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废气治理设计及施工方案
Preparedon22November2020
废气治理设计及施工方案
废气治理设计及施工方案
滨海五州化工有限公司
1、项目概况
概述
滨海五州化工有限公司成立于2003年4月，选址于江苏滨海经济开发区化工园。
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%。
滨海五州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。
企业情况介绍
项目组成情况介绍
表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
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。
本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：
表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
m3/h
名称
来源
浓度（mg/m3）
产生量
（t/a）
八车间
1#排气筒
吡啶
G1-1G1-2
4000
二甲苯
G1-1G1-2
22
乙醇
G1-3G1-5G1-9G1-12G1-16G1-17
65
4-甲基-2-戊酮
G1-6
8
异丙醇
G1-7
5
二氯甲烷
G1-11G1-15、废水处理
DMA
G1-14
8
八车间
2#排气筒
乙醇
G1-24G1-26G1-27
5000
甲苯
G1-28G1-30G1-32
16
HBr
G1-29G1-31
八车间
3#排气筒
乙醇
G1-25
3000
四车间
4#排气筒
四氢呋喃
G1-19G1-20G1-21
12
4000
甲苯
G1-22G1-23
18
废水处理
5#排气筒
甲苯
废水处理
4000
二氯甲烷
其他有机物
七车间
6#排气筒
生物素粉尘
G1-33
3000
烘房
7#排气筒
乙醇
G1-4G1-10G1-13G1-18
5
2000
异丙醇
G1-8
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G1-1、G1-2、G1-3、G1-5、G1-6、G1-7、G1-9、G1-11、G1-12、G1-14、G1-15、G1-16、G1-17、G1-24、G1-25、G1-26、G1-27、G1-28、G1-29、G1-30、G1-31、G1-32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G1-1、G1-2、G1-3、G1-5、G1-6、G1-7、G1-9、G1-11、G1-12、G1-14、G1-15、G1-16、G1-17、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）。
是一种重要的溶剂，能溶解多种和无机物；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，有似乙醇和混合物的，溶于水、醇、醚、苯、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℃，沸点℃。
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，本设计对G1-1、G1-2、G1-3、G1-5、G1-7、G1-9、G1-12、G1-14、G1-16、G1-17、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G1-6、G1-11、G1-15、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和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：
表八车间1#废气各主要污染物处理效果及排放状况表
编号
排气量m3/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/m3
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/m3
速率
kg/h
排放量t/a
浓度
mg/m3
速率kg/h
高度m
