng)箱1737×1250×1550不銹鋼1件2吸附罐D(zhuǎn)N2100×2600不銹鋼5只3冷凝器DN300×3000DN200×3000管程:不銹鋼殼程:不銹鋼1套4比重分離槽2440×1220×1220不銹鋼1套5閘板閥1200×570×110不銹鋼2件6過濾器2687×1250×700不銹鋼1件7高壓離心風(fēng)機(含電機)22KW組合1臺c)運行參數(shù):影響活性炭吸附過程的主要因素為溫度、壓力、吸附劑性質(zhì),若再考慮操作簡便,經(jīng)濟可行等因素,項目選定活性炭吸附溫度35℃,常壓下進行;經(jīng)過提高吸附劑表面溫度、降低吸附劑表面壓力、降低吸附劑表面有機溶劑的氣相區(qū)域濃度,都能促進解吸作用。經(jīng)試驗,通入110-115℃水蒸汽,保溫30分鐘,即可滿足三氯乙烯脫附條件;冷凝分離溫度為d)電氣與控制:控制系統(tǒng)采用PLC自動化控制,操作步驟導(dǎo)引設(shè)計,防止認(rèn)為操作不當(dāng)。所有溫度、壓力、流量等參數(shù)均實行實時趨勢及歷史趨勢查詢功能;裝置在運行過程中產(chǎn)生的報警和運行信息存儲,用來監(jiān)督管理各種生產(chǎn)運營故障。自動控制系統(tǒng)同時并行設(shè)置手動控制系統(tǒng)?；钚蕴看矊釉O(shè)置溫度報警、聯(lián)鎖。為了使回收裝置能實現(xiàn)自動化控制所有閥門采用氣動控制,當(dāng)壓縮空氣壓力不足時,無法開機運行;如果運行過程中壓縮空氣壓力低于6kg/cm2,控制系統(tǒng)會自動報警。具備回收氣過濾網(wǎng)壓損監(jiān)測功能及離心風(fēng)機過載保護功能。為了確保系統(tǒng)換熱負(fù)荷,以至能達(dá)到回收效果,設(shè)置冷卻水系統(tǒng)水壓不足警告及超溫度監(jiān)測報警功能。脫附時采用低壓蒸氣,為了確保系統(tǒng)安全運行,在蒸氣管道裝設(shè)蒸汽減壓裝置。e)主要費效分析:(1)年回收溶劑量:生產(chǎn)線三氯乙烯使用量200kg/h,每日運行時間24小時,年運行時間按300天計,回收率按80%計。則年可回收溶劑量:200×80%×24×300÷1000=1152噸/年。(2)年運行能源消耗量:①本回收設(shè)備水蒸汽消耗量:主要用于加熱系統(tǒng)設(shè)備及脫附動力蒸汽約占回收溶劑量3～5倍,即1152×4=4608噸/年。②用電量:39.7kw×24h×300=285840kwh/年(滿負(fù)荷時)。③冷卻循環(huán)用水量:循環(huán)使用,但要定期排放更換,以避免產(chǎn)生水垢影響換熱效果,約30噸/月。則每年用水量:30噸/月×12月=360噸/年。(3)年均更投吸附材料費:活性炭使用二年后,磨損破碎率約30%,二年后每必須進行篩選添加。則年均吸附材料費:9噸×30%×0元/噸=54000元/年。(4)年回收效益:三氯乙烯市價按5000元/噸,水蒸汽160元/噸,電費0.65元/kwh,水費4.0元/噸計算,年運行時間按300天計,則年回收效益:1152×5000-4608××0.65-360×4-54000=4781484元≈478萬元f)凈化效率與達(dá)標(biāo)排放情況:經(jīng)收集進入系統(tǒng)之廢氣去除率可達(dá)98%以上,符合<大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(GB16297-1996)排放標(biāo)準(zhǔn)。5.3.6泉州市天龍環(huán)境工程有限公司——a)基本情況:寧波市奉化市內(nèi)索爾工具有限公司甲苯廢氣回收裝置。該企業(yè)有涂膠生產(chǎn)線三條,涂膠生產(chǎn)線日運行時間24小時,涂膠生產(chǎn)線廢氣排放總量約:28000m3/h左右,VOCs尾氣成分≤40mg/m3廢氣中含有的溶劑種類甲苯、DOP(微量),廢氣溫度約70～80℃。DOP沸點較高,采用一般低壓蒸汽脫附,DOP無法從活性炭內(nèi)部脫除干凈。必須先除去DOP引風(fēng)機引風(fēng)機冷卻水塔氣冷凝器吸附槽比重分離槽溶劑儲槽控制閥門過濾器洗滌器冷卻器有機廢氣污水處理場污水處理場凈化氣體排放圖4內(nèi)索爾工具有限公司甲苯廢氣回收裝置工藝流程簡圖回收工藝流程見圖4,涂膠生產(chǎn)線排放出來溶劑廢空氣送入回收系統(tǒng)集風(fēng)箱,經(jīng)過過濾器預(yù)處理,再經(jīng)過DOP洗滌器、除霧器和冷卻器,除去廢氣中的DOP組份,出冷卻器之甲苯廢氣溫度降至35℃本回收裝置由廢氣預(yù)處理部分、吸脫附部分、冷凝分離部分。吸附部分由三個吸附槽組成,吸附、脫附交替進行,如此循環(huán)往復(fù),保證了溶劑廢氣的連續(xù)回收。吸附槽活性炭床層設(shè)有測溫點,活性炭吸附溶劑廢氣時,由于吸附熱的作用,床層溫度會升高,當(dāng)床層溫度升至一定值時控制系統(tǒng)會報警,必要時自動切換至另一吸附槽工作,或關(guān)閉廢氣進口閥門經(jīng)過緊急排氣閥排氣,以確?；厥昭b置安全。整個系統(tǒng)控制過程采用PLC全自動控制,人機界面操作。b)關(guān)鍵材料與設(shè)備:由于甲苯及DOP不具有腐蝕性,為了減少投資成本大部分材質(zhì)采用碳鋼,只有從脫附出口管至分離槽工藝段的設(shè)備及管道采用不銹鋼。