国际香精香料（浙江）有限公司二期项目车间废气治理工程废气治理方案.doc

国际香精香料（浙江）有限公司二期项目车间废气治理工程废气治理方案 国际香精香料(浙江)有限公司二期项目车间废气治理工程技术方案浙江工业大学环境工程公司二一年九月十二月目录1一、项目简介1二、一期废气处理装置分析12.1一期废气处理装置简介12.2装置特点分析1三、二期车间废气治理方案23.1风量成分装置23.2废气污染物物理化性质风量成分装置23.3车间风管设计43.4处理要求5四、处理工艺64.1工艺流程图64.2流程说明64.3生物过滤原理64.4低温等离子体净化原理7五、单元技术参数75.1一体式生物箱85.2等离子有机废气净化器85.3引风机85.4排气筒8六、电气仪表86.1设计范围86.2新增装机容量9七、二期车间废气处理主要设备9八、投资估算108.1工程投资预算108.2运行费用估算11九、建设周期及实施进度11十、装置寿命及服务承诺1210.1装置质量1210.2服务承诺12 一、项目简介 国际香料香精(浙江)有限公司(简称IFF浙江公司)是国际香料香精公司(IFF)于2004年底在杭州下沙开发区成立的外商独资企业。IFF总部设在美国纽约,是全球研发、生产和供应香料、香精和调味配料产品的先行者。IFF的香料香精全球市场占有率达13%,产品被广泛应用于多种消费产品领域,在近40个国家和地区设有分公司,包括销售、研究开发和生产中心。 IFF浙江公司作为IFF总部最新投资的香料香精生产企业,目标是为全球客户提供高价值和高质量的香料香精产品。公司占地250余亩,注册资本3000万美元,第一期总投资6500万美元,目前开始进行二期项目建设。 该公司由于生产过程使用大量的有机溶剂,相应产生了含VOCs的有机废气,影响了周围环境。2007年,公司采用生物技术对全厂一期车间及污水站废气进行了治理。经过多年运行,公司决定对二期车间废气仍采用生物技术。浙江工业大学环境工程公司接受委托后,对现场进行了踏勘,了解了相关资料和信息,在此基础上编制了二期车间废气治理方案,供业主和有关管理部门决策。二、一期废气处理装置分析 (1)一期废气处理装置简介2.1一期废气处理装置简介 该公司废气生物处理装置共5套,分别为中试(3000m3/h)、物化调节(3000m3/h)、生化池+脱水机房(7500m3/h,生物过滤净化+活性炭吸附)、成品包装(2500m3/h,采用活性炭吸附)、主装置(5000m3/h),废气总处理量为21000m3/h。 所有装置其中中试,物化调节,主装置均采用生物过滤工艺;,生化池+脱水机房采用了一级生物过滤净化+二级活性炭吸附工艺;成品包装采用了活性炭吸附工艺,各装置单体总高度2m,材质为PVC。 填料层高度均为0.5m,填料为空隙率较低的陶粒填料。空床停留时间(EBRT)为1015s。 引风机采用No4-72离心风机,全压在10001500Pa之间。循环泵采用管道泵,流量为6.3m3/h和9m3/h两种规格,扬程3032m。 排气筒高度20m。 (2)装置特点分析2.2装置特点分析 从以上装置基本参数看,相应气量下设备占地面积基本合理,微生物能在填料上大量附着,有一定的处理效果。但存在以下不足: A、填料为陶粒填料,空隙率低,压降高,易堵塞。 B、选型风机的全压偏低,无法满足生物滤床压降和抽风要求,不能很好地收集无组织排放废气,可能导致厂界超标。 三、二期车间废气治理方案 (1)风量成分3.1风量成分装置 根据业主方要求,此次治理对象是二期车间废气,总气量5000m3/h。主要气体成分为纯碳、氢、氧有机化合物,以甲苯、甲醇、异戊二烯、乙醛、丁酮、醋酸等为代表的醛、酮、醇、酸、烯烃等。 根据企业提供的一期日常检测数据,进口VOC浓度(仪器表观测量值)为20130ppm。方案设计进口废气浓度300 ppm,且卤代烃浓度10 ppm。 