VOCs治理工艺设计方案

1VOCs治理工艺设计方案XXXXXXXXXXXXXX编制日期：2017年1月2第一章项目概况第二章工艺设计说明一、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。二、设计依据现场勘查所掌握的第一手资料《中华人民共和国环境保护法》（主席令第九号）(2015年1月1号实施)《中华人民共和国大气污染防治法》（2015.8.29修订）（2016年1月1日实施）环境空气质量标准（GB3095-2012）国发（1996）31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》《中华人民共和国清洁生产促进法》（2002年6月29日修订）（2003年1月1日实施）《国家环境保护“十三五”计划》《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）3《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）三、工程范围本设计范围包含：1）收集系统：各点位产生VOCs已由业主进行收集；2）成套设备：氧化预处理器、高效氧化单元，催化氧化系统；3）以上成套设备之间的管道阀门等和成套设备的安装；4）所需动力照明电源、给排水等外部条件由业主单位按设计要求提供。4第三章设计参数（举例说明）一、气候条件二、废气产生环节及产生量由业主提供相关数据的统计如下：表3-1：25车间废气治理前排放情况统计表序号排气点位废气来源废气成分排气量（m3/h）废气浓度（非甲烷总烃，mg/m3）排气管径（mm）排气持续时间备注1楼顶真空泵房集中排风，另外合成区脱水工序导热油排气（含少量散逸气体）也从该管道排出主要是乙酸乙酯10000300~400500*60016~24h/d已做统一收集，未经处理由排风机统一外排。车间共有7台水喷射真空泵，真空泵排气统一收集，收集口处废气浓度约5000mg/m32车间南侧两工序之间储罐导料排气乙酸乙酯——4000-8000DN25不锈钢管2h/d排气时间40min/次，每天三次。未做处理和统一收集。另外排气管还排出少量的乙酸乙酯纯溶剂（1.5L/次）。3车间南侧两工序之间储罐导料排气乙酸乙酯——4000-8000DN25不锈钢管2h/d排气时间40min/次，每天三次。未做处理和统一收集。另外排气管还排出少量的乙酸乙酯纯溶剂（1.5L/次）。5根据上表数据得废气最大产生量≥10000m3/h，设计风量值取11000m3/h，设计处理浓度：≤500mg/m3；本方案定为表3-1中1、2、3点位产生废气进入一套常温催化氧化系统处理，非甲烷总烃去除率95%以上。三、设计排放标准本项目废气经治理后排放满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中二级排放标准，恶臭污染物排放满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93），所有机电设备，电器元件防爆等级参数由甲方提供，详如设备技术参数。治理前后效益对比：(去除率95%以上)由表3-1知：25车间每天损耗乙酸乙酯300-500kg，以平均每天400kg排放量计算（物料衡算），按新《环保税法》规定：大气污染物税额：每污染当量数1.2-12元。（各地标准不同，费用不同）大气污染物的污染当量数=污染物的排放量÷该污染物的污染当量值应税大气污染物的应纳税额=污染当量数×具体适用税额乙酸乙酯的污染当量值取≤0.5则该项目治理前大气污染物纳税额=400÷0.5×(2.4～6)=1920～4800/天治理后大气污染物纳税额=400×（1-95%）÷0.5×（2.4～6）=96～240/天治理后排放值≤25mg/m3，低于国家标准50%，按规定减半征收该税额，每年按300天计，采用本系统技术治理后每年可节约应缴税款：［(1920-48)～(4800-120)］×300=561600～1404000元。据上，如去除率每降低5%，则企业应缴税额会成倍增长。序号污染项目治理前治理后标准排放限值标准排放速率1非甲烷总烃≤500mg/m3≤25mg/m3120mg/m310kg/h6第四章废气成分分析及工艺方案选择一、废气成分分析废气成分分析：乙酸乙酯：无色透明液体，低毒性，有甜味，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，能吸水分，使其缓慢水解而呈酸性反应。能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶，溶于水(10%ml/ml)。熔点-83℃。沸点77℃。闪点7.2℃（开杯）。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物。二、废气处理工艺选择1、与活性炭吸附治理技术比较：1）处理大分子气体很快饱和或堵塞，且吸附材料往往需要频繁更换（解析脱附），VOCs并未消解。2）吸附材料属于危废，使用后需花费较高成本处理。3）有着火隐患：吸附材料中含有金属氧化物（灰分，如Fe2O3），会与有机物发生催化反应，造成局部升温引起着火（“飞温现象”）。4）政府环保部门均会要求加装废气排放在线监测仪，活性炭吸附何时需更换并不好把握，且2018年1月1日会对排污企业征收环保税。2、与其他治理技术的比较：等离子技术由于放电极与废气直接接触，特别是针对于易燃易爆的有机污染物，在处理的过程中存在着一定的安全事故隐患，危险性高；RTO焚烧技术存在着停留时间不足、燃烧不充分、高温使气体发生裂变等缺陷，并且焚烧7后的气体存在氮氧化物、二氧化硫排放总量超标的现象，RTO焚烧技术针对于低浓度废气在运行过程中需通入大量的天然气以保证炉内温度而增加了企业的运行成本，而针对于高浓度挥发性有机废气RTO焚烧技术在运行过程中存在着一定的安全事故隐患；光催化技术存在反应转化率低、受工况变化影响大、光催化剂容易失活，使用周期短等缺点，目前除国外专业厂商外国内厂商均处于实验室阶段，并不成熟。