废气治理方案.docx

设计方案
1 项目概述
*****位于******，是一家专业从事*****的企业。该企业在生产过程中会产生一定的量的VOCs废气，经现场踏勘，本项目化产工段VOCs产生主要发生在煤气净化工段中冷鼓电捕工段和洗脱苯工段及贮罐区，具体情况如下：
1.1冷鼓电捕工段
①机械刮渣槽
经现场踏勘冷鼓电捕工段的机械刮渣槽（共有3个，单个容积为3m3），目前为敞口形式，存在挥发性有机物（VOCs）等污染物未经收集直接放散。
②各类下液槽
经现场踏勘冷鼓电捕工段的初冷器下液槽（共1个，容积为16m3）、上下段冷凝液槽（共2个，上段下液槽容积为45m3，下段下液槽容积为25m3）、电捕下液槽（共1个，容积为46m3）和风机下液槽（共1个，容积为11m3）均为密闭形式，各类下液槽产生的挥发性废气均由槽顶部设置的放散管直接逸散放空，还有部分下液槽存在腐蚀泄漏情况，造成挥发性有机物（VOCs）等污染物无组织排放。
③焦油氨水分离槽、剩余氨水槽
经现场踏勘冷鼓电捕工段的焦油氨水分离槽（共2个，单个容积为1000m3）和剩余氨水槽（共1个，容积为400m3）为密闭形式，产生的挥发性废气均由槽顶部设置的放散管直接逸散放空，造成挥发性有机物（VOCs）等污染物无组织排放。
1.2 洗脱苯工段及贮罐区
经现场踏勘洗脱苯工段粗苯中间槽（共1个，容积为30m3）、洗油槽（共1个，容积为100m3）和贫油槽（共1个，容积为100m3）为密闭形式，产生的挥发性废气均由槽顶部设置的放散管直接逸散放空，造成挥发性有机物（VOCs）等污染物无组织排放。
贮罐区的焦油储罐（共3个，单个容积为700m3）、粗苯储罐（共2个，单个容积为400m3）及洗油储罐（共1个，容积为100m3）为密闭形式，产生的挥发性废气均由罐顶部设置的放散管直接逸散放空，造成挥发性有机物（VOCs）无组织排放，且粗苯罐和焦油罐等大型储罐均为固定顶。
同时，该企业在装煤工段以及焦炉炉体在生产过程中也会产生一系列废气。
1.3 排放废气的主要污染因子：
装煤工段（Gv1）主要污染因子：颗粒物、SO2、BaP和VOCs。
焦炉炉体（Gv2）主要污染因子：颗粒物、SO2、NOx和VOCs。
冷鼓电捕工段（Gv3～v9）主要污染因子：酚类、BaP、NH3、H2S、氰化氢、非甲烷总烃和VOCs。
贮罐区苯类及焦油贮槽（Gv10～v15）主要污染因子：苯、非甲烷总烃和VOCs。
综合以上资料可知：该企业在冷鼓电捕工段和洗脱苯工段及贮罐区会有挥发性有机物（VOCs）等污染物无组织排放。不经过处理，直接外排将会污染周围的空气，对生态环境造成影响。
为减少有机废气对大气的污染，保护环境，改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，受该企业的委托我公司为承建废气治理设施，我公司技术人员根据企业的现状进行有关工程的设计工作。
2 设计依据和标准
（1）《中华人民共和国环境保护法》；
（2）《上海市大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015）
（3）《石油炼制工业污染物排放标准》
（4）《石油工业电焊焊接作业安全规程》（SY6516-2010）
（5）《建筑审计防火规范》（GB50016-2006）
（6）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
（7）《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）