补充物性参数 3.2废气污染物物理化性质风量成分装置 1、甲苯 别 名:甲基苯、苯基甲烷 分子量:92.14 化学式:C7H8 结构式:C6H5CH3 理化性质:无色透明液体,有类似苯的芳香气味,易挥发,可燃。相对密度(水1)0.87,熔点-94.4,沸点110.6,闪点4.44(闭杯),折射率()1.49414,蒸气压907Pa(0)、2.92kPa(20)、74.194kPa(100),引燃点535,自燃点552,不溶于水,溶于乙醇、苯、乙醚和丙酮。嗅阈值8mg/m3。甲苯是一种常用的化工原料,可用于制造炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等。 2、甲醇 别 名:木醇、木精 化学式:CH4O 结构式:CH3OH 理化性质:无色透明液体,易燃,易挥发,有毒,略有酒精气味。分子量32.04,相对密度(水1)0.792,熔点-97.8,沸点64.5,燃烧热725.76KJ/mol,闪点12.22,自燃点463.89,蒸气密度1.11,蒸气压13.33KPa100mmHg 21.2,蒸气与空气混合物爆炸极限636.5 %(体积比),能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶,但是不与石油醚混溶,遇热、明火或氧化剂易燃烧。挥发途中也会使物体油漆表面遭腐蚀。 3、异戊二烯 别名:2-甲基-1,3-丁二烯;异戊间二烯 化学式:C5H8 结构式:CH2CCH3CHCH2 理化性质:无色透明液体,易挥发,易氧化和聚合。能与乙醇和乙醚混溶,几乎不溶于水。相对密度(水1)0.681。熔点-145.95。沸点34.067。折光率()1.42160。闪点-48。易燃。有致癌的可能性。?可用作有机合成中间体。 4、乙醛 别名:醋醛 化学式:C2H4O 结构式:CH3CHO 理化性质:无色易流动液体,有刺激性气味。熔点-121,沸点20.8,相对密度(水1)0.7834,相对密度(空气1)1.52,饱和蒸汽压98.64kPa20。可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯。易燃,易挥发。蒸气与空气能形成爆炸性混合物,爆炸极限4.0%57.0%(体积)。易氧化而成醋酸。在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛(液体,熔点124),低温时生成多聚乙醛。 5、丁酮 别名:甲乙酮、2-丁酮 化学式:C4H8O 结构式:CH3COCH2CH3 理化性质:无色透明液体。熔点-85.9,沸点 79.6,相对密度(水10.8054,相对密度(空气1)2.42,沸点 73.4 ,饱和蒸汽压9.49 kPa20,闪点-9,能溶于约4倍的水中,能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中。与水能形成恒沸点混合物含丁酮 88.7%, 。蒸汽与空气能形成爆炸性混合物 ,爆炸极限 2.0 %12.0%( 体积)。化学性质与丙酮相似。 6、乙酸 别名:醋酸 分子式:C2H4O2 结构式:CH3COOH 理化性质:无色透明液体,有强烈刺激性气味。熔点16.6,沸点117?.9,相对密度1.049220/4密度比水大,折光率()1.3716。纯乙酸在16.6以下时能结成冰状的固体,所以常称为冰醋酸。易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳。当水加到乙酸中,混合后的总体积变小,密度增加,直至分子比为11 ,相当于形成一元酸的原乙酸CH3C(OH)3,进一步稀释,体积不再变化。 各废气污染物基本特性汇总见表3-1。