表8關(guān)鍵設(shè)備序號設(shè)備名稱規(guī)格型號材質(zhì)數(shù)量1吸附槽DN2100×4100不銹鋼3只2冷凝器DN300×3000DN200×3000碳鋼不銹鋼1套3比重分離槽×1000×1000不銹鋼1套4閘板閥1200×570×110碳鋼6件5集風(fēng)箱1737×1250×1800不銹鋼1件6高壓離心風(fēng)機(含電機)55KW組合1臺c)運行參數(shù):影響活性炭吸附過程的主要因素為溫度、壓力、吸附劑性質(zhì),若再考慮操作簡便,經(jīng)濟可行等因素,項目選定活性炭吸附溫度為35℃,常壓下進行;經(jīng)過提高吸附劑表面溫度、降低吸附劑表面壓力、降低吸附劑表面有機溶劑的氣相區(qū)域濃度,都能促進解吸作用。經(jīng)試驗,通入110-115℃水蒸汽,保溫30分鐘,即可滿足甲苯脫附條件;冷凝分離溫度確定為d)電氣與控制:(1)控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)采用PLC自動化控制,操作步驟導(dǎo)引設(shè)計,防止認(rèn)為操作不當(dāng)。所有溫度、壓力、流量等參數(shù)均實行實時趨勢及歷史趨勢查詢功能;裝置在運行過程中產(chǎn)生的報警和運行信息存儲,用來監(jiān)督管理各種生產(chǎn)運營故障。自動控制系統(tǒng)同時并行設(shè)置手動控制系統(tǒng)。(2)吸附槽活性炭床層溫度監(jiān)測功能及超高溫消防灑水系統(tǒng):活性炭床層設(shè)置溫度報警、聯(lián)鎖。由于活性炭在吸附時溫度升高,脫附時溫度下降,當(dāng)吸附時活性炭溫度升高進入危險范圍以前,控制系統(tǒng)就會自動報警并聯(lián)鎖切換進入脫附狀態(tài),甚至必要時進行超高溫消防灑水,確?；钚蕴繙囟炔粫^續(xù)升高而危及安全。(3)空壓系統(tǒng)壓力監(jiān)測功能:為了使回收裝置能實現(xiàn)自動化控制所有閥門采用氣動控制,當(dāng)壓縮空氣壓力不足時,無法開機運行;如果運行過程中壓縮空氣壓力低于6kg/cm2,控制系統(tǒng)會自動報警。(4)回收氣過濾網(wǎng)壓損監(jiān)測功能及離心風(fēng)機過載保護功能:為了保護高壓離心風(fēng)機電機安全運行,設(shè)置溶劑廢氣過濾網(wǎng)壓損監(jiān)測功能。當(dāng)過濾網(wǎng)因堵塞或破裂引起溶劑廢氣壓力降變化時,系統(tǒng)自動發(fā)出報警,操作人員必須及時更換過濾網(wǎng)。當(dāng)高壓離心風(fēng)機因其它原因引起過載時,系統(tǒng)自動發(fā)出報警,必要時自動關(guān)閉系統(tǒng),溶劑廢氣經(jīng)過緊急排氣閥排氣。(5)冷卻水系統(tǒng)水壓不足警告及超溫度監(jiān)測功能:為了確保系統(tǒng)換熱負(fù)荷,以至能達(dá)到回收效果,設(shè)置冷卻水系統(tǒng)水壓不足警告及超溫度監(jiān)測報警功能。(6)蒸汽系統(tǒng)減壓裝置:脫附時采用低壓水蒸氣,為了確保系統(tǒng)安全運行,在蒸汽管道裝設(shè)蒸汽減壓裝置。(7)故障偵測系統(tǒng)及緊急排氣閥:當(dāng)遇到作業(yè)條件失常時自動發(fā)生報警,并同步自動緊急排放溶劑廢氣。(8)配備全自動變頻變速:為了達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能,加裝高壓離心風(fēng)機電機變頻器,可根據(jù)不同廢氣排放量進行調(diào)頻變速,并在主要控制系統(tǒng)附加自動追蹤訊號及回收訊號。e)主要費效分析:(1)年回收溶劑量:三條涂膠生產(chǎn)線溶劑使用量1800kg/天計,運行時間按24小時/天,30天/月,回收率按75%計。則每年可回收溶劑量:1.8噸/天×75%×30×12=486噸/年。(2)年運行能源消耗量:①本回收設(shè)備水蒸汽消耗量:主要用于加熱系統(tǒng)設(shè)備及脫附動力蒸汽約占回收溶劑量2～5倍,即486噸/年×4=1944噸/年。②用電量:92.6kw×24h×30×12=800064kwh/年(滿負(fù)荷時)。③用水量:6噸/h(循環(huán)使用)忽略不計。(3)年回收效益:回收后甲苯按5000元/噸,水蒸汽160元/噸,電費0.65元/kwh計算,則年回收效益:486×5000-1944××0.65=1598918.4元≈160萬元。f)凈化效率與達(dá)標(biāo)排放情況:經(jīng)收集進入系統(tǒng)之廢氣去除率可達(dá)98%以上,符合<大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>(GB16297-1996)排放標(biāo)準(zhǔn)。5.4吸附法VOCs治理工程中存在的主要問題5.4.1由于缺乏治理工程技術(shù)規(guī)范的約束,很多企業(yè)甚至沒有設(shè)備制造的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在工藝設(shè)計上基本上以經(jīng)驗為主,缺乏計算依據(jù)和設(shè)計規(guī)范,工藝設(shè)計水平難以固化和提高,在具體項目設(shè)計上隨意性較大。特別是由于同行業(yè)中存在惡性競爭,為了降低成本,在原材料選擇、設(shè)備規(guī)格型號的選擇和工藝控制水平上都大打折扣,造成凈化設(shè)備難以做到達(dá)標(biāo)排放,設(shè)備使用壽命短。5.4.2當(dāng)前中國的有機廢氣治理企業(yè)一般規(guī)模較小,技術(shù)研發(fā)能力弱,大部分的企業(yè)只掌握一種或兩種技術(shù)工藝,長期以來工藝技術(shù)在低水平上徘徊。同時國家在VOCs治理技術(shù)研發(fā)方面的投入也嚴(yán)重不足,當(dāng)前和國外相比在新技術(shù)的研究與開發(fā)方面已經(jīng)滯后,在關(guān)鍵技術(shù)上存在較大的差距。