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如何作好VOCs治理工艺设计方案?

2019-08-07 08:48:03 山东高工环保科技有限公司 阅读

一、VOCs治理工艺的设计应具备的基础条件

1、必须有一定的化学化工基础。因为VOCs处理所涉及的都是易燃易爆的气体,因此,要求设计人员必须具备一定的化学化工基础,对所处理的物质性质要有一定的了解,尤其是物质的爆炸极限、溶解性、饱和蒸汽压、沸点等,一定要掌握。

2、必须掌握设备乃至整个系统的安全知识。由于治理的对象绝大多数都属于易燃易爆气体,所以在挥发性有机物治理工程中,无一例外地强调安全第一!因此,要求设计人员首先必须树立安全第一的意识,在实设计中涉及到的诸如阻火设施、电气系统、气体输送系统的安全措施要认真熟悉并掌握。

二、认真分析所处理物质的理化性质

现在查明的对人类和环境造成危害的VOCs就有数百种,我们经常接触到的也有200多种。这些物质,它们的性质各异,又都是易燃易爆的。它们的性质直接决定了你采取什么样的技术去处理它们?而采用这些技术的细节等。比如:物质分子的分子量及其极性、分子动力学直径、沸点等,直接影响着它们的吸附特性;物质的饱和蒸汽压直接影响着它们的脱附性能,进而影响到吸附剂的选择;物质的爆炸极限,直接影响着设备运行的安全性——这一点特别要引起重视!!

物质的燃烧热,直接影响着燃烧工艺的选择与应用;等等...为此,在遇到治理项目时,首先要搞清废气的成分和浓度等,经过认真分析,才能大致决定治理技术的选择方向。

三、处理工艺系统的组成

一个完整的VOCs处理系统是由以下部分组成的。

图片关键词

 

上图所示为挥发性有机物处理系统的主线,设计时根据具体工程需要可适当增加;但基本设备不可随意变动;

阻火器必须选择符合国家标准的设备,千万不能儿戏;

废气处理系统的风机一般安装在主体装置尾部,运行时可保持系统的微负压状态,以防止废气泄露;

排气筒按照规范要求,要高于附近最高建筑物15m以上。

四、进行污染源调查

在进行工程设计前必须进行污染源调查,掌握尽可能多的污染源数据,包括:

1、污染源产生的源头,即产生污染物的主体生产工艺,工艺中产生污染物的具体反应,必要时可以了解整个生产工艺;

2、污染物的种类和成分以及各成分的浓度;

3、废气排放方式(连续还是间歇)及浓度的变化;

4、废气排气温度及压力;

5、废气排放点(大小、分布情况).

五、确定治理方案

1、治理方案的确定原则

优先采用资源回收技术,然后再考虑消除技术。判断标准可首先考虑废气成分和浓度,一般来说,若成分不太复杂、浓度比较高(比如>2000mg/m3),回收后又可以分离的废气,一般可以考虑回收;但要考虑经济上的可行性。如果以上两个条件都不能满足,那么就只能考虑消除技术,但要尽可能地回收热量。

2、治理方案的确定

根据治理方案的确定原则,再结合污染源调查获得的数据,就可以初步确定治理方案。有了治理方案,就可以排出治理的工艺流程了。然后就可以进入项目的设计阶段了。

六、项目设计

对于大型项目的设计,一般需要经过初步设计-施工设计两个阶段(特大型项目还需经过扩大初步设计阶段),但是我们所接触的VOCs治理项目,绝大多数都是比较小的(比如几百万,上千万),就没有必要分成几段设计了。

在进行项目设计时,一定要根据国家的和地方环保部门的相关政策、法规及技术规范以及项目设计的整体的设计原则进行设计。我国在这方面作了大量的工作。可参考有关设计手册。另外,在细节上还要注意:

1、首先要树立一个整体观念,即应该整体考虑挥发性有机物的处理工艺,这是我多次强调过的。应该把一个VOCs处理系统,作为一个系统工程来处理!不能单独只注重主体处理装置。对于一个处理系统,它包括“废气的预处理(处理后的废气要达到进入主体装置的条件,这些条件在技术规范中都有详细规定)—主体装置(包括吸收、吸附、催化等等)—达标排放”,这些只是一个主系统,其它还应该包括:阻火器、风机的选型及安装位置以及排气筒等等,这些都必须结合工程实际进行设计。

2、要了解设置阻火器的目的,主要是为了将处理系统与主生产系统实行严格的隔离,当任何一方发生着火时不应影响另一方。同时强调,阻火器必须采用正规厂家按照国家标准生产的产品,切不可自己随意制作。

3、安装风机的目的一方面是为克服整个系统的阻力,另一个问题是为了保证整个系统运行过程中呈现微负压状态,防止废气泄漏。

4、风机风量的设计要有以废气浓度为依据,比如催化燃烧要求气体浓度必须在爆炸极限下线25%,如果来气浓度超过这个数据,则必须对它进行稀释,那么你处理的风量就是你稀释后的实际风量。另外,为适应系统风量的变化(比如系统漏气、生产过程的波动等),设计风量还必须留有裕量,根据经验,一般取120%的系数。这才是你设计的风机风量。

5、风机压头的选择必须对处理系统中各种气体通道分别进行阻力计算,然后求出总阻力,然后再乘以115%。这就是选择风机压头的依据。

6、其它还有更细致的东西,如:气体的收集、管道的布置、预处理的方法(比如颗粒物、水分油滴的清除、温度和浓度的调节等)。

另外还有:

设备材料的选择;

换热方式的选择和换热计算;

电气、控制系统的设计;

安全、事故应急系统保障;

等等...