2、常温催化氧化处理是工艺介绍根据业主提供的相关数据，经过研究讨论决定采用氧化预处理+两级高效氧化+催化氧化工艺对该废气进行治理。先利用氧化预处理器进行一阶段降温和一阶段催化，使得温度降到20℃以下；然后再利用两级高效氧化塔进行物理法治理；最后利用催化氧化系统进行最终的氧化分解，然后达标排放。由表3-1数据可基本确定各设备尺寸、纳米介质合剂及氧化剂的用量。本系统由氧化预处理器、高效氧化单元、催化氧化系统及监测排放筒组成。效果图如下：3、工艺优点本项目废气处理工艺流程为氧化预处理器+高效氧化单元+催化氧化，最终产8物为二氧化碳、水和少量的无机盐。工艺优点：（1）纳米介质合剂的独创性创新合剂新颖先进，采用创新环保新材料作为载体，负载纳米元素制备的全新复合高效催化剂。该合剂化学和热稳定性好，催化活性高，抗硫、卤素中毒能力强，使用寿命长3年以上。（2）去除率高，达95%以上（3）以“气”治“气”效率扩增在常温下催化氧化系统产生大量“气态”羟基自由基释放，因无任何相间阻力，可快速、高效地与气态VOCs分子接触催化氧化，将VOCs消解成小分子CO2、H2O及极少量无机盐。实际工程运行表明：气体在通过反应区速率在1-11m/s之间就能够达到很好的处理效果，完全达标排放。（4）无安全隐患、无二次污染本技术避免了现有技术的不足，使用安全无隐患。系统设备的制作材料均采用防腐、防高温及防紫外线材质，且废气自始至终不经过任何高温高压及明火明电的区域。在常温下高效催化污染物，无需高温、无需高压放电、无需脉冲、无需紫外光等强化手段的安全隐患，使用极其安全不存在易燃易爆的安全隐患。（5）操作管理简便、即开即用即关即停本系统自动化程度高，采用一键启动一键关停，并且该系统不能单独对风机进行开启，有效的避免了操作人员的偷排行为；对于部分企业工序的不连续开启，可以通过调节羟基自由基的量来实现节能减排的目的。（6）应用范围广、运行稳定我单位废气治理专利系统应用范围广，针对于较难处理的硫化氢气体、醋酸类气体、苯酚类气体、甲苯类气体、醚类气体、酯类气体等都有较好的处理效果。设备最长运行时间已达三年，设备仍正常运行，处理效果依然能够达标排放。9第五章各系统单元描述一、收集系统对任何一个高效的废气控制和处理系统而言，废气收集系统及输送系统设都是一个极为重要的关键要素。这决定了系统的处理能力大小跟实际效果。本项目共上一套处理设备，产生的废气甲方已经做了收集，并用管道进行外排，我方计划在甲方收集管道的外排口连接我方的管道，管道材质乙烯基901环氧树脂，具有耐腐蚀性，节省管道费用的同时更利于内部气体收集均匀。二、氧化预处理器废气预计停留时间：≥3S有机物预计去除率：≥30%三、高效氧化单元废气预计停留时间：≥5S有机物预计去除率：≥30%高效氧化单元主要由多面球填料、喷淋装置、布气装置、循环泵、除尘氧化塔壳体组成。四、催化氧化系统废气预计停留时间：≥3S有机物预计去除率：≥35%催化氧化系统主要由催化氧化塔、催化氧化主系统、纳米介质合剂载体装置和布气系统组成。五、主系统控制系统我单位开发设计了PLC智能控制操作系统。该控制系统实现监视、控制、开关、设定、调节、总体工艺流程显示、工艺参数历史曲线回放，详细工艺单10元显示、报告、报警、循环开车、紧急停机、记录、故障连锁、通信等功能通过Profibus-DP协议（或以太网）和总站PLC自控系统统一工作，并可以启动发生器和按要求自动调节生产。使整个系统实现统一操作。简单的人工触摸操作将系统开启和停止，电子界面清晰的反应系统的运行状况，清晰地运行状况信息促进了与操作人员的及时沟通与监督。本系统自动化程度高，采用一键启动一键关停，并且该系统不能单独对风机进行开启，有效的避免了操作人员的偷排行为；对于部分企业工序的不连续开启，可以通过调节羟基自由基的量来实现节能减排的目的。第六章运行成本分析（举例说明）一、废气处理设备能耗序号设备名称数量（台、套）单台功率（kW）总功率（kW）备注1氧化预处理器110102催化氧化主系统135354循环泵44.59一备一用6风机11111合计65二、运行费用分析1、人工费用我单位废气治理专利系统自动化程度较高，只需要每两小时对运行数据进行记录，不需专人看管，因此，所上设备不需另设专职人员，由厂内安环科人员兼职即可，因此没有额外人工费用的支出。2、耗电费用本项目耗电按每kW·h0.8元计，每年运行时间按300天计，年耗电费用为：（30×24H+35×12H）×0.8×70%×300=191520元3、合计运行成本为：191520元。（以实际运营数据为准）11第八章工程设备清单（举列说明）一、工艺主要设备清单序号设备名称规格型号单位数量报价（万元）备注一G1项目废气治理设备清单1氧化预处理器SL-FPC70台1碳钢喷塑2高效氧化塔YH-4000台2乙烯基901环氧树脂3催化氧化塔CH-4000台1乙烯基901环氧树脂4催化氧化主系统QHWG1000g套15风机TF-331B（防腐高效能风机）台1顶裕风机6循环泵KD-100VK-65VF台47排气筒1.8*25根1乙烯基901环氧树脂二风管（由客户自理，依现场情况待定）1引风管批1乙烯基901环氧树脂2排风管批1乙烯基901环氧树脂3风管支架批1碳钢防腐三管阀件乙烯基901环氧树脂、碳钢批1优质国产四辅助材料批1优质国产12第九章电气、控制设计一、设计依据（1）《供电系统设计规范》（GB50052-2009）（2）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）（3）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）（4）《工业与民用电力装置的接地设计规