[实例]基于冷凝萃取法的有机废气回收项目计划书

I基于冷凝-萃取法的有机废气回收项目计划书××××技术研发中心20XX年XX月XX日II目录第一章项目总论..........................................................31.1项目概括........................................................31.2项目背景.............................................................31.3项目目标及意义.......................................................5第二章有机废气回收技术..................................................62.1项目核心技术.......................................................62.2项目内容及特点.......................................................62.2.1微溶于水有机废气的回收............................................82.2.2部分互溶于水有机废气的回收.......................................112.2.3混溶于水有机废气的回收...........................................14第三章市场分析.........................................................183.1行业发展概况.........................................................183.2有机废气回收的市场前景及行业分析.....................................183.3有机废气回收行业的主要竞争对手.......................................193.4有机废气回收项目的营销模式..........................................193.5小结.............................................................20第四章经济及社会效益分析...............................................214.1设备配套及成本分析..................................................214.2项目经济及社会效益..................................................21第五章项目实施计划.....................................................235.1小试.............................................................235.2中试.............................................................235.3工业应用............................................................233第一章项目总论1.1项目概括本项目属于环保及化工行业。其基本思路是：结合待处理有机废气的物性特点，基于冷凝法对其进行回收处理，并优选兼具优良萃取作用的防冻液，解决传统冷凝法所存在的低温冰堵与回收溶剂含水量超标的问题,确保所回收溶剂达到直接回用的目的。同时,采用相对闭式结构和高效换热保证低温废气中的冷量、残余溶剂及载气的三重循环,解决传统冷凝法仅适用于高沸点有机废气回收的缺陷,且保证系统中热量和冷量的充分利用,以此达到节能减排的目的，实现企业与客户的双赢。1.2项目背景总体来说，实施本项目的必要性和依据主要有以下几个方面：有机废气排放的危害及其经济损失：大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，工业废气是大气污染物的重要来源，而工业废气中最难处理的是有机废气，有机废气的大量排放，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，而且还会引起资源的浪费，给企业和国民经济造成巨大的损失，由此可见，有机废气的处理和净化是势在必行的；国家相关政策的支持和重视：国家环境保护“十二五”规划明确强调加强挥发性有机污染物和有毒废气的控制。加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制。鼓励使用水性、低毒或低挥发性的有机溶剂，推进精细化工行业有机废气污染治理，加强有机废气回收利用。实施加油站、油库和油罐车的油气回收综合治理工程。开展挥发性有机污染物和有毒废气监测，完善重点行业污染物排放标准。严格污染源监管，减少含汞、铅和二噁英等有毒有害废气排放；1.现有有机废气处理技术的诸多不足：有机废气的处理方法主要有两大类：1.消除法；2.回收法。1)消除法消除法主要是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物将有机物转变为二氧化碳和水等无毒物质。其主要包括：RTO、微生物治理、低温等离子、UV光解、催化燃烧、电化学氧化、臭氧分解法、微波催化氧化及脉冲电晕法等。该类方法仅能在一定程度上解决有机废气的污染问题，减少有害物质的排放(部分技术可实现余热回收)，但不能实现有机废气的资源化利用，企业的高成本问题并未得到根本解决。故该类技术可针对无回收价值有机废气的处理，或作为有机废气回收项目的辅助手段。表1.