吸附脱附催化燃烧技术要求综述.docx

1、吸附脱附催化燃烧技术要求综述吸附*催化净化装置技术规范二 设计原则 1、贯彻国家关于环境保护的基本国策、执行国家的相关法规、政策、规范和标准；2、根据本工程实际情况、选用适合本工程特点、技术先进、经济合理的处理工艺，安全可靠的工艺路线和设计参数，为工程项目的尽早实施，为废气处理设施的建设和设计创造良好的环境；3、废气处理设施总平面布置力求布局合理，工艺流程顺畅，环境布局优美，并节约用地，占地面积少，使废气处理工程与周围环境及景观达到协调一致；4、选择稳妥可靠、技术先进、投资省、运行费用低、管理简单.、维修量少、运行灵活的处理新工艺和设备，确保废气处理设施长期稳定行，达标排放；5、该装置位于化工

2、易燃易爆场所，必须严格执行现行的防火防爆、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布规范、法规和标准；6、选用噪声小的设备，注意节能降耗，避免对环境造成二次污染；7、处理后达到排放标准。三 设计依据GB 3836 爆炸性其他环境用电气设备GB/T 3923.1 纺织品、织物拉伸性能 第1部分GB/T 7701.5 净化空气用煤质颗粒活性炭GB 12348 工业企业厂界噪声标准GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准 二级标准GB 50016 建筑设计防火规范GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范GB 50051 排气

3、筒设计规范GB 50057 建筑物防雷设计规范GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50140 建筑灭火器配置设计规范GB 50160 石油化工企业设计防火规范GB 50187 工业企业总平面设计规范GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范HGJ 229 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HJ/T 1 气体参数测量和采样的固定位装置HJ/T 386 工业废气吸附净化装置HJ/T 389-2007 工业有机废气催化净化装置HJ 2000 大气污染治理工程技术导则JJF 1049 温度传感器动态响应校准建设项目环境保护设计规定【1987】002号建设项目环境保护管理条例【19

4、98】第253号中华人民共和国环境保护法中华人民共和国大气污染防治法建设项目（工程）竣工验收办法国家计划委员会 1990年建设项目竣工环境保护验收管理办法国家环境保护总局令【2002】第13号总参照吸附法工业有机废气治理工程技术规范HJ2026-2013和催化燃烧工业有机废气治理工程技术规范HJ 2027-2013四 总体要求 4.1 一般规定 (1) 吸附浓缩催化燃烧法治理工程应按照国家相关的基本建设程序或技术改造审核程序进行。总体设计应满足建设项目环境保护设计规定和建设项目环境保护管理条例的规定。 (2) 治理工程应遵循综合治理、循环利用、达标排放、总量控制的原则。治理工艺设计应本着成熟可

5、靠、技术先进、经济适用原则，并考虑节能、安全、操作简便，确定主要工艺流程。同时考虑其前瞻性。 (3) 治理工程应与生产工艺水平向适应，治理设备应作为生产系统的一部分进行管理，治理设备应与产生废气的相应生产设备同时运转。 (4) 治理工程在建设、运行过程中产生的废气、废水、废渣及其他污染物的治理与排放，应执行国家环境保护法规和标准的相关规定，防止二次污染。 (5) 经过治理后的污染物排放应符合国家或地区相关大气污染物排放的相关规定（大气污染物综合排放标准GB 16297-1996 二级标准）。排气筒的设计应满足GB 50051的规定。 (6)污染物与污染负荷 1）吸附法治理有机废气的范围、进气的

6、浓度要求和限值，以及不适用于处理的废气情况，如对含有颗粒物及气溶胶类物质，需通过干法或湿法过滤等方式预先除去。 2）由于有机物的易燃性和存在爆炸的危险，在有机废气的治理中安全性是首先需要考虑的因素。对有机物的浓度要求一般规定为控制在其爆炸极限下限的25%以下。 3）粉尘易于附着在吸附剂的表面上，少量的粉尘就会对吸附剂的吸附能力、使用寿命产生很大的影响因此经过预处理以后废气中的颗粒物含量应低于5mg/m3。 4.2 工程构成 治理工程由主体工程系统和辅助系统组成。 主体工程系统通常包括废气收集、预处理和催化燃烧等单元，若治理工程产生二次污染时，还应包括二次污染的治理设施。 辅助系统包括电气仪表、

