16000m3h有机废气.docx
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16000m3h有机废气
16000m3/h有机废气
RTO处理技术方案
1RTO原理简介
RTO〔RegenerativeThermalOxidizer，蓄热室氧化器〕主要包括蓄热室、氧化室、风机等，它通过蓄热室吸收废气氧化时的热量，并用这些热量来预热新进入的废气，从而有效降低废气处理后的热量排放，同时节约了废气氧化升温时的热量损耗，使废气在高温氧化过程中保持着较高的热效率〔热效率95%左右〕，其设备平安可靠、操作简单、维护方便，运行费用低，VOCs去除率高。
RTO的工作原理是：
有机废气首先经过蓄热室预热，然后进入氧化室，加热升温到800℃左右，使废气中的VOCs氧化分解成CO2和H2O；氧化后的高热气体再通过另一个蓄热室热处理，然后烟气排出RTO系统。
这个过程不断循环再生，每一个蓄热室都是在输入废气与排出处理过的气体的模式间交替转换。
切换时间根据实际情况可以调整。
2项目概述
由于废气中含有低浓度恶臭性污染有机物，根据该工程的具体要求，我司为本工程项目拟建一套三厢RTO装置，RTO工作时首先由废气进蓄热室预热到750℃左右，然后进入氧化室充分氧化分解，烟气温度到达800℃左右，废气中的有机成分完全氧化分解，接着高温烟气进入另一组蓄热室，与蓄热瓷填料进展换热，换热后的烟气进入降温塔大水量降温，最后烟气通过引风机进喷淋洗涤塔洗涤后进烟囱最终达标排放到大气。
本RTO装置共设三个蓄热室，定期自动轮流切换。
该RTO系统设计处理风量16000m3/h的废气能够平安、稳定地氧化处理。
RTO系统设计满足废气处理负荷围：
90%~120%。
RTO处置工程项目组成为设计、制造〔采购〕、安装、培训、调试、试运行到竣工验收交付全过程效劳的总承包容〔不包含土建立计与施工〕。
3废气参数
〔1〕废气主要有机成分：
废气排放组成
废气种类
平均排放速度kg/h
最大排放速度kg/h
排放风量m3/h
总风量
m3/h
废水站
甲烷
5
10
900
1000
硫化氢
0.1
0.2
100
五车间
二甲硫醚
10
20
4000
4000
七车间
乙醇
10
20
4000
6000
甲苯
0.33
0.66
2000
预留
5000
总量
16000
〔2〕废气设计处理量：
16000m3/h（合14416Nm3/h）；
〔3〕废气进口温度：
常温（本方案按30℃设计）；
〔4〕废气的设计浓度：
1215ppm（本方案按平均值设计）；
〔5〕废气的绝热温升〔按平均浓度计算〕：
76.5℃；
〔6〕RTO装置建造区域围：
非防爆区域。
4燃料与公用工程〔需方负责〕
4.1、辅助燃料
辅助燃料：
0#柴油；
柴油热值：
43410kj/kg；
4.2、公用工程条件
〔1〕供电
三相380V，50Hz
单相220V，50Hz
〔2〕仪表空气
温度环境温度
压力0.6Mpa〔G〕
露点-40℃
含尘≤1um
〔3〕压缩空气
温度环境温度
压力0.7Mpa〔G〕
露点-40℃
〔4〕循环冷却水
供水温度30℃
供水压力0.45Mpa〔G〕
回水温度40℃
回水压力0.2Mpa〔G〕
〔5〕柴油
温度常温
压力常压
5设计分析
5.1、废气有机成分分析
名称
分子式
自燃点〔℃〕
低位热值〔kcal/kg〕
体积含量〔%〕
爆炸极限〔%〕
甲烷
CH4
540
11832
0.2825
5.3~15
硫化氢
H2S
260
2500
0.0033
4.3~40
二甲硫醚
C2H6S
206
6770
0.0911
2.2~19.7
乙醇
C2H6O
793
6400
0.0525
4.3~19
甲苯
C7H8
536
9687