几种有机废气回收方法的比较4回收方法基本原理适用范围优点缺点吸附法利用吸附剂的多孔结构，捕获VOC大风量、中低浓度、低湿、低温VOC工艺成熟、净化较彻底吸附环己酮等酮类有机废气时易引起炭床起火燃烧，不耐高温、不耐湿、脱附能耗高、设备庞大、工艺较复杂、废气中杂质易引起吸附剂中毒、吸附剂再生困难、二次污染冷凝法通过降低系统温度或提高系统压力，使处于过饱和状态的VOC冷凝小风量、高沸点、高浓度VOC理论净化程度、所需设备和操作条件较简单、回收物较纯净传统冷凝法投资较大、能耗较高、低温冰堵、二次污染、理论净化程度高，但实际极不经济膜分离根据气体中各组分透过膜的速率差异，实现有机物的选择性渗透和分离高浓度VOC分离效果好、操作简单、控制方便渗透膜易被污染、运行成本高吸收法物理吸收法是利用吸收剂与VOC的相似相溶原理达到实现VOC的回收大风量、中低浓度、低温VOC工艺简单成熟、管理方便、运行成本低净化效率稍低、消耗吸收剂、二次污染2)回收法回收法主要是通过物理的方法，在一定温度、压力下采用选择性吸附剂、吸收剂及渗透膜等分离挥发性有机化合物。其主要包括：吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等。回收法是一种可同时兼顾绿色环保与经济高效的技术，在环境保护、企业发展以及国民经济的提升等方面均扮演着及其重要的角色。几种有机废气回收方法的原理、适用范围及优缺点如表1所示。在上述四种有机废气回收方法中，膜分离法和吸收法的工业应用相对较少，冷凝法应用较多，吸附法应用最为广泛。膜分离法在有机废气的分离方面应用较少，其主要应用于油气回收。对渗透膜性能要求高、渗透膜易被污染，且运行成本较高是其未被广泛应用的主要原因。吸收法在无机废气的处理方面应用较为广泛，其主要采用化学吸收方法。而物理吸收法目前主要针对水溶性较好的有机废气，如丙酮、DMF、DMAC、甲醇、乙醇、NMP等，其它非水溶性有机废气的回收应用相对较少，比较成功的案例有：NMP吸收有机氯代烃、DMF吸收甲苯及丁酮、三氯乙烯吸收氯乙烯等，相关成功案例的共同特点是：均选择了高溶解性、高选择性且其它性能优良的吸收剂。吸收剂的筛选是物理吸收法5的核心，性能优良的吸收剂对废气的处理效果、废气排放浓度、吸收和脱吸装置的结构与尺寸、系统的生产成本和运行成本均起到决定性的作用。由此可见，筛选合适的吸收剂是解决传统吸收法缺陷的关键。但针对常见的有机废气,较难寻找到一种合适的吸收剂,且吸收剂用量大，吸收液的分离能耗较高也限制了该废气处理方法的广泛应用。吸附法是目前应用最为广泛的有机废气回收方法，但该方法亦存在一些致命的缺点，如吸附剂易中毒、再生困难、水蒸气脱附能耗高、活性炭床易着火燃烧、安全性较低。为解决上述问题，相关企业采用热稳定性优异且不易燃的憎水性沸石吸附剂代替活性炭吸附剂，同时采用氮气脱附或减压脱附代替水蒸气脱附，降低运行能耗，但该技术仍未得到广泛的工业应用。因投资大、能耗高、存在低温冰堵、且只针对高浓度有机废气等问题，传统冷凝法较少应用于有机废气的高度净化，其主要用于其它回收方法的预操作。近年来，虽有企业采用闭式循环冷凝回收技术突破了冷凝法只能运用于高浓度有机废气处理的传统技术，但冷凝时存在低温冰堵的问题仍未得到根本解决,且所回收的有机溶剂远未达到回用标准。本项目在传统闭式循环冷凝法的基础上,向系统中添加适量兼具防冻和萃取能力的物质,以此解决低温冰堵的问题,且确保所回收有机溶剂的含水量达到回用标准。1.3项目目标及意义本项目的主要目的及意义是：采用一种较广谱的技术方案，在确保排放达标、安全生产、资源化利用有机废气、循环利用萃取剂的前提下，降低生产成本和运行成本，确保实现节能减排的目标，为企业和国家带来可观的经济效益与社会效益。6第二章有机废气回收技术2.1项目核心技术本项目的核心技术是：在传统冷凝法的基础上,采用相对闭式循环冷凝法,基于高效换热,实现冷量、残余有机废气及载气的三重循环,以此解决传统冷凝法能耗较高及仅适用于高沸点有机废气回收的缺陷,同时,选择兼具优良萃取能力的防冻液,解决低温冰堵与所回收有机溶剂含水量超标的问题。其突出优点是：1.采用相对闭式循环系统，其作用主要体现在两个方面:(1).增大待处理有机废气的浓度，以此提高有机废气的回收率，(2).尽可能地减少有机废气的无组织挥发，减少其排放；2.采用高效换热，尽可能减少系统中热量和冷量的损失，降低系统能耗及运行成本；3.添加高效防冻液，确保系统在低温下不发生结冰堵塞，保证系统连续正常的运行；4.所添加防冻液兼具优良的萃取能力，其对所回收溶剂中的水分具有良好的萃取能力，以此保证回收溶剂仅含有较低比率的水分与萃取剂，保证其达到回用标准；5.采用减压蒸馏或萃取蒸馏或加盐萃取蒸馏等方式对萃取剂水溶液进行浓缩，将进入系统中的少量水分除去即可，萃取剂水溶液循环使用，减少其损失，该过程所需的分离能耗较低，对系统的运行成本影响较小。本项目所采用技术相对于传统冷凝法、膜分离法、吸附法及吸收法等其它常见有机废气回收技术具有运行成本低、适用性广、操作安全且所回收溶剂可直接回用等突出优点。2.2项目内容及特点闭式循环冷凝-萃取法回收有机废气的技术原理如图1所示。该项目主要包括以下内容:1.废气浓度调整步骤：基于客户端有机废气浓度和国标所规定废气浓度的安全标准,采用加大或减小风量的方式调整客户端有机废气的浓度,确保其在该国标所限定的浓度范围之内,保证系统的安全；2.分步预冷步骤：将调整浓度后有机废气的温度依次降至第一温度界面(高于室温)、室温及0℃,除掉废气中绝大部分的水蒸气,以此降低进一步降温时所需的冷量以及出现结冰堵塞的可能性,在此步中,由于不同有机废气的蒸汽压、爆炸下限以及水溶性各不相同,故设备的工艺结构及相应的后续处理方式应视具体情况而定；3.深冷步骤：将预冷后有机废气进一步降温,以此回收绝大部分有机废气；4.循环步骤：步骤3所得尾气在分步预冷步骤中循环使用；5.除冰或除霜步骤：通过添加防冻液将深冷步骤产生的冰或霜及时有效地去除，避免冰堵的发生,7保证设备的正常运转；6.萃取步骤：针对水溶性较差的有机废气,可直接在深冷步骤中添加同时兼顾防冻与对水有优良萃取能力的萃取剂,针对与水互溶的有机废气,可直接