直径m
温度℃
G1-1G1-2
4000
吡啶
一级冷冻+一级水吸收+一级活性炭吸附
94
60
80
15
25
连续
G1-1G1-2
二甲苯
22
95
20
80
70
G1-3G1-5G1-9G1-12G1-16G1-17
乙醇
65
80
90
70
318
30
G1-7
异丙醇
5
80
60
70
227
60
G1-14
DMA
8
90
90
80
/
G1-6
4-甲基-2-戊酮
8
一级冷冻+一级活性炭吸附
90
/
80
98
/
G1-11G1-15、污水处理
二氯甲烷
70
/
70
91
72
300
本工艺产生废气吸收废水WG1约1200m3/a，COD约为28300mg/L，其中吡啶浓度约为L，二甲苯浓度约为255mg/L。
本项目废气治理吸附后产生废活性炭约a（其中活性炭约20t/a），吸附饱和后的废活性炭作为固体废物由有资质单位进行安全处置。
活性炭更换周期为每两月一次。
工艺需要5套冷冻设施（4用1备）、2套一级水喷淋吸收（1用1备）和1套一级活性炭吸附装置（1用1备），设计处理能力4000m3/h。
活性炭更换周期为每两月一次。
（2）八车间2#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G1-24、G1-26、G1-27、G1-28、G1-29、G1-30、G1-31、G1-32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乙醇、甲苯、溴化氢和二氯甲烷。
以上废气中的污染物的理化性质如下：
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℃，沸点为℃，能跟水以任意比互溶（一般不能做），是一种重要的溶剂，能溶解多种和无机物。
HBr：
无色有辛辣刺激气味的，易溶于、乙醇，熔点℃，沸点℃。
甲苯：
无色透明液体，有类似苯的芳香气味；沸点：
℃，不溶于水，可混溶于苯、醇、醚等多数有机溶剂。
根据污染物特性，本设计对G1-24、G1-26、G1-27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G1-28、G1-30、G1-32采用一级-15℃冷冻盐水冷冻+一级活性炭吸附进行处理，对G1-29、G1-31采用一一级水吸收+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乙醇、甲苯等物料，其次再用水吸收能很有效的去除废气中的溶于水的乙醇和溴化氢；再通过活性炭吸附二氯甲烷等其他污染物，并可去除未被水吸收的残留污染物，进行把关处理。
其中，甲苯、二氯甲烷、乙醇在冷冻条件下均有较好的效果，其冷冻效果均可达到98%以上，设计去除率保守估计在80~95%之间；甲醇、溴化氢均极易溶于水，采用水吸收方法可有效去除其中的物质，设计去除率保守估计在90~95%之间；活性炭吸附塔对有机废气的吸附效果保守估计在60~85%之间。
各股废气经处理后通过15m高的2#排气筒排空，经计算，最终排放浓度及速率都远低于相应标准。
工艺流程图如下：
所需设备：
工艺需要3套（2用1备）冷冻设施、2套（1用1备）一级水喷淋吸收和2套（1用1备）一级活性炭吸附装置，设计处理能力4000m3/h。
活性炭更换周期为每两月一次。
经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表：
表八车间2#废气各主要污染物处理效果及排放状况表
污染物
产生状况
排气量
m3/h
去除率%
排放状况
执行标准
排放源参数
排放方式
名称
来源
浓度（mg/m3）
产生量
（t/a）
冷冻
水吸收
活性炭吸附
综合去除率
浓度
（mg/m3）
速率
（kg/h）
排放量
（t/a）
浓度
（mg/m3）
速率（kg/h）
高度m
直径
m
温度
℃
乙醇
G1-24G1-26G1-27
4000
80
90
70
318
30
15
25
连续
甲苯
G1-28G1-30G1-32
16
95
/
85
40
HBr
G1-29G1-31
/
90
60
96
/
12
本工艺产生废气吸收废水WG2约500m3/a，COD约为17900mg/L，送污水处理站处理。
本项目废气治理吸附后产生废活性炭约a（其中活性炭约5t/a），吸附饱和后的废活性炭作为固体废物由有资质单位进行安全处置。
（3）八车间3#排气筒（G1-25）有组织废气处理工艺设计