7、控制系统、废气检测和排水等单元。4.3 场址选择与总图布置 场址选择与总图布置应参照标准GB 50187规定执行。 治理设备的布置应考虑主导风向的影响，以减少有害气体、噪声等对环境的影响。如果在下风向无居民区，应布置在主导风向的下风向。 对于有机废气的治理，在场址选择中主要考虑有机物的易燃和爆炸的危险，应按照消防要求留出消防通道和安全保护距离。同时要考虑因地制宜地利用厂区空间，降低治理成本。 五 工艺设计 5.1 一般规定 （1）在进行工艺设计上要本着成熟可靠、国内先进、经济适用原则，同时要考虑节能、安全和可操作性。 （2） 对于本项目有机废气的治理设备，设计裕量为20%。 （3） 吸附装置的

8、净化效率不得低于95%，催化燃烧装置的净化效率不得低于97%。（4）排气筒的设计应满足GB50051的规定 5.2 工艺路线的选择 （1）废气治理，应通过对废气的组成、温度、压力、污染物的性质、污染物的含量、流量、污染物产生方式（连续或间歇、均匀或非均匀）等因素进行综合分析，选择经济适用、安全可靠的治理工艺。 （2） 废气的吸附使用固定床吸附器，采用原位再生工艺，吸附剂定期进行再生，吸附器采用一用一备或多用一备的原则；吸附器的数量需要根据所设计的单个吸附器有效吸附时间和再生时间确定。 （3）热气流（空气、惰性气体或烟气）再生-催化燃烧。浓缩再生后的高浓度废气采用催化燃烧工艺进行分解净化。 （4

9、）需要采用热气流吹扫再生，再生后产生的高浓度废气多采用催化燃烧型进行分解净化，同时回收热量，利用燃烧后所产生的热量用于吸附剂的再生，可以降低废气的治理成本。 （5） 当废气中含有不适于再生处理的有毒物质时，吸附了有毒物质的吸附剂整体进行处置。如废气中含有某些剧毒或恶臭物质时，吸附以后不宜进行脱附，通常与吸附剂一起进行整体处置。 5.3 工艺设计要求 5.3.1废气收集 废气收集系统设计应符合GB50019的规定。 在保证集气和排风效果的基础上，集气罩的配置应与生产工艺协调一致，尽量不影响工艺操作。同时尽量减少排风量，以减轻吸附装置的负担。 5.3.2 预处理 吸附法对废气中的粉尘、气溶胶和一些

10、引起吸附剂中毒的物质要求严格，在废气进入吸附器之前必须将粉尘、漆雾处理干净，并对气溶胶进行破坏。 预处理设备应根据废气的成分、性质和影响吸附过程的物质及含量进行选择。 5.3.3 吸附装置和催化燃烧装置 (1)吸附装置 在HJ/T386-2007工业废气吸附净化设备中，对吸附装置的基本性能做出了原则性的要求。 吸附剂的选择，其性能应满足GB/T 7701的要求。 在吸附剂选定后，吸附剂用量应根据一个吸附周期内吸附床层的动态吸附量确定。 吸附器的净化效率应不低于90%，同时装置出口污染物的排放浓度应低于国家、地方和行业相关排放标准的要求。 吸附器的压力损失宜低于4kPa。 （2）催化燃烧装置 催

11、化剂的工作温度应低于700，并能承受900短时间高温冲击。设计工况应大于8500h。 催化燃烧装置的设计空速宜大于10000h-1，但不应高于4000h-1。 进入燃烧室的气体温度应达到气体组分催化剂上的引燃温度，混合气体按照引燃温度最高组分确定。 催化燃烧装置的压力损失应低于2kPa。 治理后产生的高温烟气宜进行热能回收。5.3.4 吸附剂再生 使用热空气再生时，对于活性炭和活性炭纤维吸附剂，热气流温度应低于120； 利用热气流再生吸附器时，严格控制进入吸附器的热气流的温度，吸附器尾气中的有机物浓度不能超过其爆炸极限下限的25%浓度限制，不能有造成爆炸的危险。 5.3.5 催化燃烧后处理 当