在新材料的開發(fā)與應(yīng)用方面,(1)缺乏安全、可靠的吸附材料。當(dāng)前我們在大風(fēng)量有機廢氣的治理中普遍采用蜂窩狀活性炭作為吸附劑,蜂窩狀活性炭燃點低、吸附容量小、吸脫附速度慢。由于燃點較低在熱脫附過程中床層易著火,在消防與安全方面存在很大的隱患。國外當(dāng)前普遍利用分子篩作為吸附劑能夠解決這個問題,但由于國產(chǎn)分子篩成型技術(shù)、疏水改性技術(shù)還沒有得到完全解決,限制了分子篩在工業(yè)有機廢氣處理過程中的應(yīng)用。(2)缺乏溶劑回收專用活性炭。大多數(shù)的揮發(fā)性有機污染物是多環(huán)芳烴、酯類、醇類和鹵代烴等分子尺寸比較大的化合物,吸附過程易造成空間位阻使得吸附劑難以再生。由于國內(nèi)缺乏溶劑回收專用活性炭,各治理企業(yè)在進行溶劑回收時在活性炭的選擇上存在很大的隨意性,致使吸附裝置效率低、吸附材料壽命短。在新技術(shù)的研究與開發(fā)方面,當(dāng)前國外固定床、流化床和移動床(含分子篩轉(zhuǎn)輪)吸附器均有使用,特別是分子篩轉(zhuǎn)輪在低濃度有機廢氣治理方面獲得了大規(guī)模的應(yīng)用,該技術(shù)具有吸附效率高、吸附劑利用率高和設(shè)備緊湊等優(yōu)點。中國在VOCs治理方面使用的還主要是固定床吸附裝置,移動床(分子篩轉(zhuǎn)輪)當(dāng)前在中國雖然已經(jīng)有所應(yīng)用,但在技術(shù)上尚不成熟;流化床吸附裝置當(dāng)前在國內(nèi)還未見實際應(yīng)用。近年來國外的相關(guān)設(shè)備開始進入國內(nèi)市場,分子篩轉(zhuǎn)輪、顆粒炭移動床等相關(guān)設(shè)備已經(jīng)在國內(nèi)應(yīng)用。5.4.3當(dāng)前中國執(zhí)行的有機物排放標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)<大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)—GB16297-1996>和<惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14554-93>,其中只規(guī)定了十四種(類)有機物的排放標(biāo)準(zhǔn),和發(fā)達(dá)國家相比在排放要求上要寬松得多。在美國環(huán)保署EPA定義的污染物中VOCs占了300多種,而美國1990年的<清潔空氣法>(CleanAirAct)要求減少90%排放量的189種毒性化合物中,70%屬于VOCs。除了排放標(biāo)準(zhǔn)較為寬松以外,由于之前從國家層面上來講,在廢氣排放的監(jiān)管上工作重點一直在粉塵、SOx和NOx上面,對VOCs的排放控制還沒有引起各地環(huán)保執(zhí)法部門的足夠重視,監(jiān)管的力度沒有跟上。雖然很多污染企業(yè)迫于壓力進行了VOCs排放源的治理,有些是為了”三同時”的需要,純粹是為了應(yīng)付環(huán)保而做,如很多噴涂工藝的尾氣治理只是裝設(shè)活性炭吸附罐,而沒有吸附劑的再生設(shè)施;很大一部分企業(yè)在凈化設(shè)備安裝驗收以后為了節(jié)省運行費用,設(shè)備運行少、不運行或在環(huán)保檢查時才運行,這在當(dāng)前中國廢氣治理裝置,特別是規(guī)模較小的有機廢氣裝置中是一個普遍的現(xiàn)象。這種狀況使有機廢氣的治理工作不但沒有起到環(huán)境治理的目的,反而增加了社會成本。除了加強檢查和處罰力度外,對一些重點污染企業(yè)能夠經(jīng)過采取安裝在線檢測裝置等方法進行監(jiān)管,以期提高廢氣治理設(shè)備的運行率。6主要技術(shù)內(nèi)容及說明6.1適用范圍在氣態(tài)污染物的治理中,吸附法是一個非常籠統(tǒng)的概念,既包括有機污染物,又包括各種無機污染物,如二氧化硫、氮氧化物、含汞蒸氣、含碘放射性氣體等的吸附凈化;既包括工業(yè)廢氣,又包括各種生活廢氣,如餐飲油煙、家裝(室內(nèi)空氣凈化)廢氣等的吸附凈化。有機污染物的吸附凈化一般是純粹的物理吸附法,而無機污染物的吸附凈化一般是化學(xué)吸附,依靠改性的吸附材料和無機污染物進行化學(xué)和催化反應(yīng)將無機物轉(zhuǎn)化,如將二氧化硫轉(zhuǎn)化為稀硫酸等,工藝過程復(fù)雜,不同的無機物的吸附轉(zhuǎn)化的工藝路線具有很大的差異,難以在一個規(guī)范中進行界定。因此在該規(guī)范中限制在有機污染物的吸附凈化,對于無機污染物的吸附凈化,應(yīng)該根據(jù)不同的行業(yè)單獨制定技術(shù)規(guī)范。從實際應(yīng)用來看,工業(yè)有機廢氣的吸附凈化工藝有很多種,主要是吸附劑的再生和處理工藝不同,而吸附劑的再生和處理工藝是治理工程的主要組成部分。吸附劑的再生和處理工藝能夠劃分為吸附拋棄工藝、變溫再生工藝和變壓(降壓)再生工藝等。吸附拋棄工藝中吸附劑一次性使用,用完以后即棄用,更換新的吸附材料,一般是采用廉價的粉狀活性炭或顆?；钚蕴课揭恍╇y以脫附的物質(zhì),如垃圾焚燒尾氣、一些化工廢氣的處理等,當(dāng)前應(yīng)用面很窄,在本技術(shù)規(guī)范中沒有進行考慮。吸附劑的變溫再生工藝是當(dāng)前的主要工藝,包括高溫水蒸氣再生和高溫氣流(空氣、惰性氣體)再生工藝。