废气处理装置技术解决方案
招标编号：****
投标单位名称：****
授权代表：****
投标日期：****
一、概述技术要点
1.1创新项目技术解决方案
1.1.1概述我们的竞标提案
焦作金叶醋酸纤维有限公司（简称焦作金叶公司）目前配置了一套专用于丙酮回收的活性炭吸附床。其工作原理是通过颗粒活性炭吸附蒸汽实现丙酮的高效回收。鉴于近期国家和地方环保机构连续推出更为严格的VOCs废气管理政策，对于废气排放的标准日益提高。为了顺应并满足这些新的环保规定，该公司计划通过公开招标的方式，增设废气治理设备于现有装置的排气终端，旨在显著削减废气中的挥发性有机化合物浓度及其排放总量，以确保合规排放并提升环境保护性能。
1.1.2技术规格与要求
1.1.2.1废气情况介绍和参数说明
根据投标文件中说明，目前活性炭溶剂回收设备总废气风量为
,VOCs成份为丙酮。活性炭脱附采用的是蒸汽脱附，吸附床脱附切换到吸附后的初始几分钟温度和湿度很高，随着吸附时间的推移，排气温湿度逐渐下降。总结废气排放特点为：大风量、低浓度、高温高湿，其中温、湿度及尾气为周期性波动。具体废气特征如下：
1)单台活性炭出口废气浓度周期波动如下：
2)单台活性炭出口排放废气温湿度如下：
|
吸附时间（min） |
温度（°C） |
相对湿度（％） |
含湿量（g／Kg） |
焓值（Kj／Kg） |
备注 |
|
1 |
87 |
100 |
1040.0 |
2855.3 |
以吸附床吸附开始时，烟囱实际测量数据，测量点在回收3楼烟囱处。 |
|
2 |
80 |
100 |
560.0 |
1560.0 |
|
|
3 |
78 |
100 |
482.0 |
1355.0 |
|
|
4 |
74.5 |
93.8 |
341.6 |
976.0 |
|
|
5 |
75.6 |
77.6 |
275.7 |
803.9 |
|
|
6 |
73 |
67 |
193.9 |
584.6 |
|
|
7 |
70 |
59 |
149.3 |
434.5 |
|
|
8 |
64 |
56 |
73.5 |
316.6 |
|
|
11 |
56.5 |
40.7 |
57.0 |
176.8 |
|
|
15 |
53.6 |
43.5 |
42.6 |
164.7 |
|
|
22 |
50 |
52 |
42.6 |
161.0 |
|
|
26 |
49.5 |
54.5 |
43.7 |
163.1 |
|
|
30 |
46 |
50 |
33.0 |
131.9 |
|
|
35 |
44 |
51 |
33.9 |
122.6 |
|
|
39 |
43 |
54 |
30.4 |
121.5 |
|
|
50 |
41.9 |
53 |
29.2 |
117.6 |
1.1.2.2达标排放要求
废气处理后，必须严格遵循达标文件中的排放标准，其性能应符合如下表格所示的要求。
|
污染物项目 |
排放筒排放浓度 |
|
非甲烷总烃 |
≤30mg/m3 |
|
氮氧化物 |
≤50mg/m3 |
1.1.2.3处理工艺要求
废气特性分析表明，该项目排放的废气流量较大且浓度较低，且其温湿度呈现出明显的周期性波动。在吸附初期阶段，废气的温度和湿度异常偏高。为了将这部分高温高湿废气降至预设标准，所需的即时能耗显著，从操作可行性与经济效益角度看，这种方法并不可取。
鉴于废气在吸附初期的温湿度较高，随着过程的推进，温湿度逐渐降低，此时能耗显著减少，使得在适宜的条件下行之有效。因此，针对废气温湿度的周期性变化，本项目的设计策略是采用吸附床切换处理。通过在每个吸附床后增设三通阀或双切断阀，并配合精准的程序控制，确保阀门转换与吸附床的工作周期同步。阀门的切换使得吸附床排放的高温高湿及高浓度尾气，在去除显性水分后，进入RTO（蓄热氧化燃烧），主要针对吸附床吸附初始阶段和末期排放的气体。而对于吸附床在吸附过程中排放的常温常湿低浓度VOCs废气，则先经过预处理（包括除水和颗粒物）环节，接着通过沸石转轮浓缩，最终进入RTO进行处理，这部分废气主要对应吸附床吸附中期的排放气体时段。
该周期性废气处理策略，成功适应了沸石转轮所需的进气温湿度条件，通过有效控制，防止了全部废气进入转轮导致的能耗过高和冷却水量不必要的增加。同样，它规避了将所有废气直接导入RTO可能带来的高额投资和运行成本。因此，本工艺路线被确认为经济实用、操作便利的优选方案。
因此根据投标文件要求，所要求的废气治理工艺路线为：一路
的低湿度废气采用预处理（除水，除颗粒）+沸石转轮浓缩+RTO,另一路的高温高湿废气去除明水后进入RTO处理。整体工艺参考方案如下图所示。
1.1.2.4其它要求
详见技术招标文件
1.1.3标准化设计指南
在设计、制造、安装与调试以及后续验收的过程中，所需遵循的核心标准与规范如下：
|
类别 |
现行标准／规范名称 |
现行标准／规范号 |
|
