隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在生活中的各個(gè)方面，目前，針對(duì)有機(jī)廢氣，已經(jīng)開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)安全的有機(jī)廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經(jīng)應(yīng)用，該系統(tǒng)具有燃燒效率高、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。

鍋爐熱力焚燒技術(shù)在有機(jī)廢氣處理工程中的應(yīng)用

摘要：有機(jī)廢氣治理技術(shù)目前已經(jīng)多樣化,但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性,對(duì)于企業(yè)來說,綜合選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)廢氣治理方法至關(guān)重要。針對(duì)浙江某制藥公司污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)廢氣開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)安全的鍋爐焚燒處理技術(shù)，經(jīng)應(yīng)用，該技術(shù)適用于有機(jī)廢氣的深度處理，有機(jī)污染物的總凈化效率不低于95%，投資及運(yùn)行費(fèi)用低，顯示出良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。

引言

有機(jī)廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境和人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害，已成為我國環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)之一。目前，國內(nèi)外治理有機(jī)廢氣比較普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法、生物處理法等，近年來又出現(xiàn)了一些新技術(shù)，如膜分離法、光分解法和吸附催化氧化技術(shù)等綜合處理技術(shù)。雖然有機(jī)廢氣治理技術(shù)目前已經(jīng)多樣化，但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性，而且不同排放源的廢氣組成也千差萬別。因此，對(duì)于企業(yè)來說，統(tǒng)籌考慮有機(jī)污染物的種類、性質(zhì)、濃度、凈化要求和經(jīng)濟(jì)性等因素，綜合選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)廢氣治理方法顯得至關(guān)重要。

針對(duì)某醫(yī)化企業(yè)工業(yè)廢水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)廢氣無害化處理的項(xiàng)目，開發(fā)出的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)安全的有機(jī)廢氣鍋爐焚燒處理工藝，經(jīng)應(yīng)用，該系統(tǒng)具有燃燒效率高、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。

1、鍋爐熱力焚燒處理技術(shù)

鍋爐熱力燃燒技術(shù)指利用現(xiàn)有供電鍋爐、供熱鍋爐或其他非廢氣處理專用的焚燒爐，將產(chǎn)生的有機(jī)廢氣經(jīng)簡單預(yù)處理后直接引入到鍋爐燃燒室，在不增加設(shè)備或少增加設(shè)備的情況下，廢氣中的有機(jī)碳?xì)浠衔镉鰺岷笱趸氐追纸鉃槎趸己退?，達(dá)到凈化污染物的目的。

 鍋爐熱力燃燒技術(shù)具有簡單實(shí)用、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、凈化效率高的優(yōu)點(diǎn)，還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。蔡春雷等設(shè)計(jì)將聚醚生產(chǎn)過程中的有機(jī)廢氣送入鍋爐進(jìn)行焚燒，運(yùn)行結(jié)果表明，鍋爐尾氣能達(dá)到國家的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐熱力焚燒技術(shù)可用于有機(jī)廢氣處理。但有機(jī)氣體大都易燃易爆，對(duì)鍋爐存在腐蝕、爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)如果有機(jī)廢氣中含有除碳?xì)渫獾钠渌兀瑒t可能在燃燒后產(chǎn)生二次污染。因此，對(duì)于有機(jī)廢氣的處理，除凈化效率外還需要著重考慮處理系統(tǒng)的安全性。

 2鍋爐熱力焚燒技術(shù)工程應(yīng)用

 2.1項(xiàng)目概況

浙江某醫(yī)化企業(yè)集中污水處理廠日常運(yùn)行過程中，其調(diào)節(jié)池、水解池、厭氧池等有惡臭氣體產(chǎn)生。此前，企業(yè)針對(duì)部分有惡臭產(chǎn)生的水池已進(jìn)行加蓋并將廢氣送至“堿洗+活性炭吸附”的工藝設(shè)備處理后排放，但是由于堿洗對(duì)惡臭氣體中有機(jī)物的吸收能力較差，且活性炭在運(yùn)行過程中很快吸附飽和后穿透，同時(shí)前道堿洗后廢氣將夾帶大量的水汽進(jìn)入活性炭，使得活性炭層受潮，影響其使用，尾氣無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。為了解決上述問題，企業(yè)決定對(duì)其進(jìn)行改造，利用企業(yè)熱電循環(huán)流化床鍋爐，采用鍋爐熱力焚燒有機(jī)廢氣的技術(shù)進(jìn)行治理。