高溫水蒸氣再生后產(chǎn)生的有機溶劑經(jīng)過冷凝分離等方法進行回收,高溫氣流(空氣、惰性氣體)再生后產(chǎn)生的高濃度有機廢氣能夠采用催化燃燒、高溫焚燒工藝進行處理,也能夠采用冷凝分離工藝回收溶劑。吸附劑的降壓再生工藝是指對吸附劑進行減壓再生的工藝,即高壓吸附,減壓再生。再生后產(chǎn)生的高濃度有機廢氣經(jīng)過冷凝、吸收等方法回收。當(dāng)前在油氣回收、某些化工廢氣的治理中使用降壓再生工藝。變壓吸附技術(shù)指在一定溫度下,采用較高壓力(高壓或常壓)完成吸附,而采用較低的壓力(常壓或負(fù)壓)完成脫附的操作方法,當(dāng)前主要應(yīng)用于石油煉氣等小分子有機化合物以及一些無機化合物的吸附分離。其工藝路線和一般的常壓吸附工藝具有很大的差別,難以在一個規(guī)范中涵蓋。由于變壓吸附技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用的較多,建議對變壓吸附技術(shù)單獨制定技術(shù)規(guī)范。鑒于以上的分析,本工程技術(shù)規(guī)范適用范圍限定在:工業(yè)固定源有機廢氣的吸附法治理工藝。對于無機廢氣的吸附法治理工程和一些低分子量的有機氣體(如石油煉氣)的變壓吸附法治理工程則應(yīng)經(jīng)過另外的工程技術(shù)規(guī)范進行規(guī)定。6.2規(guī)范性引用文件現(xiàn)行的國家法律法規(guī)、大氣環(huán)境治理類的環(huán)保類標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是制定本規(guī)范的依據(jù),其中有關(guān)條文是本規(guī)范的技術(shù)基礎(chǔ),引用此類文件,使本規(guī)范具有合法性和權(quán)威性。對于吸附法治理工程中的各類設(shè)備和材料的制造(作)、加工、運輸、安裝、測試、維修等方面的規(guī)定,均引用現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)建設(shè)工程涉及的配套專業(yè)的工程施工、安裝、測定調(diào)試、驗收規(guī)范均成為本規(guī)范的引用文件。6.3術(shù)語和定義為了便于對規(guī)范條文的理解,對本規(guī)范中涉及的技術(shù)名詞予以定義。對在其它法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范上已經(jīng)定義的術(shù)語如果適用于本規(guī)范的,在本規(guī)范中不再重新進行定義。對于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上沒有標(biāo)準(zhǔn)定義而本規(guī)范中需要解釋的給予了命名和規(guī)范。對于本規(guī)范中涉及的一些最為核心的名詞,雖然在其它標(biāo)準(zhǔn)中已有定義,在本規(guī)范中也重新進行了解釋。一些在其它標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義,但沒有完全統(tǒng)一的名詞在本規(guī)范重新進行了定義與說明。6.4污染物與污染負(fù)荷(1)本章規(guī)定了吸附法治理有機廢氣的范圍、進氣的濃度要求和限值,以及不適用于處理的廢氣情況,如對含有顆粒物及氣溶膠類物質(zhì),需經(jīng)過干法或濕法過濾等方式預(yù)先除去。(2)由于有機物的易燃性和存在爆炸的危險,在有機廢氣的治理中安全性是首先需要考慮的因素。對有機物的濃度要求一般規(guī)定為控制在其爆炸極限下限的25%以下。規(guī)范4.1給出了混合有機化合物的爆炸極限下限的計算方法。(3)粉塵易于附著在吸附劑的表面上,少量的粉塵就會對吸附劑的吸附能力產(chǎn)生很大的影響。根據(jù)經(jīng)驗,進入吸附器的廢氣中粉塵的含量達(dá)到10mg/m3時,就會對吸附劑的吸附能力和使用壽命產(chǎn)生很大影響,因此規(guī)范4.2規(guī)定經(jīng)過預(yù)處理以后廢氣中的顆粒物含量應(yīng)低于5mg/m3。6.5總體要求6.5在一般規(guī)定中,對工程總體設(shè)計中的”三同時”原則、工程設(shè)計者的資質(zhì)要求、工藝配置與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的適用性要求、處理后可達(dá)到的目標(biāo)或排放標(biāo)準(zhǔn)以及凈化設(shè)備運行過程中的環(huán)境保護要求等進行了原則性的規(guī)定。關(guān)于凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的二次污染物的排放將在規(guī)范6.4二次污染物控制中進行詳細(xì)說明。6.5在工程構(gòu)成中,主要對治理工程的主體工程系統(tǒng)、輔助工程系統(tǒng)的組成范圍進行了界定。規(guī)范5.2.1界定了治理工程的總體構(gòu)成范圍。5.2.2和56.5治理設(shè)備的布置應(yīng)考慮主導(dǎo)風(fēng)向的影響,以減少有害氣體、噪聲等對環(huán)境的影響。如果在下風(fēng)向無居民區(qū),應(yīng)布置在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。對于有機廢氣的治理,在場址選擇中主要考慮有機物的易燃和爆炸的危險,應(yīng)按照消防要求留出消防通道和安全保護距離。同時要考慮因地制宜地利用廠區(qū)空間,降低治理成本。