12、废气中的有机物中只含有碳氢、化、氧元素时，经过催化燃烧形成二氧化碳和水。对于一些含S、N、Cl等的杂原子有机化合物，经过催化燃烧后会产生SO2、HCl、NOx等二次污染物，因此对燃烧尾气需要进一步进行处理达标后方可排放。 对于低浓度的有机废气，经过吸附和热气流解吸后，废气中的有机物被浓缩，再采用催化燃烧设备进行处理。进入催化燃烧器的气流中有机物的浓度应控制在其爆炸极限下限的25%以下。因此，实际上进入吸附器的有机物浓度应该是远低于其爆炸极限下限的25%。 经过催化燃烧后产生的高温烟气的余热。在大多数情况下是用于吸附器的再生，降低设备的运行费用，也可以用于余热锅炉或引入生产工艺中。利用高温烟气的

13、余热对吸附器进行再生的方式有两种：一是通过冷风机在高温烟气中补充部分新鲜空气，使烟气温度降到吸附剂再生所需要的温度后直接引入吸附器进行吸附剂的再生。二是增加一个气-气换热器，利用高温烟气加热新鲜空气至吸附剂再生所需要的温度后引入吸附器进行吸附剂的再生。 在HJ/T 389-2007工业有机废气催化净化设备中，对催化燃烧器的基本性能进行了规定，可以作为设计的依据。 5.4 二次污染物控制 （1）预处理和后处理设备所产生的废水应集中进行处理，达到相应排放标准后排放。也可以排入企业的污水集中处理系统进行处理。 当使用湿法前处理装置时，会产生一定量的含有机物的废水；当吸附剂的再生采用水蒸气置换再生，后

14、处理采用冷凝分离装置时，会产生少量但浓度很高的有机废水，都需要进行处理达标后排放。但是对于废气处理装置而言，单独设计一套废水处理系统往往是不经济的，如果企业本身具有污水集中处理系统，在设计负荷允许的情况下可以排入进行集中处理。 （2）干法和湿法预处理装置中所产生的粉尘和废渣，更换下来的过滤材料、吸附剂和催化剂应收集后进行集中处理。 治理装置所产生的固体废弃物主要是干法和湿法前处理装置中所产生的粉尘和废渣、更换下来的过滤材料、吸附剂和催化剂，都需要收集后进行集中处理。催化剂中由于含有贵金属成分，可以送到相关单位进行回收。 （3）经过催化燃烧后所产生的高温尾气的需进一步进行处理达标再排放。已经得到

15、净化的废气应该根据大气污染物综合排放标准的要求进行高空排放。排气筒高度应符合相关大气污染物排放标准的规定，排气筒的设计应满足GB 50051的规定。 （4）系统噪声控制应满足GBJ 87和GB 12348的要求。 5.5 安全措施 （1） 由于有机废气易燃、易爆，在进行有机废气治理装置的工艺设计时，安全措施是首先要进行考虑的因素。规定除了符合安全生产、事故防范的相关规定以外，工艺系统中必须安装事故自动报警装置。 （2） 废气治理系统与主体生产装置之间、管道系统的适当位置，应安装可靠的阻火器，阻火器性能应按照HJ/T 389-2007中的规定进行检验。至少应该在有机废气处理系统与主体生产装置之间

16、以及催化燃烧装置与管道系统之间安装阻火器。 （3） 风机、电机和置于现场的电气、电仪等应具有防爆功能。对于有机废气的处理必须选用具有防爆功能的风机、电机和电控柜。 （4） 由于吸附过程是一个放热过程，当处理高浓度有机废气时，如果吸附器的散热效果不好，吸附器会有明显的温升。吸附器内温度升高不但会降低吸附剂的吸附效果，还会造成着火和爆炸的危险。在吸附操作周期内，吸附了有机气体后吸附床内的温度应低于83。当吸附器内的温度超过83时应自动报警，并立即中止吸附操作。 为了防止碳层异常超温以及其他可能引起的火灾，必须在吸附炭床内设置灭火系统防止火灾的发生。（5） 当使用活性炭和活性炭纤维作为吸附剂，并采用