（8）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）
（9）《通用用电设备配电规范》（GBJ50055-93）
（10）《低压配电装置及路线设计规范》（GBJ54-83）
（11）《电气装置安装工程配线工程施工及验收规范》（GB50258-96）
（12）《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》（GB3836.2-2000）
（13）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50038-92）
（14）《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571—2015）
3 设计原则
（1）根据用户建设条件，治理有机废气的污染，防止有害物质散发到操作区，以及扩散到厂区周围的大气环境中；
（2）严格执行国家及地方有关环境保护的各项规定，确保处理后的废气达到DB44/27-2001标准；
（3）采用技术先进，运行稳定可靠的工艺，将先进性、可靠性和实用性有机结合；
（4）保障处理系统正常稳定运行，要求工艺流程简练、设备品质先进可靠，操作简单，减少设备维修，便于运行管理；
（5）本着安全使用，经济合理的原则，尽可能降低运行费用；
（6）对废气治理工艺，要求有利于职业安全和环境保护； 
（7）废气处理设施可与车间生产线实现联动控制，方便生产；
（8）废气治理工程的结构、构件、设备及材料的选用应满足防火、防爆、防台风和抗震等要求；
（9）结合场地条件，正确分区布置工艺系统，有利于安全、卫生、消防、节能、环保等设计要素出发，采取必要的隔断、隔离设施，并注意防火问题和防火分割。
4 设计标准
4.1 废气性质
对于生产过程中，有害废气主要是从冷鼓电捕工段和洗脱苯工段及贮罐区所散发的有机废气，主要污染因子为：苯、酚类、BaP、NH3、H2S、氰化氢、非甲烷总烃和VOCs。
其特点如下：
（1）该废气含有有机化合物，对人的呼吸系统有不同程度的影响，因此不能简单的高空排放，而必须在排放前进行净化处理。
（2）对于石油化工生产过程中产生的挥发性气体，有机化合物浓度相对较大，易于被活性炭吸附。
（3）该废气中总挥发性有机物的水溶性虽然较好，仅采用喷淋等湿法处理不能完全处理，而采用现有大部分同类工程采用的植物吸收剂配合喷淋的方法可去除大部分TVOCS类物质。吸收液饱和周期约为3-5个月，更换循环吸收液时将饱和的吸收液交由有资质的处理单位进行回收处理。
（4）根据相似相溶原理，采用液体吸收法，喷淋有机溶剂吸收剂可吸收空气中的有机化合物，但是有机溶剂吸收剂价格昂贵，运行费用较高，并且部分有机溶剂吸收剂会在工作过程中挥发到空气中，形成二次污染。
4.2 污染物排放情况
a）经生产方提供生产情况可知该公司废气排放现状如下喷漆线产生的VOC废气量为50000m3/h。
b）拟设计治理废气量如下：
综上所述，该公司共需建设处理风量为50000m3/h的废气处理设施1套。
4.3 设计标准
废气排放执行《上海市大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015），污染物排放标准摘录如表4-1所示。
表4-1上海市大气污染物综合排放标准（DB31/933-2015）
序号
污染物
最高容许排放浓度mg/m3
最高允许排放速率kg/h
无组织排放浓度限值mg/m3
1
颗粒物
30
1.5