6.6工藝設(shè)計6.6(1)在進行工藝設(shè)計上要本著成熟可靠、國內(nèi)先進、經(jīng)濟適用原則,同時要考慮節(jié)能、安全和可操作性,鼓勵技術(shù)能力較強的治理廠家積極采用新工藝和新材料。(2)在一般的廢氣治理設(shè)備中都會考慮留出一定的設(shè)計裕量。根據(jù)各個廠家的實際設(shè)計經(jīng)驗,對于有機廢氣的治理設(shè)備,設(shè)計裕量為(10-20)%為宜,在此規(guī)定設(shè)計裕量為20%應(yīng)該是合適的。(3)從資源利用的角度來講,有機廢氣中所含的有機物成分應(yīng)該盡量的回收利用。因此,在成本相近,且回收易行的前提下,應(yīng)盡量采用吸附回收工藝對廢氣中的有機物成分進行回收。今后國家能夠考慮制定相關(guān)的回收補貼政策。(4)有機物的吸附主要是物理吸附,溫度越低,吸附能力越強。當(dāng)前常見的吸附劑,如活性炭、活性炭纖維和分子篩等一般在40℃以下對有機物具有良好的吸附效果。在某些生產(chǎn)工藝中,如烘烤漆工藝和干燥工藝,所產(chǎn)生的廢氣溫度較高,在進入吸附器之前應(yīng)先進行降溫處理。但對于一些沸點較高的化合物,如三甲苯(沸點164.7℃)等,由于其易于吸附,在較高的溫度下也能夠進行吸附凈化,因此其吸附溫度能夠適當(dāng)?shù)靥岣咭恍?.6(1)在吸附法工業(yè)有機廢氣的治理中,根據(jù)吸附器的種類、吸附劑的再生方式、再生后高濃度有機廢氣的處理方式的不同,能夠分為多種工藝路線。在進行廢氣治理工藝路線選擇時,應(yīng)經(jīng)過對廢氣的組成、溫度、壓力、污染物的性質(zhì)、污染物的含量、流量、污染物產(chǎn)生方式(連續(xù)或間歇、均勻或非均勻)等因素進行綜合分析,選擇經(jīng)濟適用、安全可靠的治理工藝。(2)當(dāng)前在中國的工業(yè)有機廢氣的吸附法治理中使用的主要是固定床吸附器。移動床和流化床吸附器在國外的有機廢氣治理中有所應(yīng)用,但也是以固定床吸附器為主。其中,分子篩轉(zhuǎn)輪連續(xù)吸附再生裝置(實際上屬于移動床的一種類型)是低濃度有機廢氣治理的主要設(shè)備之一,在美日等國應(yīng)用較多,當(dāng)前在國內(nèi)也已經(jīng)有所應(yīng)用,但總體技術(shù)上還不夠成熟,主要是分子篩吸附劑尚處在研究開發(fā)階段,性能和國外相比還存在較大的差距。在工業(yè)有機廢氣大部分由連續(xù)而穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生,能夠采用固定床、移動床和流化床吸附器進行凈化。當(dāng)采用固定床吸附器時,吸附劑定期進行再生,吸附器一般是采用一用一備或多用一備;當(dāng)采用移動床和流化床吸附器時,吸附劑連續(xù)進行再生。當(dāng)處理連續(xù)穩(wěn)定的廢氣時,再生氣流中有機物的濃度基本恒定,易于進行后處理,能夠采用多種類型吸附器進行吸附;當(dāng)處理非連續(xù)(間歇)或濃度不穩(wěn)定的廢氣時,再生氣流中有機物的濃度波動加大,宜采用固定床吸附器進行吸附。(3)根據(jù)吸附劑的再生方式和再生廢氣處理方式的不同,廢氣的吸附凈化工藝能夠分為多種技術(shù)途徑。在本規(guī)范附錄中給出四種典型的工藝路線,其它的一些工藝過程,如吸附-拋棄工藝、吸附劑的異地再生工藝等,由于不常見,在此不做規(guī)定。典型工藝路線1(圖5):水蒸氣再生--冷凝回收工藝。在有機溶劑的吸附回收工藝中,當(dāng)前采用的主要是水蒸氣置換再生--冷凝回收工藝,多采用固定床吸附器,吸附劑主要采用原位再生。圖5水蒸氣再生--冷凝回收工藝流程典型工藝路線2(圖6):熱氣流(空氣或惰性氣體)再生--冷凝回收工藝。固定床、移動床和流化床吸附器均可采用該工藝。熱氣流(空氣或惰性氣體)吹掃再生--冷凝回收工藝主要用于濃度很低、沸點較高有機物的處理,如鋰離子電池生產(chǎn)中N-甲基吡咯烷酮(NMP,沸點202℃)的治理。由于熱氣流(空氣或惰性氣體)吹掃再生所產(chǎn)生的氣體溫度較高,對低沸點有機物的吸附回收,要低溫冷凝,不適用該工藝。圖6熱氣流(空氣或惰性氣體)再生--冷凝回收工藝流程典型工藝路線3(圖7):熱氣流(空氣、惰性氣體或煙氣)再生--催化燃燒或高溫焚燒工藝。該工藝當(dāng)前在國內(nèi)外應(yīng)用最多,主要由于低濃度、大風(fēng)量、無回收價值的有機廢氣的治理。濃縮再生后的高濃度廢氣一般采用催化燃燒工藝進行分解凈化,但當(dāng)氣流中含有引起催化劑中毒的成分時則采用高溫焚燒工藝。在有些情況下,需要回收有機物焚燒所產(chǎn)生的熱量時,也常采用高溫焚燒工藝。圖7熱氣流(空氣、惰性氣體或煙氣)再生--催化燃燒或高溫焚燒工藝流程典型工藝路線4(圖8):降壓解吸再生--液體吸收工藝。該工藝當(dāng)前在國內(nèi)主要用于高濃度的溶劑回收和加油站、油庫、工業(yè)溶劑儲罐的油氣回收等。在低濃度有機溶劑回收中采用該工藝往往不經(jīng)濟,因此很少采用。圖8降壓解吸再生--液體吸收工藝流程(4)當(dāng)使用固定床吸附器時,由于吸附劑的裝填和更換很不方便,勞動強度大,因此一般采用原位再生工藝。吸附器采用一用一備或多用一備的原則,吸附器的數(shù)量需要根據(jù)所設(shè)計的單個吸附器有效吸附時間和再生時間確定。當(dāng)使用移動床和流化床吸附器時,吸附劑連續(xù)進行再生,再生系統(tǒng)的再生能力應(yīng)根據(jù)吸附劑的再生速度和吸附器所產(chǎn)生的吸附劑的量進行計算,吸附和再生容量需匹配。(5)當(dāng)廢氣中的有機物具有回收價值時,吸附劑的再生可選擇水蒸氣再生、熱氣流(空氣或惰性氣體)吹掃再生或降壓解吸再生工藝。