17、热气流吹扫方式再生时，热气流的温度控制在120以下。 （6） 当使用分子筛作为吸附剂，并采用热气流吹扫方式再生时，热气流的温度控制在200以下。 （7）对于催化燃烧装置，必须设置防爆泄压装置,防爆泄压设计应符合GB 50160的要求。为了防止发生爆炸后对人员造成伤害，泄压口应该安装在燃烧装置的顶部或背部能够避开操作人员的位置。 (8) 催化燃烧器主体的温度很高，进行整体保温，降低热量损失。外表面温度应低于60，防止人员烫伤。（9）治理装置安装区域应按规定设置消防设施。（10）治理设备应具备短路保护和接地保护，接地电阻应小于4。 （11）室外治理设备应安装符合GB 50057规定的避雷装置。 六

18、 主要工艺设备与材料 6.1 设备用材 （1）主要工艺设备的性能应满足本工艺设计五的要求，并有必要的备用。 （2）吸附装置的基本性能应满足HJ/ 386的要求。 当吸附剂采用水蒸气置换再生时，由于高温水蒸气的存在，对设备的腐蚀非常严重，因此规定吸附器以及接触到水蒸气的部分管道和阀门均应采用不锈钢制造。 （3）催化燃烧装置的基本性能应满足HJ/T 389的要求。 催化燃烧器的最高温度可以达到600以上，在高温下有机蒸气存在时，对设备具有较强的腐蚀性。之前由于我国对催化燃烧器和高温焚烧炉的材料要求没有规定，一些厂家利用普通碳钢制造的催化燃烧器的使用寿命往往很短，也就是12年的时间。因此，在此明确规

19、定催化燃烧器主体（含加热器和反应器）应选用防腐耐温不锈钢材料制造。预处理和后处理喷淋吸收塔的材料选择在HJ/T 387-2007中已有规定。 （4）当废气中含有腐蚀性气体时，所有集气罩、管道、阀门、颗粒过滤器和吸附器均应采用耐腐蚀材料制造。 需要防腐材料的设备和管路管件，按HGJ 229进行防腐蚀处理和验收。 6.2 吸附剂 当采用颗粒活性炭和颗粒分子筛作为吸附剂，并采用热气流吹扫方式再生时，颗粒活性炭的性能应满足GB/T 7701.5-1997净化空气用煤质颗粒活性炭的要求，这是一个一般气相处理用活性炭的产品标准，采用非煤质活性炭时可以参照该标准；对于分子筛，目前还没有产品标准，根据对日本的

20、一些相关产品的分析，我们认为规定其BET比表面积应不低于350m2/g就可以达到处理废气的要求。 蜂窝活性炭目前在我国的有机废气处理装置中用的较多，主要是采用热气流吹扫再生。在此规定其BET比表面积不低于750m2/g，横向强度不低于0.3MPa，纵向强度不低于0.8MPa是合适的。 同样规定蜂窝分子筛的强度和蜂窝活性炭相同，其比表面积和颗粒分子筛相同。 目前在我国活性炭纤维的制造技术也已经有了一定的提高，但各个厂家的产品参差不齐，性能差别大。在此规定BET比表面积不低于1100m2/g，苯的动态吸附量不低于30%， 强度为在1米见方垂直状态下，在下方均布7-8kg拉力下不断裂，厚度均匀。6.