0.5
2
苯
1
0.1
0.1
3
非甲烷总烃
70
3.0
4
4
BaP
0.0003
0.000036
0.000008
5
氰化氢
1.9
0.11
0.024
6
酚类
20
0.073
0.02
5 工艺设计
5.1 工艺选择分析
有机废气的治理工艺主要有：燃烧法、吸附法、生物法、吸收法、冷凝法、光催化技术、等离子法等等。
（1）燃烧法
燃烧法是利用有机物多为可燃成分，燃烧分解后无害的CO2和水等无机物。燃烧有机废气着火温度100~720℃之间，往往需要添加辅助燃料才能连续燃烧。燃烧法设备运行费用高，温度控制复杂。
（2）吸附法
吸附法利用多孔介质对有机废气进行吸附，主要是活性炭。活性炭只适合于浓度低、风量小的有机废气净化。当废气浓度高时，需要对废气进行预处理。活性炭吸附器吸附效果不稳定，表现为初期效果好，运行一段时间后效率迅速下降。活性炭需要定期更换。
（3）微生物法
微生物法是利用微生物将有机物降解为自身所需要营养物质的能力。藉由微生物之分解、氧化等机制，将污染物完全分解氧化成CO2、H2O、NO3-、SO42-等无害物质。生物处理技术所需操作费用最低。因微生物分解速率有限，采用本技术通常需较大之土地面积，滤床含水量太低，将导致微生物活性降低，造成污染物传输溢出滤床；如水分过高，将使部分滤床形成厌氧层，造成挥发性臭味产生。
（4）喷淋吸收法
利用污染物在水中溶解度特性，将废气中分离出去的技术称为吸收法，吸收法可分为物理吸收（溶解度）与化学吸收（化学反应）二类。醛类、酮类、胺类和醇类等溶解度较高的物质可以经过物理吸收迅速被溶解净化。喷淋工艺在大气污染处理上有着广泛的应用，在喷涂工序中也得到使用，例如水帘柜就是一例，其原理是通过将水喷洒废气，使废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来，达到污染物与洁净气体分离的目的。有点事水资源易得，同时经过过滤、沉淀后可回用，最大限度降低水资源的浪费，水喷淋子啊处理大颗粒成分上有着相当高的效率，常作为废气处理的预处理。其缺点是对不溶于水的三笨有机废气几乎没有吸收作用。
（5）冷凝法
冷凝法为将废气温度降至废气成分的露点温度一下，使之凝结为液态后加以回收的方法，由于回收物质的比例与浓度相关，故多用于高浓度、成分单纯且具有回收价值的废气处理。通常废气浓度必须在5000ppm（0.5%）以上时，方才适用冷凝处理，其效率介于50~85%之间；若浓度超过10000ppm（1%）以上时，则回收效率可达到90%以上。用冷凝法净化废气，需要将废气冷却到很低的温度，运行成本较高。
（6）光解法
主要通过高能紫外光所散发的光能降解有机污染物。光解法净化效率60~90%。处理效率主要受设备功率影响比较大。设备耗材更换频繁，受紫外灯管的制作工艺和水平所限，普通的汞蒸气紫外灯管寿命小于8000h，致使运行费用较高。运行效果随着时间推移，灯管的光强会减弱，导致效率降低。
（7）等离子法
它运用超高压脉冲电晕技术和吸附分离技术，当有害废气与有机烟尘经过进风侧吸附床的分离吸附以后，进入高压电场发生器室内，高压电场发生器产生工作电压20KV~60KV的脉冲电晕，在高压电场作用下，在等离子体区域中有害气体分子被电子激活获得很大的能量，通过前沿陡峭、脉宽窄的高压脉冲电晕放电，发生强烈的辉光放电，室内遍布强静电，废气中的有机物在强静电作用下猛烈燃烧而变成颗粒。有害有机物气体与氧气作用生成水和二氧化碳。等离子发生器放电结构的颗粒物容易吸附在电极上，难以清理，降解效率降低，颗粒导致等离子电场损坏。