工艺设计通用标准 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
2015年 |
|
《中华人民共和国大气污染防治法》 |
2016年 |
|
|
《大气污染物综合排放标准》 |
GB16297-1996 |
|
|
《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》 |
HJ1093-2020 |
|
|
《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》 |
HJ2026-2013 |
|
|
工艺系统工程设计技术规范 |
HG/T20570 |
|
|
|
关于转发《蓄热式焚烧炉（RTO炉）安全要点》的函 |
通应急函（2020）13号 |
|
设备制造通用标准 |
《铸造尺寸公差与机械加工余量》 |
GB/T6414-1999 |
|
《设备及管道绝热技术通则》 |
GB/T4272-2008 |
|
|
类别 |
现行标准／规范名称 |
现行标准／规范号 |
|
|
《焊接件通用技术条件》 |
JB/QZ 4000.3-86 |
|
《管道、设备、容器结构用无缝钢管》 |
Q/BQB203 |
|
|
《化工设备、管道外防腐设计规定》 |
HG/T20679-1990 |
|
|
《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》 |
HG20538-1992 |
|
|
《设备及管道保温设计通则》 |
GB/T4272-2008 |
|
|
设备安装通用标准 |
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 |
GB50231-1998 |
|
《连续输送设备安装工程施工及验收规范》 |
GB50270-1998 |
|
|
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 |
GB50275-2010 |
|
|
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 |
GB50231-1998 |
|
|
《工业设备及管道绝热工程施工及检验评定标准》 |
GB50126-2008 |
|
|
《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 |
HGJ229-1991 |
|
|
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 |
GB50231-1998 |
|
|
《机电产品包装运输通用技术条件》 |
GB/T13384-2008 |
|
|
管法兰用石棉橡胶垫片 |
JB/T87-94 |
|
|
电气标准 |
《低压配电设计规范》 |
GB50054-1995 |
|
《电力工程电缆设计规范》 |
GB50217-2007 |
|
|
《外壳防护等级（IP代码）》 |
GB4208-2008 |
|
|
《电力工程电缆设计规范》 |
GB50217-2007 |
|
|
《国家电气设备安全技术规范》 |
GB19517-2009 |
|
|
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 |
GB50058-1992 |
|
|
仪表标准 |
《仪表配管、配线设计规定》 |
HG/T20512-2000 |
|
类别 |
现行标准／规范名称 |
现行标准／规范号 |
|
|
《仪表系统接地设计规定》 |
HG/T20513-2000 |
|
《控制室设计规定》 |
HG/T21581-1995 |
|
|
《仪表配管、配线设计规范》 |
HG/T20512-2014 |
|
|
《信号报警、连锁系统设计规定》 |
HG20511-2000 |
|
|
《仪表系统接地设计规范》 |
HG/T20512-2014 |
|
|
其他依据 |
业主提供的数据 |
2020年 |
注：以上标准规范以最新最有效的版本为准
除上述规范外，还参照和遵循以下标准规范：
|
类别 |
现行标准／规范名称 |
现行标准／规范号 |
|
国内规范 |
《钢结构设计规范》 |
GB50017-2003 |
|
《一般用途离心通风机技术条件》 |
JB/T10563-2006 |
|
|
《工业通风机噪声限值》 |
JB/T8690-1998 |
|
|
《风机用消声器技术条件》 |
JB/T6891-2004 |
|
|
《通风机基本形式、尺寸参数及性能曲线》 |
GB/T3235-2008 |
|
|
国外规范 |
《美国消防协会》 |
N.F.P.A |
|
《美国国家电气规范》 |
NEC |
1.1.4环境影响评估-废气管理