吸附劑再生后產(chǎn)生的高濃度氣體可選擇降溫冷凝或液體吸收工藝對有機物進行回收。當(dāng)采用水蒸氣置換再生時,只能采用降溫冷凝回收工藝(典型工藝路線1),不溶于水的有機溶劑經(jīng)冷凝分離后直接回收,溶于水的有機溶劑需要進行進一步的分離后回收。當(dāng)采用熱氣流(空氣或惰性氣體)吹掃再生,后處理過程采用降溫冷凝回收工藝(典型工藝路線2)一般是最為經(jīng)濟、安全的處理工藝。也能夠采用液體吸收回收工藝,需要進行經(jīng)濟性核算后確定。降壓解吸工藝當(dāng)前在國內(nèi)主要用于高濃度的溶劑回收和加油站、油庫、工業(yè)溶劑儲罐的油氣回收等。由于解吸后尾氣中有機物濃度非常高,極易被同類油品所吸收,如利用柴油吸收高濃度的汽油蒸氣,吸收以后的吸收劑一般也不需要進行后處理,經(jīng)濟可行。因此解吸后的尾氣宜采用液體吸收回收工藝。(6)根據(jù)回收有機物的價值和回收費用進行核算,對于一些低濃度的廢氣,難以分離或分離費用高的混合廢氣,吸附回收一般在經(jīng)濟上不合算,需要采用熱氣流吹掃再生,再生后產(chǎn)生的高濃度廢氣多采用催化燃燒(典型工藝路線3)進行分解凈化,同時能夠回收熱量,或者利用燃燒后所產(chǎn)生的熱量用于吸附劑的再生,能夠降低廢氣的治理成本。(7)當(dāng)廢氣中的有機物濃度高,可先采用冷凝等方式回收再進行吸附凈化的組合工藝。如化纖生產(chǎn)廢氣中硫化氫和二硫化碳廢氣的治理就是采用該工藝。(8)當(dāng)廢氣中含有不適于再生處理的有毒物質(zhì)時,吸附了有毒物質(zhì)的吸附劑整體進行處理。如廢氣中含有某些劇毒或惡臭物質(zhì)時,吸附以后不宜進行脫附,一般與吸附劑一起進行整體處理。6.6.36.6.3本規(guī)范主要對排風(fēng)罩設(shè)計和安裝的通用原則提出了技術(shù)要求,對排風(fēng)罩的具體設(shè)計在本規(guī)范中不做具體規(guī)定。強調(diào)的是在保證集氣和排風(fēng)效果的基礎(chǔ)上,集氣罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致,盡量不影響工藝操作。同時盡量減少排風(fēng)量,以減輕吸附裝置的負(fù)擔(dān)。6.6.3由于各個行業(yè)中產(chǎn)生的廢氣的性質(zhì)千差萬別,而吸附法對廢氣中的粉塵、氣溶膠和一些引起吸附劑中毒的物質(zhì)要求嚴(yán)格,因此廢氣的預(yù)處理系統(tǒng)對吸附設(shè)備影響巨大。在規(guī)范6.3.2在工業(yè)有機廢氣中,一般含有少量的粉塵,但在有些工藝廢氣中粉塵含量會很高,在噴涂廢氣中則含有大量的漆霧。顆粒物等一般以氣溶膠的狀態(tài)存在。吸附劑對粉塵、漆霧和氣溶膠非常敏感,會嚴(yán)重影響吸附劑的吸附能力。因此,在廢氣進入吸附器之前必須將粉塵、漆霧處理干凈,并對氣溶膠進行破壞。當(dāng)前在中國的一些吸附法凈化設(shè)備中,由于對廢氣的前處理重視不夠或者預(yù)處理設(shè)備使用不當(dāng),吸附器的效率很低,有些無法長時間使用。廢氣預(yù)處理工藝主要有干法機械過濾和濕法噴淋吸收兩種工藝,也能夠采用干法和濕法結(jié)合的組合工藝。在噴涂、制藥、精細(xì)化工、化纖生產(chǎn)等很多工藝所產(chǎn)生的混合廢氣中,往往含有一些高沸點的大分子化合物或強極性化合物,如電器噴涂廢氣中的二甲基戊酮(沸點164℃)、化纖生產(chǎn)廢氣中的硫化氫等,被吸附劑吸附后難以脫附而造成吸附劑中毒。這些物質(zhì)雖然含量不高,但被吸附后難以解吸從而在吸附劑中積累,吸附劑很快就會中毒失效。高沸點的大分子有機化合物能夠采用活性炭的預(yù)吸附裝置去除,硫化氫等極性化合物能夠經(jīng)過液體吸收去除。一般預(yù)處理裝置的壓力損失不會超過1kPa,但采用布袋除塵器過濾時,壓力損失會超過1kPa。6.6.3在HJ/T386-<工業(yè)廢氣吸附凈化設(shè)備>中,對吸附裝置的基本性能做出了原則性的要求。當(dāng)前我們常見的吸附劑主要包括活性炭(顆粒活性炭和蜂窩活性炭)、活性炭纖維、分子篩(顆粒分子篩和蜂窩分子篩)、顆粒硅膠和顆粒氧化鋁等。其中硅膠和氧化鋁在有機廢氣凈化中很少使用,顆粒硅膠在國外的油氣凈化裝置中有所應(yīng)用,在國內(nèi)當(dāng)前還沒有應(yīng)用。因此在本規(guī)范中只對活性炭、活性炭纖維和分子篩的性能進行了規(guī)定。吸附層的氣流風(fēng)速是固定床吸附器設(shè)計的主要參數(shù)。由于不同類型吸附劑的吸附能力、吸附速率和吸附層的阻力差別很大,氣流風(fēng)速應(yīng)根據(jù)吸附速度和吸附層的阻力綜合選擇。顆粒狀吸附劑(活性炭和分子篩)的粒度一般在φ(20～40)之間,吸附速度較快,在床層阻力為2kPa左右時,氣流風(fēng)速一般在(0.20～0.60)m/s;活性炭纖維氈對有機物的吸附速度非?？?但其床層阻力也非常大,在床層阻力低于2.5kPa的情況下,氣流風(fēng)速一般應(yīng)低于0.15m/s;蜂窩狀吸附材料是專門為低濃度、大風(fēng)量的廢氣治理而制備的,目的是為了降低吸附器的床層阻力,在與顆粒吸附劑床層阻力相同的情況下,氣流風(fēng)速能夠提高到1.20m/s,一般情況下能夠選擇在(0.80～1.60)m/s之間。在吸附劑選定后,吸附劑用量應(yīng)根據(jù)一個吸附周期內(nèi)吸附床層的動態(tài)吸附量確定。動態(tài)吸附量是由吸附劑的飽和吸附容量、吸附速度、溫度、壓力和有機物的濃度等所決定的,一般應(yīng)根據(jù)實驗確定。