21、3 催化剂 因此，规定催化剂的使用温度应低于700。在某些极端的情况下，如发生生产事故造成排放浓度突然升高，进入催化床的有机物浓度突然升高，可能会造成短时间内催化床的温升过高，但一般不会超过400，因此规定催化剂应能承受900短时间高温冲击。 规定催化剂的使用寿命不低于一年，即8500h。 6.4 项目总体质量目标（1）按照图纸、技术要求规范其它合同文件中的要求进行制造、安装。如图纸、技术要求、规范合同其它文件中的要求不一致，除非得到发包人的确认，一律按照其中最高的质量要求制造、安装。（2）材料采购保证 A 原材料品牌及化学成分需与设计图要求一致，若因特殊原因需选用替换品牌，必须得到甲方书面认

22、可。 B 所有原材料加工前均校正，并进行除锈、防锈处理。 C 金属材料和非金属材料的品种、规格和性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。 D 对钢材的质量有疑义时，应进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。 E 钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准的要求。 F 型钢的规格尺寸寸及允许偏差应符合其产品标准的要求 G钢材的表面外观质量除应符合合国家现行有关标准的规定外，尚应符合下列规定： 当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2; 钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB 8923规定的C级及C级以上。 钢

23、材端边或断口处应不应有分层、夹渣等缺陷。 工程购入的材料（一般指大宗材料），必须提供材料化验单。如果甲方发现不合格时，改批次材料不准投入使用，且乙方承担由此产生的相应责任（包括：材料报废，成品报废，加工费用，工期延误等等）。 金属材料采购应选购国家定点大、中型企业优质产品。 工程采购及使用的所以材料不得含硅酮。 工程所选购材料的质量，甲方有权进行抽查或全检，发现质量问题甲方有权拒绝使用，由此造成的损失由乙方负责。 空气过滤材料不得掉纤维、起尘、落尘。（3）焊接材料 A 焊接材料的品种、规格和性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。包装批号与证明文件相符。 B 焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等

24、缺陷，焊接不应受潮结块。 C 涂装材料 设备防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格和性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。（4）外购件采购要求外购件采购应满足设计图纸及协议的相关技术要求；乙方必须对自己所购外件中的材质和制造质量负责；乙方自己所购外件中必须有内容齐全的设备铭牌、设备使用维护说明书、产品质量合格证、配件明细表、培训资料等。这些技术资料在设备验收时完整转交甲方，否则不具备验收条件。（5）制造 产品图纸制造，当需要修改设计时，应取得甲方同意，并签署设计变更文件。制造所用的各种计量和检测

25、器具应符合国家现行计量法规的规定，其精度等级不应低于被检对象的精度等级。制造中的隐蔽工程，应在工程隐蔽前进行检验，并作出记录，合格后方可继续安装。所有骨架必须按照图纸要求保持平行或垂直。室体骨架采用连续焊缝焊接。各种板材、型号焊接前应校直、校正，不允许表面有凹坑与划痕，不能再非平直的状态下进行焊接，焊后打磨焊缝。 板材下料宜用剪板机，型号的下料采用砂轮切割或锯切，管材下料采用管道割刀。不允许用火焰切割的方式。所有壁板要采用贴膜保护，防止划伤表面，工程验收前去除贴膜。 保温材料的运输、存放不得受潮、淋雨。 保温工程应在设备和管道外观检查、检漏或试压合格及防腐处理后进行。 保温钉与绝热面应结合牢固

26、。 保温钉的数量：地面不应少于16个/m2，侧面不少于10/m2个，顶面不应少于6/m2个，首行保温钉距保温材料边缘的距离应小于120mm. 保温材料结构应进行层间检查，检查层间紧密度及与保温面的紧密程度，并作检查记录，层间的纵横向接缝应错开。 保温层的厚度及表面平整度的允许偏差应符合相关要求。 带有防潮层保温材料的拼接缝应采用贴胶带封严，贴胶带的宽度不应小于50mm。 金属保护壳应贴紧保温层，不得有脱壳、褶皱、强行接口。接口搭接应顺水，并有凸筋加强，搭接尺寸为20mm25mm。采用自动螺丝紧固时，螺钉间距应均匀，并不得刺破防潮层。七 检测与过程控制 7.1 检测要求 （1）治理设备应设置永久