在氢化工序中，反应釜压为4~6MPa、反应温度80℃~100℃，该工序产生尾气G1-25，处于工艺要求和安全考虑，对该股废气进行单独收集、处理和排放。
废气G1-25主要由大量的氢气和少量的乙醇组成，本着对环境负责的原则，拟采用一级水吸收进行处理。
尾气通过15m高的3#排气筒排空，经计算，最终排放浓度及速率都低于相应标准。
经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表：
表3#排气筒G1-25废气主要污染物处理效果及排放状况
编号
排气量m3/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/m3
产生量
t/a
浓度
mg/m3
速率
kg/h
排放量t/a
浓度
mg/m3
速率kg/h
高度m
直径m
温度℃
G1-25
3000
乙醇
一级水吸收
90
318
30
15
常温
间隙
工艺流程图如下：
本工艺产生废气吸收废水WG3约100m3/a，COD约为4300mg/L，送污水处理站处理。
（4）四车间4#排气筒等多股有组织废气处理工艺设计
这部分废气包括G1-19、G1-20、G1-21、G1-22、G1-23，废气含主要污染物为四氢呋喃和甲苯。
四氢呋喃：
它是最强的极性醚类之一，在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂。
无色易挥发液体，有类似乙醚的气味。
溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多数有机溶剂，熔点℃，沸点℃；甲苯：
无色透明液体。
不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯和石油醚，熔点℃，沸点℃。
根据污染物特性，本设计采用一级-15℃冷冻盐水冷冻+一级活性炭吸附进行处理。
根据污染物理化性质，四氢呋喃和甲苯的沸点均较高，采用一级冷冻可使大部分物料冷凝成液体达到去除的目的；再经活性炭吸附处，能确保污染物的达标排放。
各股废气经处理后通过15m高的4#排气筒排空，经计算，最终排放浓度及速率都低于相应标准。
本工艺产生废活性炭约a，其中活性炭量约5t/a。
活性炭更换周期为每两月一次。
经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表：
表四车间4#排气筒各股废气主要污染物处理效果及排放状况
污染源
排气筒编号
污染物
产生状况
排气量
m3/h
去除率%
排放状况
执行标准
排放源参数
排放方式
名称
来源
浓度mg/m3
产生量
（t/a）
冷冻
活性炭吸附
综合去除率
浓度
（mg/m3）
速率
（kg/h）
排放量
（t/a）
浓度
mg/m3
速率（kg/h）
高度m
直径
m
温度
℃
四车间
4#排气筒
四氢呋喃
G1-19G1-20G1-21
12
4000
88
70
15
600
15
25
连续
甲苯
G1-22G1-23
18
95
85
40
工艺流程图如下：
所需设备：
工艺需要2套一级冷冻设施和1套一级活性炭吸附装置，设计处理能力4000m3/h。
（5）废水处理（蒸发析盐）尾气5#排气筒有组织废气处理工艺设计
蒸发析盐工序有不凝气产生，主要污染物质为废水蒸发出的轻组分在冷凝过程中未完全冷凝的物质，包括甲苯、二氯甲烷以及如乙醇类的轻质有机组分等。
上述物质的理化性质如下：
甲苯：
无色透明液体。
不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯和石油醚，熔点℃，沸点℃；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℃，沸点℃。
另外，污水处理站还有无组织废气产生，主要为恶臭类物质，经收集后一并处理。
该废气中污染物组分较多，但排放量均很小。
为减轻环境压力，拟采用一级活性炭吸附的方法对该废气进行处理后高空排放。
经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表：
表5#排气筒各股废气主要污染物处理效果及排放状况
污染源
排气筒编号
污染物
产生状况
排气量
m3/h
去除率%
排放状况
执行标准
排放源参数
排放方式
名称
来源
浓度（mg/m3）
产生量
（t/a）
浓度
（mg/m3）
速率
（kg/h）
排放量
（t/a）
浓度
（mg/m3）
速率（kg/h）
高度m
直径
m
温度
℃
废水处理
5#排气筒