0.2457
1.27~7
〔1〕硫化氢〔H2S〕
无色气体，有恶臭和毒性。
熔点-85.5℃，点火时可燃烧，有蓝色火焰，空气充足时生成二氧化硫和水，空气缺乏或湿度较低时生成硫和水，硫化氢易容于水后成氢硫酸，化学性质不稳定，在空气中易燃烧。
燃点260℃，其蒸汽与空气形成爆炸极限，爆炸极限为4.3%~40%，车间中有害物质最高允许浓度为10mg/m3，居民区有害物质最高允许浓度为0.01mg/m3。
〔2〕二甲硫醚〔C2H6S〕
无色液体，具有令人不愉快的气味，熔点-83.2℃，沸点38℃，闪点＜-36.5℃，微溶于水，其蒸汽与空气形成爆炸极限，爆炸极限为2.2%~19.7%。
二甲硫醚的氧化产物是二氧化碳、水和二氧化硫。
5.2、RTO设计参照相关标准
〔1〕《中华人民国环境保护法》〔1989年〕
〔2〕《化工管道设计规》
〔3〕《设备与管道设计通那么》
〔4〕《工业企业厂界环境噪声排放标准》〔GB12348-2008Ⅲ类〕
〔5〕《仪表供气设计规定》〔HG20510-2000〕
〔6〕《信号报警、联锁系统设计规定》〔HG20511-2000〕
〔7〕《仪表系统接地设计规定》〔HG20513-2000〕
〔8〕《化工企业静电接地设计规程》〔HGJ28-90〕
〔9〕《大气污染物综合排放标准》〔GB16297－1996〕
〔10〕《恶臭污染物排放标准》〔GB14554-93〕
〔11〕《城市区域环境噪声标准》〔GB3096-1993〕
〔12〕《建筑设计防火规》〔GB50016-2006〕
5.3、烟气设计排放标准
烟气排放参考标准：
烟气排放按GB16297-1996《大气污染物综合控制标准》中的二级排放标准执行和GB14554-93《恶臭污染物排放标准》。
恶臭污染物排放准值
序号
控制项目
排气筒高度〔m〕
排放量〔kg/h〕
1
硫化氢
15
0.33
20
0.58
25
0.90
30
1.3
35
1.8
40
2.3
60
5.2
80
9.3
100
14
120
21
2
二甲硫醚
15
0.33
20
0.58
25
0.90
30
1.3
35
1.8
40
2.3
60
5.2
5.4、烟气达标排放分析
〔1〕二氧化硫〔SO2〕
烟气排放按GB16297-1996《大气污染物综合控制标准》执行，现设定烟囱高度为20m，按二级标准选取最高允许排放浓度550mg/m3，最高允许排放速率4.3kg/h，假设硫全部转化为二氧化硫，二氧化硫的喷淋洗涤去除效率到达80%。
SO2的排放浓度=3.06×1000000/16000=191.3mg/m3≤550mg/m3
SO2的排放速率=15.3×〔1-0.8〕=3.06kg/h≤4.3kg/h
〔2〕硫化氢〔H2S〕
烟气排放按GB14554-93《恶臭污染物排放标准》执行，现设定烟囱高度为20m，硫化氢的最高允许排放量0.1kg/h，假设硫化氢的氧化分解率到达90%。
硫化氢的排放量=0.1×〔1-0.9〕=0.01kg/h≤0.58kg/h
〔3〕二甲硫醚〔C2H6S〕
烟气排放按GB14554-93《恶臭污染物排放标准》执行，现设定烟囱高度为20m，甲硫醇的最高允许排放量0.58kg/h，假设甲硫醇的氧化分解率到达95%。
甲硫醇的排放量=10×〔1-0.95〕=0.5kg/h≤0.58kg/h
经理论计算分析得：
废气中未氧化分解和未吸收的污染物排放浓度与排放量远远小于国家标准中的排放限值，也就是说烟气达标排放符合GB16297-1996《大气污染物综合控制标准》中的二级排放标准执行和GB14554-93《恶臭污染物排放标准》。
注：
本热氧化系统排放烟囱由需方负责提供。
6RTO设计工艺要求与装置组成
6.1、工艺选择
RTO系统由一个公共氧化室、两个〔三个或多个〕蓄热室、一套换向装置和相配套的控制系统组成。