 該企業(yè)制藥過程中使用大量有機(jī)溶劑，部分溶劑在使用過程中進(jìn)入污水后到達(dá)污水處理廠。經(jīng)分析，污水處理廠廢氣主要成分為少量甲苯、二甲苯、乙苯、二氯甲烷等有機(jī)廢氣和H2S、氨等惡臭廢氣，通過預(yù)處理后，進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)焚燒的有機(jī)污染物主要為甲苯、二甲苯、乙苯和二氯甲烷。

 2.2廢氣處理工藝介紹

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)將集中污水處理廠廢氣(廢氣量50000～60000m3/h)經(jīng)企業(yè)原有的堿洗+除霧等預(yù)處理系統(tǒng)處理，由引風(fēng)機(jī)經(jīng)長距離不銹鋼管道輸送，并再次除霧去除水汽后通過預(yù)熱器預(yù)熱，最后送入鍋爐焚燒。該廢氣量分配至熱電廠90t/h循環(huán)流化床鍋爐，符合鍋爐一、二次補(bǔ)風(fēng)量要求，在進(jìn)焚燒爐前新增了除霧器，進(jìn)一步降低水汽含量。具體工藝流程見圖1。

 2.3.1預(yù)處理系統(tǒng) 　　分析產(chǎn)生的污染物組分和焚燒爐工藝，在廢氣送焚燒爐前后的熱電廠內(nèi)的管道、風(fēng)機(jī)或者預(yù)熱階段存在可能的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，需要采取一定的防腐保護(hù)措施。本項(xiàng)目在廢氣送熱電廠前采用堿洗噴淋預(yù)處理，去除硫化氫等酸性氣體，并能夠降低廢氣溫度，起到一定的防燃、防爆及阻隔的作用。 　　2.3.2除霧系統(tǒng) 　　噴淋后的廢氣夾帶大量水汽，空氣中的水分含量影響鍋爐焚燒效率，本項(xiàng)目在增壓離心風(fēng)機(jī)前后設(shè)置了兩道除霧系統(tǒng)，有效降低進(jìn)入鍋爐中的水汽含量，設(shè)備采用了絲網(wǎng)除霧器，對(duì)于3μm以上的霧滴，除霧效率達(dá)到98%以上。

 2.3.3輸送系統(tǒng)

輸送系統(tǒng)采用不銹鋼304材質(zhì)，以法蘭連接，在管路下方開設(shè)一排水口用于排放可能存在的積水，為防止輸送過程中產(chǎn)生靜電引發(fā)安全事故，沿程安裝接地，消除可能產(chǎn)生的靜電。同時(shí)，新增引風(fēng)機(jī)克服輸送阻力，并在風(fēng)機(jī)處安裝聲光報(bào)警器，以監(jiān)視風(fēng)機(jī)故障情況。

 2.3.4控制系統(tǒng)

針對(duì)離心風(fēng)機(jī)運(yùn)行、廢氣量分配、摻燒量分配及各個(gè)儀表的信號(hào)使用，設(shè)置了一套PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，所有控制都由PLC實(shí)現(xiàn)。PLC再將系統(tǒng)運(yùn)行的信號(hào)輸送至熱電廠DCS系統(tǒng)，以便熱電廠控制室可以對(duì)整個(gè)鍋爐熱力焚燒系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

考慮到電廠鍋爐停爐，廢氣從風(fēng)機(jī)后分成兩路，分別送至A、B兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的一、二次補(bǔ)風(fēng)進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中，B號(hào)鍋爐作為備用系統(tǒng)使用，采用電動(dòng)閥進(jìn)行控制，即當(dāng)A號(hào)鍋爐停爐時(shí)，開B路電動(dòng)閥，同時(shí)關(guān)閉A路電動(dòng)閥，廢氣進(jìn)入備用焚燒系統(tǒng)處理，反之亦然。為了提供合適的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，在廢氣管路末端設(shè)置壓力變送器在線測(cè)定壓力、風(fēng)量，信號(hào)輸出至PLC中，根據(jù)測(cè)定結(jié)果調(diào)節(jié)離心風(fēng)機(jī)的變頻器，同步控制旁路補(bǔ)風(fēng)量。

 2.3.5安全系統(tǒng)

基于廢氣安全性評(píng)估，設(shè)置了可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)和應(yīng)急排放系統(tǒng)，主要由可燃?xì)怏w報(bào)警器、應(yīng)急排放系統(tǒng)管路、電動(dòng)閥和煙囪組成。