表3-1 各废气污染物基本特性汇总一览表*名称分子量沸点燃点B/CLD50mg/kg毒性饱和蒸气压kPa水溶性气味嗅阈值mg/m3甲苯92.14110.64210.5585000低毒2.92(20)不溶芳香味8甲醇32.04-97.8240/5628低毒13.33可溶芳香味/异戊二烯68.1134.067/低毒/不溶芳香味/乙醛44.0520.8140/1930亚急98.64可溶刺激味/丁酮72.1179.6404/3400亚急9.49可溶芳香味/醋酸60.05117.9/3530低毒1.5可溶刺激醋味50 *注:括号中为相应温度条件的饱和蒸气压;均为空气中的嗅阈值。 根据企业提供的一期日常检测数据,进口VOC浓度(仪器表观测量值)为20130ppm。方案设计进口废气浓度300 ppm,且卤代烃浓度10 ppm。 3.3车间风管设计 1、1)设备接入口。瞬时最大排气量160m3/h(刚开始抽真空的瞬间),按风速3m/s计算,设备接入口直径150mm 。如利用原接口,尽可能与之接近。 2、)桶装物料吸气臂。单枝最大排气量15 m3/h,最大同时使用量34枝,按风速2m/s计算,选管径100mm。 3、)主风管。总风量5000 m3/h,按风速78.7m/s计,分管直径450500。 (3)处理要求3.4处理要求 净化后废气排放执行GB16297-1996大气污染物综合排放标准和GB14454-1993恶臭污染物排放标准,具体见表3-2、表3-3表3-2 GB16297-1996大气污染物综合排放标准污染物最高容许排放浓度(mg/Nm3)最高允许排放速率(kg/h)无组织排放监控浓度限值(mg/Nm3)排气筒高度(m)15203040甲苯403.15.218302.4甲醇1905.18.6295012异戊二烯*1501017531004.0乙醛700.060.100.340.590.05丁酮*6002.804.2015.7027.210. 55醋酸*201.021.535.719.890.2 *注:根据GB/T13201-1991制定地方大气污染物排放标准的技术原则和方法,QCmRKe(Q为排气筒允许排放速率,Cm为环境质量一次值,R为排放系数,新建项目Ke取0.85);根据GB16297-1996大气污染物综合排放标准编制说明,确定A类污染物(指环境中无显著本底浓度的物质)无组织排放监控浓度(厂界浓度)等同于二类功能区环境空气质量标准、TJ36-1979工业企业设计卫生标准等标准所规定的居住区最高容许一次浓度,最高容许排放浓度等同于GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素车间空气有害物质最高或短时间接触容许浓度。表3-3 GB14554-1993恶臭污染物排放标准新扩改二级标准(单位:臭气浓度为无量纲)控制项目最高容许排放浓度(mg/Nm3)最高允许排放速率(kg/h)无组织排放监控浓度限值(mg/Nm3)排气筒高度(m)152025303540臭气浓度无量纲2000/6000/150002000020 排气筒排放口浓度及速率执行厂界无组织排放标准。臭气浓度 四、(4)处理工艺 4.1工艺流程图 生物过滤+化学氧化(等离子体或UV光解) 4.2流程说明 输送入一体化生物过滤池进行一级处理,在附着于生物填料上的甲苯等降解菌作用下,污染物被降解,随后进入低温等离子体装置进行二级净化,实现进一步的污染物质的去除和除臭。净化废气通过引风机至排气筒,实现气体达标排放。少量废液汇入水帘喷涂循环系统。 4.3生物过滤原理 一体化生物过滤池由池体、生物过滤床、营养液循环喷淋系统、参数控制系统等组成,其原理是通过附着在反应器内填料上的微生物,在新陈代谢过程中,将废气中的污染物降解为简单的无机物和微生物细胞质的过程,其中,挥发性有机污染物分解为CO2、H2O以及其他简单的无机物,代谢产物和老化的生物膜可被循环液及时转移,适合于处理低浓度大气量的废气。 