针对废气浓度的波动特性，本报告将对废气变化趋势进行深入剖析。依据工艺转换的进程，废气吸附过程被划分为三个关键阶段：初期吸附（0%至25%区间），中期吸附（25%至75%区间），以及末期吸附（75%至100%区间），如图所示。
通过分析上图及附录中的废气温湿度数据表，废气排放状况在不同阶段的具体描述与相应的处理措施概述如下：
|
废气源和废气参数情况 |
0-1/4 |
1/4-2/4 |
2/4-3/4 |
3/4-4/4 |
|||||
|
0-12.5min |
12.5-25min |
25-37.5min |
37.5-50min |
||||||
|
1＃排气筒 |
废气浓度（ppm） |
20-200 |
34-42 |
42-55 |
0-90 |
||||
|
废气温度（℃） |
53.6-87 |
50-54 |
43-45 |
41.9-43 |
|||||
|
废气湿度（RH％） |
40-100 |
42-50 |
50-54 |
53-54 |
|||||
|
废气处理状态 |
进RTO |
进转轮 |
进转轮 |
进RTO |
|||||
|
|
|||||||||
|
2＃排气筒 |
废气浓度（ppm） |
42-55 |
0-90 |
20-200 |
34-42 |
||||
|
废气温度（℃） |
43-45 |
41.9-43 |
53.6-87 |
50-54 |
|||||
|
废气湿度（RH％） |
50-54 |
53-54 |
40-100 |
42-50 |
|||||
|
废气处理状态 |
进转轮 |
进RTO |
进RTO |
进转轮 |
|||||
由上表可知，进入RTO处理的废气，温度，湿度和浓度相对较高，其中废气浓度在0-200ppm范围，换算成质量单位约为
,温度42-87C范围内，湿度在40-100RH%范围内；进入沸石转轮系统处理的废气，温度，湿度和浓度相对低一些，其中废气浓度在34-55ppm范围，换算成质量单位约为90-150mg/m3,温度43-54℃范围内，湿度在42-50RH%范围内；
对于沸石转轮系统，考虑到活性炭随着使用寿命下降导致其排放增加，其最大废气浓度可能超过
,结合现有使用情况推算，在活性炭使用寿命末期时可能达到
。为保证沸石转轮排放要求，入口浓度最大按
来设计。沸石浓缩倍数设计为20倍，净化效率大于90%，保证其处理后排放低于30mg/m3要求。
对于RTO系统，由于废气浓度不高，选择我司采用国外技术制造的标准两室RTO即可满足排放要求，净化效率可达98.2%以上，可保证其处理后排放低于
要求。由于浓度较低，，相比三室RTO具有更低的能耗和更好的维护性，系统的可靠性更高。不设计热旁通（保留接口），能够减少热旁通泄露导致的热量损失，从而能够减少系统能耗。无需热旁通的条件下，所设计的RTO入口允许浓度最大达
,远比目前实际浓度大，因此能够有效满足处理要求。
1.1.5重要技术规格
该装置由废气收集与预处理单元、沸石转轮浓缩系统、以及RTO系统和排气筒构成。针对客户的工艺需求，关键设备——沸石转轮浓缩系统与RTO系统的详细设计参数如下所述：
|
序号 |
系统 |
技术指标 |
参数 |
|
|
沸石转轮系统 |
处理风量 |
32000 Nm3/h(101.325 kPa,0C) |
|
2 |
废气入口浓度 |
<250mg/m3 |
|
|
序号 |
系统 |
技术指标 |
参数 |
|
3 |
|
废气入口温度 |
35°℃ |
|
4 |
废气入口湿度 |
<75% |
|
|
5 |
浓缩倍数 |
20倍 |
|
|
6 |
废气分解效率 |
≥90% |
|
|
7 |
转轮工艺风机电机功率 |
37kw |
|
|
8 |
脱附风机电机功率 |
5.5kw |
|
|
9 |
脱附燃气加热功率 |
140kw |
|
|
10 |
RTO系统 |
处理风量 |
40000Nm3/h(101.325kPa,0C) |
|
11 |
废气入口浓度 |
<5g/Nm3 |
|
|
12 |
废气入口温度 |
<80℃ |
|
|
13 |
炉膛正常燃烧温度 |
810°℃ |
|
|
14 |
RTO最大工作温度 |
1050°℃ |
|
|
15 |
废气分解效率 |
≥98.2% |
|
|
16 |
热回收效率 |
≥97.5% |
|
|
17 |
燃烧器功率 |
791kw |
|
|
18 |
装置压降 |
≤5000Pa |
|
|
19 |
废气燃烧时间 |
1s |
|
|
20 |
主风机电机功率 |
132kw |
|
|
21 |
助燃风机电机功率 |
5.5kw |
|
|
22 |
RTO设计寿命 |
22年 |
|
|
23 |
压缩空气罐体积 |
0.5m3 |
|
|
序号 |
系统 |
技术指标 |
参数 |
京公网安备 11010802045440号