5.2 设计方案
本设计方案根据生产废气的成分、浓度、温度及性质，综合其他排放特性，进行综合的环境经济设计，考虑其处理效果。是否有二次污染、运行成本等因素，我司决定采用以下工艺对废气进行治理。
5.2.1 处理工艺
采用经济有效的处理方法来消除有害废气是各工厂环保负责人需要重视的问题。本设计方案根据生产废气的成分、浓度、温度及性质，综合其他排放特性，进行综合的环境经济评价，考虑其处理效果、是否有二次污染、运行成本等因素，我公司决定采用吸附-焚烧法对冷鼓电捕工段机械刮渣槽（Gv4）、焦油氨水分离槽（Gv5）、剩余氨水槽（Gv6）以及各类下液槽（Gv3、Gv7～v9）产生废气和苯类贮槽粗苯中间槽（Gv10）和粗苯储罐（Gv13）产生的废气进行治理。吸收-焚烧法是将吸附和焚烧组合在一起处理有机废气的方法。它是先用一套系统吸附废气中的有机物，吸附饱和后用热空气再生，脱附的含有机物的废气送入焚烧炉焚烧。

针对洗油槽（Gv11）、贫油槽（Gv12）、焦油储罐（Gv14）及洗油储罐（Gv15）产生的废气：由于粗苯罐和焦油罐存在储存量较小、周转期短等现象，本方案建议企业配套安装油气回收装置，将罐车油气导入储罐内实现封闭循环。
5.2.2 废气收集系统
厂内废气处理需要分为两个步骤：废气密封收集和净化处理。废气密封收集主要是将污染源加盖密封，防止废气散逸出来，然后采用风管和离心风机讲废气抽出，通入除臭设备进行处理。密封材料根据规格不同，通常采用耐酸碱腐蚀的玻璃钢和不锈钢材料，盖板设计为拱形或者锥形。
本次设计针对冷鼓电捕工段机械刮渣槽（Gv4）、焦油氨水分离槽（Gv5）、剩余氨水槽（Gv6）、各类下液槽（Gv3、Gv7~v9）、粗苯中间槽（Gv10）以及粗苯储罐（Gv13）产生的废气进行统一收集处理，将无组织源变为有组织源。
工艺流程如下：

5.2.3 废气吸附系统
根据对有害废气的详细研究，废气吸附系统拟采用CONPHIL精密环境处理系统（AEC）：通过系统特有的DC系列过滤颗粒对有害废气进行吸收过滤。CONPHIL的DC系列滤料结合了活性炭的吸附性和氧化铝、化学浸渍活性炭的氧化性，从而提供连续纯化环境中的臭味、腐蚀性、有毒污染物的能力。DC系列过滤颗粒呈“蜂窝”状，每个微孔间交叉相通，每个孔径um级且大小均匀，尽可能增加空气中微分子的接触面积，最大限度兜住腐蚀气体；每个颗粒有一半的微孔含有催化剂，能将空气含硫、氢、氯等有害气体吸附并中和，然后释放出中性非腐蚀性气体，当催化剂反应完后，这些孔径就会释放出来。

CONPHIL精密环境处理系统（AEC）的内部过滤结构为低阻型模块，系统结构见图5-5。V型模块适应更大的处理风速，并且为腐蚀性气体提供足够的滞留时间，以确保化学滤料可以充分吸收气体分子。由于及其良好的结构形式，可以为系统提供极小的风阻，降低由此带来的风机能耗。针对正压和循环两大系统，CONPHIL各自研发了适应各自场合的低阻型模块。

CONPHIL精密环境处理系统（AEC）对通入房间的新风进行集中化学过滤，使新风量保持在每小时3-6次的换气量，保持室内12-25Pa的微正压。在正压新风稀释的同时，通过室内循环机组加强室内空气流动，通过局部过滤的方式使室内空气质量在一段时间后可以维持在要求的范围内。

5.2.4 设备防腐
废气处理系统的设备和管道采用钢铁等金属材料制作。金属被腐蚀后，会影响工作的性能，缩短使用年限，甚至造成跑、冒、滴、漏等事故。因此防腐蚀是安全生产的重要手段之一，也是节约能耗的一项有力措施。在干燥空气中，金属腐蚀一般属于化学腐蚀，且过程缓慢；在潮湿空气中，金属腐蚀则属于电化学腐蚀，它比化学腐蚀过程要快得多。当空气中的相对湿度达到60%~70%时，金属表面便会形成一定厚度且足以导致明显电化学腐蚀的水膜，促使金属的腐蚀加速。对废气处理系统的防腐，拟采用不易受腐蚀的材料制作设备和管道，拟在金属表面覆盖一层坚固的保护膜。
对于防腐材料的选择，不仅要考虑在使用条件下材料的耐腐蚀性能，而且要考虑材料的机械强度、加工难易程度、耐热性能及材料的来源和价格等。拟采用的耐腐材料有：各种不同成分和结构的金属材料、耐腐无机材料和耐腐有机材料。
5.2.5 在线监控系统（DCS）
在线监控系统（DCS）主要为废气处理系统自控配套服务，其主要工艺过程参数：温度、pH、浓度、流量、运行状况、分析等要求在监控室进行集中监视、控制和管理，对重要的工艺参数要求设置超限报警及安全联锁。
根据工艺控制精度要求，仪表控制回路采用单回路联锁逻辑控制，以结构简单稳定、抗干扰能力强为原则，在上位机界面的控制和显示参数用于监测和保持装置稳定运行。