其反应式为: 与其他传统工艺相比,生物过滤工艺具有运行费用低、无二次污染、设备简单、维护方便、运行稳定可靠高效、环境友好等特点,特别是对非水溶性可生物降解污染物效果良好。各工艺运行费用比较见图3-2。 生物过滤装置采用玻璃钢制作。内置废气处理专用填料,空隙大,单位体积生物量高,压降低,不易堵塞,且耐老化、堆积重度小。 高效净化专用菌种通过投加和现场扩培方式接种,在开工后24d内迅速启动并进入正常运行。 4.4低温等离子体净化原理 低温等离子体降解主要包括2个部分: 1气体离子间的再结合过程; 2同气体分子的反应。一般气体放电等离子体可分为辉光放电、电晕放电、射频放电和微波放电,而用于处理挥发性有机物的主要是电晕放电,其降解的主要机理如下:在外加电场的作用下,电极空间里的电子获得能量开始加速运动。电子在运动过程中和气体分子发生碰撞,结果使得气体分子电离、激发或吸附电子成负离子,电子在碰撞过程中,会出现3种情况,一种是电离中性气体分子产生离子和衍生电子,衍生电子又加入到电离电子的行列维持放电的继续;第二种是与电子亲和力高的分子如O2、H2O等碰撞,被这些分子吸收形成负离子;第3种是和一些气体分子碰撞使其激发,激发态的分子极不稳定,很快回到基态辐射出光子,具有足够能量的光子照射到电晕极上有可能导致光电离而产生光电子,光电子有利于放电的维持。经过电子碰撞过后的气体分子,形成了具有高活性的粒子,这些活性粒子就对VOCs分子进行氧化、降解反应,从而最终将有毒有害污染物转化为CO2、H2O等无毒无害物质。 采用脉冲高压高频等离子体电源和齿板放电装置,使其产生高强度、高浓度、高电能的活性自由基,在毫秒级的时间内,瞬间对有害废气分子进行氧化还原反应,将废气中的大部分污染物降解成二氧化碳和水及易处理的物质。 利用催化氧化剂的强氧化性和高吸附性,持续地对等离子体未处理尽的污染物和生成的物质进行催化氧化反应,使有害废气经多级净化后最终达标排放。 新颖的结构设计将低温等离子体的发生装置和催化氧化装置有机地结合在同一净化设备内,最大限度地发挥了复合净化地效能,使之满足占地小,重量轻,能耗少,效率高地设计要求。? 低温等离子体降解主要包括2个部分:1气体离子间的再结合过程;2同气体分子的反应。一般气体放电等离子体可分为辉光放电、电晕放电、射频放电和微波放电,而用于处理挥发性有机物的主要是电晕放电,其降解的主要机理如下:在外加电场的作用下,电极空间里的电子获得能量开始加速运动。电子在运动过程中和气体分子发生碰撞,结果使得气体分子电离、激发或吸附电子成负离子,电子在碰撞过程中,会出现3种情况,一种是电离中性气体分子产生离子和衍生电子,衍生电子又加入到电离电子的行列维持放电的继续;第二种是与电子亲和力高的分子如O2、H2O等碰撞,被这些分子吸收形成负离子;第3种是和一些气体分子碰撞使其激发,激发态的分子极不稳定,很快回到基态辐射出光子,具有足够能量的光子照射到电晕极上有可能导致光电离而产生光电子,光电子有利于放电的维持。经过电子碰撞过后的气体分子,形成了具有高活性的粒子,这些活性粒子就对VOCs分子进行氧化、降解反应,从而最终将有毒有害污染物转化为CO2、H2O等无毒无害物质。五、(5)单元技术参数 设计参数5.1一体式生物箱本装置采用玻璃钢材质的一体化生物过滤装置,单套外形尺寸1200030003000mm,采用玻璃钢材质制作,可耐酸碱和有机溶剂腐蚀处理气量5000m3/h。 生物填料系自主开发,使用寿命10年以上。填料空隙率90%,比表面积380m2/m3,堆积重度100kg/m3(运行时300400kg/m3),工作压降250Pa/m,即具有比表面积大、压降小、免维护等特点。填料总体积42m3,填料高度1.7m.。 床层上方设置喷淋,既供应微生物需要的营养物质,又可使代谢产物及时转移。 生物箱出口设置除水雾结构,减少外排废气带水。 