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中山力雄化工废气治理方案
2020-03-28 11:24:17 shuanhe

废气治理设计及施工方案

中山力雄化工有限公司

1 、 项目概况

1.1  概述

中山力雄化工有限公司成立于 2003  年 4  月,选址于中山经济开发区化工园。企业总占地面积约 57051.5  平方米,注册资金 500  万元。公司现有职工 100   人,其中工程技术人员 15  人。高中、中专及职高毕业人员占职工总数的 60% 。

中山力雄化工有限公司已建有年产 30000  吨三氯化磷、年产 1000  吨碳酸氢铵(试剂级)、甲烷三羧酸三乙酯, 30000  吨亚磷酸二甲酯, 10000  吨亚磷酸二乙酯 , 60  吨生物素(维生素 H )等。

1.2  企业情况介绍

1.2.1 项目组成情况介绍

1.2-1  现有项目产品方案表

序号

工程

名称

产品名称及规格

设计能力,  t/a

运行时数

h/a

1

三氯化磷

三氯化磷( ≥99% )

30000

7200

2

生物素

生物素 ( ≥99% )

60

7200

3

碳酸氢铵

碳酸氢铵(试剂级)( ≥99% )

1000

7200

4

甲烷三羧酸三乙酯

甲烷三羧酸三乙酯( ≥90% )

1000

7200

5

亚磷酸二甲酯

亚磷酸二甲酯( ≥98% )

30000

7200

6

亚磷酸二乙酯

亚磷酸二乙酯( ≥98% )

10000

7200

1.3 企业废气治理设计

设计原则: 对于不同性质的废气选用最适合的处理方法;根据企业废气产生的具体环节和设备、废气中主要污染物特点等对不同工序废气进行合并收集、处理。

企业 有组织排放废气主要是部分反应工序产生的工艺废气、烘干工序产生的废气、废水处理产生的废气,主要分布在 3 个生产车间、烘房、废水处理设施。因此,需根据各工艺废气的产生量及其理化性质,采取不同的治理工艺对废气进行治理。废气产生源强及节点车间分布见表 2.4.1-2 。

本设计对根据废气产生环节和废气特点进行了分类收集处理,具体如下:

3.3-2 各股废气主要污染物、收集情况及净化工艺

污染源

排气筒编号

污染物

产生状况

排气量

m 3 /h

名称

来源

浓度 (mg/m 3 )

产生量

(t/a)

八车间

1# 排气筒

吡啶

G 1-1  G 1-2

295.14

8.5

4000

二甲苯

G 1-1  G 1-2

763.89

22

乙醇

G 1-3 G 1-5 G 1-9  G 1-12 G 1-16 G 1-17

2256.94

65

4- 甲基 -2- 戊酮

G 1-6

277.78

8

异丙醇

G 1-7

173.61

5

二氯甲烷

G 1-11 G 1-15 、 废水处理

503. 82

14.51

DMA

G 1-14

277.78

8

八车间

2# 排气筒

乙醇

G 1-24  G 1-26  G 1-27

569.44

20.5

5000

甲苯

G 1-28  G 1-30  G 1-32

444.44

16

HBr

G 1-29  G 1-31

63.89

2.3

八车间

3# 排气筒

乙醇

G 1-25

9.26

0.2

3000

四车间

4# 排气筒

四氢呋喃

G 1-19 G 1-20 G 1-21

416.7

1 2

4000

甲苯

G 1-22  G 1-23

625.00

18

废水处理

5# 排气筒

甲苯

废水处理

3.47

0.1

4000

二氯甲烷

3. 47

0.1

其他有机物

28.8

0.8 3

七车间

6# 排气筒

生物素粉尘

G 1-33

4.63

0.1

3000

烘房

7# 排气筒

乙醇

G 1-4 G 1-10  G 1-13  G 1-18

347.22

5

2000

异丙醇

G 1-8

138.89

2

说明:

企业八车间占地面积较大(实际按两个厂房合建计)包含有生物素项目的 6 道生产工序,包含 G 1-1 、 G 1-2 、 G 1-3 、 G 1-5 、 G 1-6 、 G 1-7 、 G 1-9 、 G 1-11 、 G 1-12 、 G 1-14 、 G 1-15 、 G 1-16 、 G 1-17 、 G 1-24 、 G 1-25 、 G 1-26 、 G 1-27 、 G 1-28 、 G 1-29 、 G 1-30 、 G 1-31 、 G 1-32 多股废气,处于废气产生位置和安全方面的考虑,拟对这多股废气分开收集处理。

车间内各股废气的收集管道示意图见附图。

各股有组织废气采取具体治理工艺说明:

1 )八车间 1# 排气筒有组织废气处理工艺设计

根据工艺要求和废气性质,对 G 1-1 、 G 1- 2 、 G 1- 3 、 G 1-5 、 G 1-6 、 G 1-7 、 G 1-9 、 G 1-11 、 G 1-12 、 G 1-14 、 G 1-15 、 G 1-16 、 G 1-17 、 废水处理中回收二氯甲烷的不凝气等, 这些废气经由管道统一收集处理,上述废气主要成分为有机废气,废气所含主要污染物为吡啶、二甲苯、乙醇 、 4- 甲基 -2- 戊酮、异丙醇、二氯甲烷和 DMA 等 。根据污染物特性,本设计采用一级水喷淋吸收 + 一级活性炭吸附进行处理。