在確定了吸附周期和吸附劑的動態(tài)吸附量后,吸附劑的用量常見希洛夫(Schieloeff)公式或其它的經(jīng)驗計算法進行計算。對于希洛夫(Schieloeff)公式或其它的經(jīng)驗計算法在此不做進一步的解釋。吸附器的凈化效率應(yīng)不低于90%,同時吸附裝置出口污染物的排放濃度應(yīng)低于國家、地方和行業(yè)相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。在HJ/T386-<工業(yè)廢氣吸附凈化設(shè)備>中,只是規(guī)定吸附器的凈化效率應(yīng)不低于90%。但對于濃度較高的廢氣,即使90%的凈化效率也達(dá)不到排放要求。因此規(guī)范6.3.3.5吸附器的壓力損失宜低于4kPa。在HJ/T386-<工業(yè)廢氣吸附凈化裝置>中規(guī)定吸附裝置的壓力損失不大于2.5kPa。我們在實際應(yīng)用中,特別是在使用活性炭纖維氈為吸附劑時,有時設(shè)計阻力會高于2.5kPa。根據(jù)當(dāng)前活性炭纖維和顆粒活性炭吸附裝置的實際應(yīng)用情況,在此規(guī)定吸附裝置的壓力損失宜低于4kPa為宜。6.6.3分子篩的吸附容量要低于活性炭和活性炭纖維,當(dāng)采用降壓解吸再生時,由于高溫引起著火的危險性較小,一般采用活性炭材料作為吸附劑。但當(dāng)采用熱氣流吹掃再生時,活性炭和活性炭纖維的安全性較差,當(dāng)需要較高溫度再生時使用分子篩要比活性炭材料安全。當(dāng)使用水蒸氣置換再生時,一般采用低壓水蒸氣,水蒸汽溫度高,對設(shè)備耐壓要求高。根據(jù)經(jīng)驗一般考慮水蒸氣的溫度應(yīng)低于140℃。當(dāng)吸附了有機化合物的吸附劑采用熱氣流吹掃再生時,在安全上存在很大的隱患。在中國長期的工程實踐表明,對于活性炭和活性炭纖維吸附劑和一般的有機化合物,再生熱氣流溫度應(yīng)低于120℃,否則著火的危險性非常大。分子篩的安全性要高于活性炭材料,再生熱氣流溫度能夠提高,日本的一些企業(yè)使用溫度能夠達(dá)到20利用熱氣流再生吸附器時,實際上是一個非穩(wěn)態(tài)過程。如果進入吸附器的熱氣流的溫度和風(fēng)量不變,由于開始時吸附劑中的有機物較多,吸附器尾氣中的有機物濃度也較高,有可能超過其爆炸極限下限的25%濃度限制,造成爆炸的危險。因此關(guān)鍵是嚴(yán)格控制進入吸附器的熱氣流的溫度,開始階段溫度能夠低一些,隨著再生過程的推進,再生氣流的溫度能夠適當(dāng)提高。6.6.3.5在吸附凈化系統(tǒng)中,吸附劑再生工藝和脫附產(chǎn)物的處理方式具有多種途徑,再生設(shè)備和再生廢氣的處理設(shè)備是關(guān)鍵設(shè)備。在規(guī)范6.3.5中(1)冷凝回收大部分的有機溶劑不溶于水或者在水中的溶解度很低,經(jīng)過冷凝后能夠經(jīng)過分層分離回收。但對于醇類等易溶或與水混溶的有機物冷凝后需要進一步的分離處理。對于高沸點的有機物(如沸點超過100℃),采用常溫水進行冷卻即可。但對于低沸點的有機物,則需要采用低溫水進行冷凝,比較經(jīng)濟的方法是采用常溫-低溫水兩級冷卻。冷卻水需經(jīng)過涼水塔降溫或制冷后循環(huán)使用。再生尾氣經(jīng)過冷凝后所產(chǎn)生的不凝氣中有機物的濃度很高,不能直接排放,必須返回到吸附器的進口,和工藝廢氣混合后進行再吸附處理。(2)液體吸收在液體吸收工藝中常見的吸收劑也是有機溶劑,如柴油等。吸收劑的揮發(fā)度必須低于廢氣中有機物的揮發(fā)度。對吸收塔的設(shè)計在HJ/T387-<工業(yè)廢氣吸收凈化裝置>中已經(jīng)有明確的規(guī)定。經(jīng)過吸收以后的尾氣中還含有一定量濃度很高的有機物,必須返回到吸附器的進口,和工藝廢氣混合后進行再吸附處理。(3)催化燃燒或高溫焚燒當(dāng)廢氣中的有機物中只含有碳?xì)?、化、氧元素時,經(jīng)過催化燃燒形成二氧化碳和水。對于一些含S、N、Cl等的雜原子有機化合物,經(jīng)過催化燃燒后會產(chǎn)生SO2、HCl、NOx等二次污染物,因此對燃燒尾氣需要進一步進行處理達(dá)標(biāo)后方可排放。對于低濃度的有機廢氣,經(jīng)過吸附和熱氣流解吸后,廢氣中的有機物被濃縮,再采用催化燃燒設(shè)備進行處理。進入催化燃燒器的氣流中有機物的濃度應(yīng)控制在其爆炸極限下限的25%以下。因此,實際上進入吸附器的有機物濃度應(yīng)該是遠(yuǎn)低于其爆炸極限下限的25%。經(jīng)過催化燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾挠酂?。在大多?shù)情況下是用于吸附器的再生,降低設(shè)備的運行費用,也能夠用于余熱鍋爐或引入生產(chǎn)工藝中。利用高溫?zé)煔獾挠酂釋ξ狡鬟M行再生的方式有兩種:一是經(jīng)過冷風(fēng)機在高溫?zé)煔庵醒a充部分新鮮空氣,使煙氣溫度降到吸附劑再生所需要的溫度后直接引入吸附器進行吸附劑的再生。二是增加一個氣-氣換熱器,利用高溫?zé)煔饧訜嵝迈r空氣至吸附劑再生所需要的溫度后引入吸附器進行吸附劑的再生。在HJ/T389-<工業(yè)有機廢氣催化凈化設(shè)備>中,對催化燃燒器的基本性能進行了規(guī)定,能夠作為設(shè)計的依據(jù)。6.6(1)預(yù)處理和后處理設(shè)備所產(chǎn)生的廢水應(yīng)集中進行處理,達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。也能夠排入企業(yè)的污水集中處理系統(tǒng)進行處理。