两厢式的RTO：
VOC废气首先进入一个蓄热室预热废气，然后进入氧化室氧化分解，接着烟气进入另一个蓄热室放热，最总烟气排出RTO系统，阀门交替运行处理VOC废气。
特点：
1、投资本钱不高；2、具有很高的热效率〔到达95%以上〕；3、低操作本钱；4、VOC的分解效率99%以上；5、可低浓度高流量的处理废弃；6、能够平安、连续运行。
三厢式的RTO：
VOC废气首先进入其中的一个蓄热室预热废气，然后进入氧化室氧化分解，接着烟气进入另一个蓄热室放热，此时第三个蓄热室正处于净化状态。
三个蓄热室的阀门交替运行。
三厢RTO的运行过程
阶段
蓄热室1
蓄热室2
蓄热室3
一
VOCs进气
排气
净化
二
净化
VOCs进气
排气
三
排气
净化
VOCs进气
结论：
废气中含有恶臭性污染物质，成分相对复杂，根据上述综合分析本方案选用三厢式RTO处理，处理效率高。
6.2、工艺设计要求
1、根据废气成分分析，采用RTO处理，热效率高有利于最大限度地降低运行本钱；
2、RTO系统设计应满足废气处理负荷波动围；
3、RTO系统设计能完全氧化生产过程中产生的废气，并将废气中的碳、氢、氧化物完全地转变为CO2、H2O等无害物质；
4、点火应采用多种控制方式。
即可以现场PLC手动点火，也可以自动点火；
5、设备材料应具备耐高温、耐腐蚀性能，主体设备使用寿命15年；
6、要按规定做好防雷与静电接地。
7、RTO系统运行时间按年运行7200小时设计。
8、RTO系统应能满足在任何条件下都能稳定、连续、平安氧化处理。
6.3、RTO设计应满足以下技术要求
〔1〕热氧化室温度：
≥800℃；
〔2〕氧化分解效率：
≥95%；
〔3〕焚毁去除率：
≥99%；
〔4〕热灼减率：
≤3%；
〔5〕高温烟气滞留时间：
≥0.5秒；
〔6〕主体设备外壁温升：
≤50℃。
6.4、三厢式RTO系统运作流程
〔1〕RTO起炉阶段
废气进口阀门和旁通阀门都关闭，依次翻开烟气排放阀门，点火燃烧器自动点火，将三个蓄热室分别逐个加热到运行状态。
〔2〕RTO正常运行阶段
正常运行时，一个完整的热氧化周期流程如下：
业主收集的废气首先进水封装置经雾水别离器后进入第一组蓄热室预热到750℃左右，预热后的废气进入氧化室氧化分解，使废气中所含有机物充分氧化分解，通过柴油燃烧量自动控制热氧化温度维持在800℃左右，产生的烟气进入第二组蓄热室，与蓄热瓷填料进展换热。
通过抽取换热出来的少量烟气进入第三组蓄热室起到净化蓄热室作用，为蓄热做准备。
放热后的烟气进降温塔大水量喷淋降低烟气温度。
降温后的烟气由引风机进喷淋洗涤塔洗涤除去酸性气体，最后通过烟囱达标排放到大气中去〔喷淋洗涤塔和烟囱由需方负责〕。
三组阀门自动轮流切换〔切换时间设定为2min〕。
〔3〕RTO停炉阶段
废气进口阀门关闭，旁通阀门翻开，依次翻开烟气排放阀门，让蓄热室的温度慢慢降下。
〔4〕工艺流程框图
7蜂窝蓄热瓷〔核心技术〕
7.1、蓄热瓷功能：
1、降低废气热损失，最大限度提高燃料的利用率，降低单位能耗；
2、提高理论氧化温度，改善氧化条件，满足热工设备的高温要求，扩大低热值燃 料的应用围，尤其是高炉煤气的应用围，提高燃料热值的利用率；
3、改善炉膛热交换条件，提高设备的产量和产品的质量，减少设备投资；
4、降低热工设备单位产品的废气排放量与有害气体的排放量，减少大气污染，改 善环境。
7.2、蓄热瓷特点：
1、材质多样，可根据客户和使用环境的不同，选用不同材质和规格的产品。
2、孔壁薄、容量大、蓄热量大、占用空间小。
3、孔壁光滑、背压小。
4、使用寿命长、不易渣蚀、粘蚀和高温变形。
5、产品质量规格高，安装时
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