以上几种物质的理化性质如下: 吡啶: 无色或微黄色液体,有恶臭,极性分子,熔点 -41.6 ℃ , 沸点为 115.3 ℃ ,溶于水、 醇、醚等多数有机溶剂,并能与水以任意比例互溶; 二甲苯: 无色透明液体,有类似甲苯的气味,熔点 -25.5℃  沸点 144.4℃ ,不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂; 乙醇: 无色、透明,具有特殊香味的液体(易挥发),密度比水小,熔点 -114.3 ℃ , 沸点为 78.4 ℃ , 能跟水以任意比互溶(一般不能做 萃取剂 )。是一种重要的溶剂,能溶解多种 有机物 和无机物; 4- 甲基 -2- 戊酮: 水样透明液体,低毒类,有令人愉快的酮样香味,微溶于水,易溶于多数有机溶剂,熔点 -83.5℃ ,沸点 115.8℃ 。 异丙醇: 有机化合物,别名二甲基甲醇、 2- 丙醇,行业中也作 IPA ,它是正丙醇的同分异构体,无色透明液体,有似乙醇和 丙酮 混合物的 气味 ,   溶于水、醇、醚、苯、 氯仿 等多 数有机溶剂,熔点 -87.9 ℃ , 沸点为 82.4 ℃ 。 二氯甲烷: 无色透明液体,有芳香气味,微溶于水,溶于乙醇、乙醚,熔点 -96.7℃ ,沸点 39.8℃ 。 DMA : 二甲基乙酰胺,无色透明易燃液体,能与水、醇、醚、苯等任意混合,有毒,熔点 -20℃ ,沸点 95-96℃ 。

根据污染物特性,本设计 G 1-1 、 G 1- 2 、 G 1- 3 、 G 1-5 、 G 1-7 、 G 1-9 、 G 1-12 、 G 1-14 、 G 1-16 、 G 1-17 、 采用 一级 -15℃ 冷冻盐水冷冻 + 一级水吸收 + 一级活性炭吸附 进行处理 ,对 G 1-6 、 G 1-11 、 G 1-15 、 废水处理中回收二氯甲烷的不凝气等采用 一级 -15℃ 冷冻盐水冷冻 + 一级活性炭吸附 进行处理 。

根据其理化性质及查阅相关资料(《工业废气净化与利用》,化学工业出版社, 2001 年)可知,首先采用冷冻法回收其中的有用成分,其次再用水吸收能很有效的去除废气中的溶于水的有机物;再通过活性炭吸附其他污染物,并可去除未被水吸收的残留污染物,进行把关处理。采用水吸收能很有效的去除废气中的吡啶、乙醇 等 ;再通过活性炭吸附二甲苯等其他污染物,并可去除未被水吸收的残留污染物,进行把关处理。

冷冻+水吸收+活性炭的工艺可行性分析:

由于废气中的主要物质为生产过程中的物料,如吡啶、二甲苯、乙醇等,对于该类物质,企业首先考虑回收利用。根据这些物质的特性,采用 -15 ℃ 冷冻盐水冷冻 可有效将该类物质从气态转变为液态达到回收的目的。由上述物质的沸点可知,在 - 15 ℃ 冷冻盐水冷冻 条件下,其物质状态应均为液态。根据企业以往的实际操作经验,对该类物质的冷冻去除效率可稳定达到 98% 以上。本设计考虑多种物质的沸点不同以及物质相互之间的影响, 设计去除率保守 估计在 80~95% 之间 。

水吸收主要是采用三级喷淋塔来 捕集 吸收 可溶于水的污染物质,同时还可捕集少量不溶于水的污染物液滴;经过水吸收后的气体经除雾器去除绝大部分水分后,在进入活性炭吸附塔,去除 未被水吸收的残留污染物 。本设计根据物料的水溶性不同,分别设定了相关的水吸收效率。

其中,由于水蒸气对活性炭吸附有机污染物有一定的影响,因此水吸收后的除雾器对活性炭的运行效果有着非常重大的影响。本设计采用丝网除雾器对水吸收后产生的水汽进行去除,其对 3μm 以上的雾滴,其 除雾除效率可达到 98% 以上 ,可有效防止水汽对活性炭吸附塔的影响。

根据大气污染物《大气污染控制技术手册》(马广大 2010 化学工业出版社)等资料查询和废气治理设备厂家咨询:吸收塔的主要组成包括吸收塔主体设备和附件,其中附件包括液体分布装置及再分布装置、气液进口及出口装置、除雾装置等。

工艺流程图如下:

1# 排气筒废气处理工艺流程图


经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表:

3.3-4  八车间 1# 废气各主要污染物处理效果及排放状况表

编号

排气量 m 3 /h

污染物

名称

产生状况

采取的

治理措施

去除率 %

排放状况

执行标准

排放源参数

排放方式

浓度 mg/m 3

产生量

t/a

一级冷冻

水吸收

活性炭吸附

综合去除率

浓度

mg/ m 3

速率

kg/h

排放量 t/a

浓度

mg/ m 3

速率 kg/h

高度 m

直径 m

温度 ℃

G 1-1  G 1-2

4000

吡啶

295.14

8.5

一级冷冻 + 一级水吸收 + 一级活性炭吸附

94

6 0

80

99.52

1.89

0.0057

0.0408

71.1

0.48

15

0.2

25

连续

G 1-1  G 1-2

二甲苯

763.89

22

95

20

80

99.2

8.1 5

0.0244

0.176

70

1.0

G 1-3 G 1-5 G 1-9  G 1-12 G 1-16 G 1-17

乙醇

2256.94

65

80

9 0

70

99.4

18.0 6

0.0542

0.39

318

30

G 1-7

异丙醇

173.61

5

80

60

70

97.6

5.5 6

0.0167

0.12

227

60

G 1-14

DMA

277.78

8

90

90

80

99.8

0.74

0.0022

0.016

193.5