當(dāng)使用濕法前處理裝置時,會產(chǎn)生一定量的含有機物的廢水;當(dāng)吸附劑的再生采用水蒸氣置換再生,后處理采用冷凝分離裝置時,會產(chǎn)生少量但濃度很高的有機廢水,都需要進行處理達(dá)標(biāo)后排放?？墒菍τ趶U氣處理裝置而言,單獨設(shè)計一套廢水處理系統(tǒng)往往是不經(jīng)濟的,如果企業(yè)本身具有污水集中處理系統(tǒng),在設(shè)計負(fù)荷允許的情況下能夠排入進行集中處理。(2)干法和濕法預(yù)處理裝置中所產(chǎn)生的粉塵和廢渣,更換下來的過濾材料、吸附劑和催化劑應(yīng)收集后進行集中處理。治理裝置所產(chǎn)生的固體廢棄物主要是干法和濕法前處理裝置中所產(chǎn)生的粉塵和廢渣、更換下來的過濾材料、吸附劑和催化劑,都需要收集后進行集中處理。催化劑中由于含有貴金屬成分,能夠送到相關(guān)單位進行回收。(3)經(jīng)過催化燃燒和高溫焚燒后所產(chǎn)生的高溫尾氣的處理在規(guī)范6.3.5已有部分說明。對于含雜原子尾氣可能造成二次污染的處理進行了規(guī)定。(4)系統(tǒng)噪聲控制應(yīng)滿足GBJ87和GB12348的要求。6.6.5(1)由于有機廢氣易燃、易爆,在進行有機廢氣治理裝置的工藝設(shè)計時,安全措施是首先要進行考慮的因素。規(guī)定除了符合安全生產(chǎn)、事故防范的相關(guān)規(guī)定以外,工藝系統(tǒng)中必須安裝事故自動報警裝置。(2)廢氣治理系統(tǒng)與主體生產(chǎn)裝置之間、管道系統(tǒng)的適當(dāng)位置,應(yīng)安裝可靠的阻火器,阻火器性能應(yīng)按照HJ/T389-中5.4的規(guī)定進行檢驗。至少應(yīng)該在有機廢氣處理系統(tǒng)與主體生產(chǎn)裝置之間以及催化燃燒裝置與管道系統(tǒng)之間安裝阻火器。(3)風(fēng)機、電機和置于現(xiàn)場的電氣、電儀等應(yīng)具有防爆功能。對于有機廢氣的處理必須選用具有防爆功能的風(fēng)機、電機和電控柜。(4)由于吸附過程是一個放熱過程,當(dāng)處理高濃度有機廢氣時,如果吸附器的散熱效果不好,吸附器會有明顯的溫升。吸附器內(nèi)溫度升高不但會降低吸附劑的吸附效果,還會造成著火和爆炸的危險。在油氣回收裝置中,油氣中汽油的濃度非常高,能夠達(dá)到1500g/m3左右,吸附床的溫升非常明顯,當(dāng)吸附器內(nèi)超過一定溫度時將會發(fā)生危險。德國的COOLSORPTION公司經(jīng)過論證和實際經(jīng)驗確定在油氣回收過程中吸附器的溫度控制在83℃,美、日等國的一些治理公司一般控制在80℃以下。因此規(guī)范6.5.4規(guī)定”在吸附操作周期內(nèi),吸附了有機氣體后吸附床內(nèi)的溫度應(yīng)低于83℃”。當(dāng)吸附器內(nèi)的溫度超過(5)當(dāng)使用活性炭和活性炭纖維作為吸附劑,并采用熱氣流吹掃方式再生時,根據(jù)經(jīng)驗,熱氣流的溫度控制在120℃以下是相對比較安全的。(6)當(dāng)使用分子篩作為吸附劑,并采用熱氣流吹掃方式再生時,根據(jù)經(jīng)驗,熱氣流的溫度控制在20(7)對于有機廢氣的催化燃燒裝置,必須設(shè)置防爆泄壓裝置。為了防止發(fā)生爆炸后對人員造成傷害,泄壓口應(yīng)該安裝在燃燒裝置的頂部或背部能夠避開操作人員的位置。催化燃燒器主體的溫度很高,進行整體保溫,降低熱量損失。外表面溫度應(yīng)低于60℃,防止人員燙傷。(8)一般只是在高濃度的廢氣治理中吸附劑才會采用降壓解吸方式再生。如在油氣回收中有機物的濃度非常高,能夠達(dá)到1500g/m3以上,已經(jīng)達(dá)到或超過了其爆炸極限范圍,但由于在解吸和吸收過程中隔絕氧氣,能夠控制爆炸的危險,但對系統(tǒng)風(fēng)機、真空解吸泵和電氣系統(tǒng)都要求采用最高防爆級別,應(yīng)采用符合GB3836.4要求的本安型防爆器件。(9)在國內(nèi)外的有機廢氣吸附凈化裝置中,吸附器發(fā)生著火的現(xiàn)象時有發(fā)生,因此應(yīng)該常備消防裝置。當(dāng)吸附劑著火后,水噴淋是最好的滅火方式。6.7主要工藝設(shè)備與材料6.7不同的生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的有機廢氣的成分比較復(fù)雜,象苯類、酮類、醛類等氣體基本沒有腐蝕性或腐蝕性較小,有機酸類氣體則具有較強的腐蝕性。在有些情況下還會含有一些無機氣體,如硫化氫等,腐蝕性非常強。當(dāng)廢氣中含有以上腐蝕性氣體時,所有集氣罩、管道、閥門、顆粒過濾器和吸附器均應(yīng)采用耐腐蝕材料制造。當(dāng)吸附劑采用水蒸氣置換再生時,由于高溫水蒸氣的存在,對設(shè)備的腐蝕非常嚴(yán)重,因此規(guī)定吸附器以及接觸到水蒸氣的部分管道和閥門均應(yīng)采用不銹鋼制造。催化燃燒器的最高溫度能夠達(dá)到600℃以上,在高溫下有機蒸氣存在時,對設(shè)備具有較強的腐蝕性。之前由于中國對催化燃燒器和高溫焚燒爐的材料要求沒有規(guī)定,一些廠家利用普通碳鋼制造的催化燃燒器的使用壽命往往很短,也就是1～2年的時間。因此,在此明確規(guī)定催化燃燒器主體(含加熱器和反應(yīng)器)應(yīng)選用防腐耐溫不銹鋼材料制造。預(yù)處理和后處理噴淋吸收塔的材料選擇在HJ/T387-中已有規(guī)定。需要防腐材料的設(shè)備和管路管件,按HGJ229進行防腐蝕處理和驗收。6.7活性炭根據(jù)其應(yīng)用對象的不同能夠分為液相處理用活性炭、氣相處理用活性炭、