27、性采样口，采样口的设置应符合HJ/T 1，采样方法应满足GB/T 1615要求。采样频次和检测项目应根据工艺控制要求确定。 （2）处理气量10000m3/h 的系统应装设废气浓度在线连续检测装置；处理气量10000m3/h 的系统可以不装设废气浓度在线连续检测装置，但应配备相应的浓度检测仪器定期进行废气浓度检测。在线连续监测系统的运行管理应符合国家自动监测系统管理办法的要求。 （3） 有机废气的浓度检测仪目前使用的主要是总烃检测仪。在大多数情况下使用总烃检测仪就可以满足检测要求。 （4） 吸附器、催化燃烧器的加热室和反应室内部装设具有自动报警功能的多点温度检测装置，用于温度的监控，包括预热温度

28、和反应器进出口气流温度等。温度传感器应按JJF 1049的要求标定后使用。 在吸附和吸附剂的再生过程中，吸附器内的温度都在不断地发生变化。特别是对于较高浓度气体的吸附，由于吸附放热，床层的温升明显。在吸附剂的再生过程中，特别是使用热气流吹扫再生和高温水蒸气置换再生时，再生气流温度过高，床层中达到一定的温度时就会发生危险，因此一般要求对吸附器的温度进行监控。催化燃烧器的加热室和反应室内部应装设具有自动报警功能的多点温度检测装置是催化燃烧器设计的基本要求。（5）应定期检测过滤两端的压差。 7.2 过程控制要求 在一般情况下，废气治理设备与生产工艺相比应该先开后停，前后要有约10分钟的时间间隔，但需

29、要与生产车间进行协调，实现连锁控制。 治理工程应采用总线分布控制模式，实现对过程的控制及进出口温度、压力和流量等的远程集中控制。 控制阀门应选用满足防爆和工艺要求的气动或电动控制。防爆措施采取隔爆型和本安型相结合。本安型防爆原理是将执行器或控制电磁阀中的线圈经过低功率技术处理限制了电压、电流，将功率限制在最低爆炸极限以下；隔爆原理的运用，如在防爆场合各种电气元件的连接采用特殊的防爆接头等。 八 辅助工程设计 8.1 电气系统 电气系统中性点接地方式应与使用该装置系统主体工程一致；系统电源可直接由使用该装置配电系统接引，并满足GB 50058规范要求。 8.2 给、排水与消防系统 当使用湿法过滤

30、装置时，治理系统给水排水设计应符合 GB 50015和相关工业行业给水排水设计规范的有关规定。 由于存在爆炸和着火的危险，治理系统的消防设计应纳入工厂的消防系统总体设计。消防通道、防火间距、安全疏散的设计和消防栓的布置应符合GB 50016的规定，应保证有两支水枪的充实水柱同时到达治理系统的任何部位，治理系统范围内应按照 GB 50140的规定配置一定数量的移动式灭火器。 九 工程施工与验收9.1 工程施工 工程设计、施工单位应具有国家相关的工程设计、施工资质。 工程施工应符合国家和行业施工程序及管理文件的要求。 在废气治理工程的施工中出现局部变更的情况时，工程的变更应取得工程设计单位的设计变

31、更文件后再进行施工。 工程施工中使用的设备、材料和部件应符合相应的国家标准，并应取得供应商的产品合格证后方可使用。 需要采用防腐蚀的设备、管理和管件等施工和验收应符合HGJ 229的规定。 施工单位除应遵守相关的施工技术规范外，还应遵守国家有关部门的劳动安全及卫生消防等强制性标准的要求。9.2 工程验收 工程验收应根据建设项目（工程）竣工验收办法组织进行。 工作安装、施工完成后应首先对相关仪器进行校检，然后根据工艺流程进行分项调试和整体调试。 通过整体调试，各系统运转正常，技术指标达到设计和合同要求后启动运行。 设备试运行的时间为7日。试运行期满应进行性能试验和性能试验，以保证工程建设的质量。 9.3 竣工环境保护验收 应严格按照建设项目竣工环境保护验收管理办法规定的条件进行。一要文件齐全，特别是经过批准的设计文件和设计变更文件；二要有完整的试运行纪录和检测报告。试运行期间应进行性能试验。 工程验收前应进行试运行和性能试验，性能试验的内容主要包括： a）废气中非甲烷总烃和国家或相关排放标准中所规定的污染物进出口浓度（至少检测三次）；