5.3 工艺流程
本方案工艺流程参见公积流程图，工艺系统主要设备有吸附装置、尾气加热器、脱水罐、阻火器、燃烧器、主排风机、控制系统、管道及其他附件等部件组成。

焚烧系统
吸附系统
集气系统
废气
高空排放

5.4 工艺流程简介
产生的废气经过集气系统收集，通过管道输送至吸附系统对无机废气以及有机废气进行吸附，饱和后用热空气再生，脱附的有机废气送入焚烧系统焚烧，再经排放管高空排放。
5.5设备存在泄漏的VOCs治理措施
公司针对化产厂区各类泵、风机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备和管线组件进行定期检测，已经存在泄露的更换相应配件和封堵泄露位置，避免VOCs泄露。
6 设备规格及参数
7 电气控制及给排水设计
8 运行费用
9 项目实施计划表
10 性能保证
10.1性能保证基础
 卖方在完成系统安装调试后, 将在买方的监督下, 按系统要求的程序进行试运转, 由卖方的人员进行操作, 并进行所有必要的试验来证明设备情况良好, 且符合合同中的要求, 在试验后, 设备即可交付买方作正常运行用。整个系统及设备的性能测试应在安装结束后7天内进行, 测试结果应满足本合同中所述技术要求。
10.2机械保证
各类机械设备的性能在货物运抵现场后12个月（消耗性材料除外）内发现的缺陷, 都可以认为是供货不当引起的。
10.3品质保证
 a）系统的品质保质期为货物运抵现场后12个月（消耗性材料除外）。
b）在品质保证期后, 卖方以优惠价格长期向买方供应备件。
c）卖方在详细设计审查会上提交易损件、备件清单（包括价格及供货商）。
11 调试及服务工作
工程调试工作分两个阶段：第一阶段为设施单机运行调试（包括管道清扫工作、动力设备试车及清水流程打通工作等），同时对操作人员进行培训工作。在单机调试过程中制定出有关操作规程和规章制度；第二阶段为工艺技术调试阶段，包括投加药剂、处理设备最佳运行参数的选择和确定的正常运行调试工作。同时对工艺技术资料进行总结，提出对运行时出现的异常现象时的各种修正措施，为建设方提出一整套科学管理的技术资料。其内容包括如下: 
提供处理设施的所有竣工资料，为建设方维护保养提供健全的依据。
编制《调试报告》，记录调试过程发生的一切技术要求、发生的问题及解决的方法，为以后发生问题的解决提供依据。
编制废气治理系统的《操作规程》、《设备保养、维护手册》，包括机泵的操作步骤、发生问题的应变对策和设备保养规范。
工程建成后，对设施的管理是直接影响处理效果的重要因素，也是关系到处理设备能否发挥其正常的处理功能的关键。为了使建设单位能在运行中确保各处理设施正常运行，具体措施有：
 1.设备调试过程中，采用对管理人员进行专业培训来确保设备的正常运行，而且在今后的运行过程中定期进行技术反馈工作，建立有关技术档案。
2.及时免费进行维修或更换有关配件由我司提供的动力设备保修期为一年。对正常运行中有关设备和管配件发生故障，24小时内到场更换解决。
12 设备清单
13 工程预算