鍋爐熱力焚燒技術在有機廢氣處理工程中的應用
作者: Guanglv
來源: 未知
發布時間:2017-11-13 13:47
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【廣綠環保 廢氣處理】隨著時代的發展，科學技術已經應用在生活中的各個方面，目前，針對有機廢氣，已經開發出的一套技術可靠、經濟安全的有機廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經應用，該系統具有燃燒效率高、安全穩定、經濟效益好的特點。
鍋爐熱力焚燒技術在有機廢氣處理工程中的應用
摘要：有機廢氣治理技術目前已經多樣化,但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性,對于企業來說,綜合選擇適當的有機廢氣治理方法至關重要。針對浙江某制藥公司污水處理廠產生的有機廢氣開發出的一套技術可靠、經濟安全的鍋爐焚燒處理技術，經應用，該技術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，顯示出良好的經濟環境效益。
引言
有機廢氣會對環境和人類產生嚴重危害，已成為我國環境保護工作的重點之一。目前，國內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，近年來又出現了一些新技術，如膜分離法、光分解法和吸附催化氧化技術等綜合處理技術。雖然有機廢氣治理技術目前已經多樣化，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，對于企業來說，統籌考慮有機污染物的種類、性質、濃度、凈化要求和經濟性等因素，綜合選擇適當的有機廢氣治理方法顯得至關重要。
針對某醫化企業工業廢水處理廠產生的有機廢氣無害化處理的項目，開發出的一套技術可靠、經濟安全的有機廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經應用，該系統具有燃燒效率高、安全穩定、經濟效益好的特點。
1鍋爐熱力焚燒處理技術
鍋爐熱力燃燒技術指利用現有供電鍋爐、供熱鍋爐或其他非廢氣處理專用的焚燒爐，將產生的有機廢氣經簡單預處理后直接引入到鍋爐燃燒室，在不增加設備或少增加設備的情況下，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。
鍋爐熱力燃燒技術具有簡單實用、投資省、運行費用低、凈化效率高的優點，還能帶來一定的經濟效益。蔡春雷等設計將聚醚生產過程中的有機廢氣送入鍋爐進行焚燒，運行結果表明，鍋爐尾氣能達到國家的相關排放標準，鍋爐熱力焚燒技術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的安全性。
2鍋爐熱力焚燒技術工程應用
2.1項目概況
浙江某醫化企業集中污水處理廠日常運行過程中，其調節池、水解池、厭氧池等有惡臭氣體產生。此前，企業針對部分有惡臭產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，尾氣無法穩定達標排放。為了解決上述問題，企業決定對其進行改造，利用企業熱電循環流化床鍋爐，采用鍋爐熱力焚燒有機廢氣的技術進行治理。
該企業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，通過預處理后，進入鍋爐系統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
本項目設計將集中污水處理廠廢氣(廢氣量50000～60000m3/h)經企業原有的堿洗+除霧等預處理系統處理，由引風機經長距離不銹鋼管道輸送，并再次除霧去除水汽后通過預熱器預熱，最后送入鍋爐焚燒。該廢氣量分配至熱電廠90t/h循環流化床鍋爐，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預處理系統
分析產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的管道、風機或者預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
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置了兩道除霧系統，有效降低進入鍋爐中的水汽含量，設備采用了絲網除霧器，對于3μm以上的霧滴，除霧效率達到98%以上。
2.3.3輸送系統
輸送系統采用不銹鋼304材質，以法蘭連接，在管路下方開設一排水口用于排放可能存在的積水，為防止輸送過程中產生靜電引發安全事故，沿程安裝接地，消除可能產生的靜電。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，以監視風機故障情況。
2.3.4控制系統
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，設置了一套PLC自動控制系統，所有控制都由PLC實現。PLC再將系統運行的信號輸送至熱電廠DCS系統，以便熱電廠控制室可以對整個鍋爐熱力焚燒系統進行監控。
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兩臺循環流化床鍋爐的一、二次補風進風系統中，B號鍋爐作為備用系統使用，采用電動閥進行控制，即當A號鍋爐停爐時，開B路電動閥，同時關閉A路電動閥，廢氣進入備用焚燒系統處理，反之亦然。為了提供合適的進風風量，在廢氣管路末端設置壓力變送器在線測定壓力、風量，信號輸出至PLC中，根據測定結果調節離心風機的變頻器，同步控制旁路補風量。
2.3.5安全系統
基于廢氣安全性評估，設置了可燃氣體報警系統和應急排放系統，主要由可燃氣體報警器、應急排放系統管路、電動閥和煙囪組成。
集中污水處理廠內新增除霧器前設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急排放，通過就近設置的煙囪進行排放，同時關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，同時關閉輸送管路電動閥并調節旁路補風量，讓廢氣通過熱電廠的鍋爐煙囪應急排放。三套可燃氣體報警系統信號輸出至熱電廠DCS系統中以便熱電廠控制室對處理系統的運行狀況進行監控。
3運行結果
3.1污染物監測數據
項目正常運行后，由第三方浙江省環境保護科學設計研究院分析實驗室對“非甲烷總烴”指標進行了監測，監測方法參照《空氣與廢氣監測分析方法》(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有限公司對“揮發性有機物”指標進行了監測，監測方法參照《空氣與廢氣監測分析方法》(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”指標進行了監測，監測方法參照《空氣與廢氣監測分析方法》(第四版增補版)國家環保總局(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”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的設備投資和安裝，該項目投資費用約為600萬元，其中輸送管道系統投資約為400萬元。
系統運行主要是離心風機送風消耗的電力產生的費用，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結論
經本工程項目實施后，表明鍋爐熱力焚燒技術處理有機廢氣具有以下特點:
1)在進鍋爐焚燒之前，根據廢氣性質，選擇合適的預處理工藝，對廢氣中的顆粒物、雜質、腐蝕性物質和水汽進行過濾、吸收或除霧處理，控制對送風系統及鍋爐的腐蝕，保證了整套系統的穩定性。
2)廢氣經過鍋爐熱力焚燒處理的最終產物主要為二氧化碳和水，基本不對外界環境產生二次污染。
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，根據管道材質、廢氣成分、溫度、可燃氣體濃度和現有鍋爐運行參數等因素，建立了有機廢氣鍋爐熱力焚燒的安全控制系統，效果通過了工程驗證。
5)日常維護納入鍋爐運行系統，運行費用低。
6)該技術有利于有機廢氣的深度處理，對化工企業有機物總量減排，改善廠區整體環境具有積極有效的作用。