循环水泵流量20m3/h,扬程大于18m,功率4kW,共三台,二用一备。 增加营养液添加系统,设置溶药罐1只,规格方形0.8m0.81.0m,加盖,PVC材质,配加药泵1台(流量100160L/h)。 5.2等离子有机废气净化器 离子有机废气净化器,单套外形尺寸23105301250mm,处理风量:6000m3/h 进出口尺寸:高:760mm 宽:320mm 功率:0.5KW 重量:170KG 5.3引风机 建议风机选用TF151B型,流量5000m3/h,全压大于1500Pa,功率约4kW,玻璃钢材质制作 5.4排气筒 新建15米高度排气筒六、电气仪表 6.1设计范围 本工程电气设计范围为废气处理系统内全部供配电,具体包括:380/220V低压配电间及配电系统、所有用电设备的供电及控制、新构筑物照明及接地控制。 与厂区供电部门的界面:以总控制柜的进线电缆为界,电缆头以前部分属厂区供电部门负责,电缆头以后部分属设计范围。 6.2新增装机容量 本工程使用电源电压均为380/220V。装机容量汇总见表6-1。 表5-1 工程装机容量汇总一览表序号名称电机功率(kW)数量(台)工作时间(h/d)容量(kW)装机使用装机使用1引风机41120442循环水泵432201283等离子有机废气净化器0.511200.50.5小计16.512.5 由表6-1可知,增加电耗12.5200.8200kWh/d。3.0m,采用玻璃钢材质制作,可耐酸碱和有机溶剂腐蚀。空床停留时间15203020s。空床停留时间30s填料采用波浪形空心多面球塑料填料,经设计单位2年多时间使用,不堵塞,生物量大。填料空隙率90%,比表面积380m2/m3,堆积重度100kg/m3(挂膜后300400kg/m3),工作压降250Pa/m,即床层上方使用喷淋,既供应微生物需要的营养物质,又可使增加营养液添加系统,设置溶药罐1只,规格1台(流量100160L/h)。循环泵 循环泵流量20m3/h,扬程大于18m,功率约3kW,三台,二用一备)营养供给 增加营养液添加系统,设置溶药罐1只,规格.8mPVC材质,配加药泵1台(流量100160L/h)。(5)循环泵循环泵流量20m3/h,扬程大于18m,功率约3kW,三台,二用一备建议风机选用3/h,全压大于1500Pa,功率约4kW,玻璃钢材质制作。四、二七、二期车间废气处理主要设备 装置主要设备包括生物滴滤池、循环泵、营养液罐、填料、风机等设备。 表7-1二期主要设备序号设备材料名称单位数量主要技术要求产地一引风机与管路系统1风机台1FRP(耐腐蚀)国产2风管套1FRP(耐腐蚀)国产二生物滴滤池1主体设备套1FRP(耐腐蚀)国产2生物填料套1国产3循环泵台3耐腐耐磨国产44计量泵营养液罐台套11耐腐耐磨带搅拌机国产国产4营养液罐套1带搅拌机国产5除雾装置套1FRP(耐腐蚀)国产6喷淋装置套1FRP(耐腐蚀)国产三等离子体净化装置套1FRP(耐腐蚀)国产 其它如电气设备、设备支架、循环液贮罐等作相应配套。五八、投资估算系统工程投资投资预算 工程投资预算估算见表8-1,223。表8-12 二期设备价格序号设 备 名 称数量规格或型号单价万元总价万元备注1生物滴滤池1座8123.03.0m16.001624.00FRP,包括人孔、法兰等2生物填料28m3ZJUT-20.287.84PP3营养液罐1只0.8m0.81.0m0.600.60PVC,含盖板4防爆配电箱1只露天安装2.22.2电气ABB控开施耐德5循环泵3台建设单位购置6计量泵1台100160L/h建设单位购置7风管1套建设单位购置8阀门、管件1套建设单位购置9除雾装置小计1套26.64建设单位购置10喷淋装置1套建设单位购置11风机1台TB151B建设单位购置12等离子体净化装置1套23105301250mm建设单位购置小计26.64表3 8-