 集中污水處理廠內(nèi)新增除霧器前設(shè)置了可燃?xì)怏w報(bào)警器，當(dāng)管路中廢氣超過爆炸極限的1/4時(shí)報(bào)警，打開電動(dòng)閥讓廢氣應(yīng)急排放，通過就近設(shè)置的煙囪進(jìn)行排放，同時(shí)關(guān)閉輸送管路電動(dòng)閥并切斷離心風(fēng)機(jī)電源;熱電廠A、B鍋爐進(jìn)風(fēng)口前的管路中設(shè)置了可燃?xì)怏w報(bào)警器，當(dāng)管路中廢氣超過爆炸極限的1/4時(shí)報(bào)警，打開超越管路電動(dòng)閥，同時(shí)關(guān)閉輸送管路電動(dòng)閥并調(diào)節(jié)旁路補(bǔ)風(fēng)量，讓廢氣通過熱電廠的鍋爐煙囪應(yīng)急排放。三套可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)輸出至熱電廠DCS系統(tǒng)中以便熱電廠控制室對(duì)處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。

 　　3運(yùn)行結(jié)果

　　3.1污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

　　項(xiàng)目正常運(yùn)行后，由第三方浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院分析實(shí)驗(yàn)室對(duì)“非甲烷總烴”指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版增補(bǔ)版)，報(bào)告編號(hào)為W20130086，處理前后廢氣中非甲烷總烴的濃度見表1。

 　　由第三方寧波市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司對(duì)“揮發(fā)性有機(jī)物”指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版增補(bǔ)版)，報(bào)告編號(hào)為HLNBF00005883a，處理前后廢氣中主要揮發(fā)性有機(jī)物的濃度見表2。

 　　廢氣中含有二氯甲烷等鹵代烴，如燃燒條件控制不好易產(chǎn)生二次污染，本項(xiàng)目由第三方上海中科高等研究院分析測(cè)試中心對(duì)“二惡英”指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版增補(bǔ)版)國家環(huán)保總局(2007年)，報(bào)告編號(hào)13040009，處理后廢氣中二惡英的濃度見表3。

 　　3.2處理效果及投資運(yùn)行費(fèi)用

 　　采用“鍋爐熱力焚燒技術(shù)”處理該項(xiàng)目廢氣，二氯甲烷、甲苯、二甲苯、乙苯凈化效率分別達(dá)到97%、85%、83%、94%以上，非甲烷總烴凈化效率>95%，二惡英排放達(dá)到GB18485—2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求，樣品均值低于歐盟2000/76/EC垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)。

 　　項(xiàng)目投資主要為新增離心風(fēng)機(jī)、除霧器、輸送管道和安全控制系統(tǒng)的設(shè)備投資和安裝，該項(xiàng)目投資費(fèi)用約為600萬元，其中輸送管道系統(tǒng)投資約為400萬元。

 　　系統(tǒng)運(yùn)行主要是離心風(fēng)機(jī)送風(fēng)消耗的電力產(chǎn)生的費(fèi)用，處理廢氣量50000m3/h，電耗2.64×10-3kW˙h/m3，電價(jià)按0.7元/(kW˙h)，即處理1m3廢氣的費(fèi)用僅為0.0018元。

 　　4結(jié)論

 　　經(jīng)本工程項(xiàng)目實(shí)施后，表明鍋爐熱力焚燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣具有以下特點(diǎn):

 　　1)在進(jìn)鍋爐焚燒之前，根據(jù)廢氣性質(zhì)，選擇合適的預(yù)處理工藝，對(duì)廢氣中的顆粒物、雜質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)和水汽進(jìn)行過濾、吸收或除霧處理，控制對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)及鍋爐的腐蝕，保證了整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

 　　2)廢氣經(jīng)過鍋爐熱力焚燒處理的最終產(chǎn)物主要為二氧化碳和水，基本不對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

 　　3)在保證鍋爐熱效率的前提下，有機(jī)污染物的總凈化效率不低于95%。

 　　4)基于安全性分析，根據(jù)管道材質(zhì)、廢氣成分、溫度、可燃?xì)怏w濃度和現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行參數(shù)等因素，建立了有機(jī)廢氣鍋爐熱力焚燒的安全控制系統(tǒng)，效果通過了工程驗(yàn)證。

 　　5)日常維護(hù)納入鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用低。

 　　6)該技術(shù)有利于有機(jī)廢氣的深度處理，對(duì)化工企業(yè)有機(jī)物總量減排，改善廠區(qū)整體環(huán)境具有積極有效的作用。