甲苯
废水处理
4000
85
40
15
25
连续
二氯甲烷
70
72
300
其他有机物
70
120
10
工艺流程图如下：
所需设备：
工艺需要一级活性炭吸附装置2套（1用1备），设计处理能力4000m3/h。
本工艺产生废活性炭a（其中活性炭5t/a），活性炭更换周期为每两月一次交由有资质单位处理。
（6）七车间6#排气筒有组织废气处理工艺设计
七车间为生物素项目生产工艺第八道工序，废气为G1-33，主要污染物为生物素粉尘。
生物素：
熔点231-233℃，无色至白色结晶或结晶性粉末，溶于热水和钙液，难溶于水（1g/5L，25℃）和乙醇（1g/1.3L，25℃），不溶于其他有机溶剂，在空气中对氧、热稳定。
由于排放量和浓度、速率均极小，且生物素排放没有相应标准，参照粉尘标准设计，产生量远低于粉尘排放标准，因此这股废气经15m高6#排气筒的直接排空。
表七车间6#排气筒废气主要污染物排放状况
编号
排气量m3/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/m3
产生量
t/a
浓度
mg/m3
速率
kg/h
排放量t/a
浓度
mg/m3
速率kg/h
高度m
直径m
温度℃
G1-32
3000
生物素粉尘
直排*
/
120
15
常温
间隙
*注：
企业在工艺中已采用了布网和布袋收尘，用于回收物料。
（7）烘房废气处理工艺设计
烘房废气主要为各生产工艺产品干燥时所产生的废气，废气包括G1-4、G1-8、G1-10、G1-13、G1-18，所含主要污染物为乙醇和异丙醇。
根据污染物性质，两种污染物均易溶于水，工艺拟采用一级-15℃冷冻盐水冷冻+一级水吸收对其进行处理，经处理后的废气经15m高7#排气筒排空，均可达标排放。
经处理后的各污染物去除效果及排放状况如下表：
所需设备：
工艺需要2套冷冻设施、1套一级水喷淋吸收装置，设计处理能力2000m3/h。
表烘房废气7#排气筒主要污染物处理效果及排放状况
编号
排气量m3/h
污染物
名称
产生状况
排气量
m3/h
去除率%
排放状况
执行标准
排放源参数
排放方式
浓度mg/m3
产生量
t/a
冷冻
水吸收
综合去除率
浓度
mg/m3
速率
kg/h
排放量t/a
浓度
mg/m3
速率kg/h
高度m
直径m
温度℃
G1-4G1-10
G1-13G1-18
2000
乙醇
5
2000
80
70
94
318
30
15
常温
连续
G1-8
异丙醇
2
80
60
92
227
60
工艺流程图如下：
工艺产生废气吸收废水WG4约200m3/a，COD浓度约为11400mg/L，乙醇3500mg/L，异丙醇1200mg/L，送污水处理站处理。
3.3.2无组织废气治理
无组织废气排放主要是生产过程的加料、放料、操作不慎时产生的废气和贮罐在装卸料时的排空气以及储存过程中由于管理不善或设备、管道、阀门老化而引起的跑、冒、滴、漏。
无组织废气防治措施主要有：
①使用原料过程中，在满足生产的情况下，减小桶口暴露于环境中，减少易挥发物质向环境中的无组织挥发；使用原料结束后立即封盖，保持原料桶密闭，避免桶内有机物的无组织挥发；原料使用完毕，待回收的原料包装桶在暂存过程中，做好封盖处理，保持桶内密闭，切断桶内剩余的少量易挥发物料以无组织形式进入大气的途径，避免造成二次污染；
②各工艺操作应尽可能减少敞开式操作，投料系统应采用加盖密闭的设备，生产过程中物料输送应用管道输送；易挥发溶剂投料时负压状态下吸入反应釜；对设备、管道、阀门经常检查、检修，保持装置气密性良好；各反应釜与单元设备的真空泵、尾气放空管应连通，集中进入废气处理系统；
③对储罐大小呼吸作用产生的无组织排放废气，采用夏季水喷淋降温减少无组织排放；
④污水处理站废气采用加盖收集后，再采用一级活性炭吸附处理后经15米高排气筒排空。
采用上述措施后，可有效地减少原料和产品在贮存和生产过程中无组织气体的排放，使污染物的无组织排放量降低到很低的水平。
无组织气体通过管道进行收集，其捕集率与集气罩的形式、污染物分布状况、捕集方式、捕集点布置、捕集装置效率、捕集目标污染物性质、抽风量等密切相关。
本设计采用密闭式集气罩、采用风机负压引风。
根据行业内常见的捕集效果来看，本设计所采用集气罩对废气的捕集效率可以达到95%以上。
各废气污染物处理效果及最终排放状况见下表
表技改项目大气污染物产生及排放状况一览表（按排气筒分析）
污染源
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