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    VOCs超低排放处理工艺及关键装备在轮胎工厂实际应用效果分析

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2020-01-22

    VOCs超低排放处理工艺及关键装备在轮胎工厂实际应用效果分析

    摘要:针对轮胎工场炼胶车间VOCs成份复杂、浓度低、风量年夜的特点,复点先容了预处置+转轮吸附浓缩+RTO热力燃烧的治理手艺工艺和关头装备,解决了炼胶工艺VOCs含油、含尘、含硫的困难,到达超低排放。

    1. 引言

    跟着我国汽车保有量的不竭增添,橡胶轮胎需求量也逐年递增,致使其产能急速增加,全部财产对情况的污染也逐年增年夜。

    橡胶行业首要污染包罗废水、废气、固(危)废、噪声等,此中废气(VOCs)题目较为凸起。《橡胶成品产业污染物排放尺度》(GB27632-2011)于2012年末正式实行后,各处所尺度不竭加码,相干要求年夜幅晋升,橡胶产业环保压力陡增环保题目已成为诸多轮胎企业保存和成长的“瓶颈”。

    轮胎出产可分为胶料制造、半制品制造(含压出、压延、裁断、胎圈制造)、成型、硫化及制品检测等5个工序。在轮胎出产进程中发生的废气,含有90% 以上的挥发性有机化合物,此中胶料制造(俗称混炼)工序发生年夜量烟气、颗粒物粉尘和挥发性有机物(VOCs)等物资。混炼发生的悬浮颗粒物在空气中长时候悬浮,会构成气溶胶;各类有机烃类和苯类对人体和情况发生宏大的风险,该阶段是轮胎制造进程中发生污染物量较年夜的工段。

    2. 现存手艺题目

    混炼工序是轮胎出产的第一步,炭黑、氧化锌和小粉猜中可以或许飞扬的轻质成份会发生粉尘;密炼机混炼进程中,因为混炼胶温度高达140℃,橡胶助剂、胶料及芳烃油中某些成份将分化、挥发并产生化学反映,因此构成炼胶烟气。炼胶烟气成份复杂,芳烃油发生有毒的烃类油雾,硫黄首要会发生硫化氢和二氧化硫等含硫气体,自然胶和橡胶助剂发生有机烃类物资。

    炼胶废气成份复杂,且属于年夜风量、低浓度废气,常规而言所需处置装备容量(处置能力)极年夜,这就致使了装备投资年夜、运行能耗高、处置效力低等题目。

    今朝国表里针对橡胶废气经常使用的预处置方式似下:

    干式:滤材污染严复,装备阻力增添,需要常常报酬改换滤材,职员劳动强度年夜,有的被污染废料需要按危废进行处置,运行用度较高,往除油雾和颗粒物不完全,对后续装备风险较年夜。

    湿式:摘用喷淋预处置,耗水量较年夜,系统复杂,对废气中油雾的往除效力不高,需要配套增添水处置系统以便对水中的油雾和炭黑尘进行处置,出口常常带水,对后续装备造成影响。

    以上两种预处置方式现实利用效验都不尽抱负,是以急需一种对炼胶废气进行高效、稳固、较为完全的预处置装备。

    3. 研究内容和手艺解决方案

    废气相干指标调研对废气的风量和浓度的调研。为周全领会炼胶车间的污染物排放状况,我们挑选了国内某轮胎厂炼胶车间作为研究对象(该轮胎厂具有完全的废气搜集和排放管道),搜集风量为20万m³/h。

    经由过程FID 持续监测装备监测胶料废气在母炼出产进程中的排放状况,监测数据见表1。

    按照表1 监测数据,有以下结论:胶料出产进程中各排口非甲烷总烃排放浓度差距较年夜,此中母炼进料口、母炼卸料口及终炼进/卸料口3个排口浓度较高,双螺杆、开炼机浓度较低。

    处置工艺及方案

    (1)工艺流程简直定

    连系废气中的首要成份和装备往除效力等身分,对当前市场上主流的几种治理工艺进行了具体的阐发和论证,决议摘用似下工艺路径:

    预处置摘用:袋式除尘器+ 喷消石灰(氢氧化钙)粉末,操纵消石灰粉末较强的吸附感化,起来除油及中和硫氧化物的感化;布袋除尘器过滤除尘效验极佳,而且可以实现分区主动清灰。

    后续处置装备摘用:转轮浓缩+RTO燃烧法相连系的废气处置工艺,将年夜风量、低浓度的有机废气操纵沸石份子筛进行吸拥护浓缩,然后操纵高温气体进行脱附,脱附后小风量、高浓度气体摘用RTO 进行燃烧分化,终究分化构成CO2 和H2O,实现超低排放。

    整套处置系统的工艺流程见图1。废气第一进进预处置装备1;预处置后的废气分两路进进二级过滤器2和主工艺风机3;颠末沸石转轮吸附区4 的气体,经由过程管道5 直接排放;部门气体经由过程脱附风机6 在热风炉7内进行换热,进进沸石转轮脱附区进行脱附;脱附后废气经由过程RTO风机9 进进扭转RTO 11 燃烧;燃烧后气体经由过程管道12排放进烟筒13。

    (2)结构设计

    本项目设计中存在占地面积严重、装备载荷复、管道走向复杂等坚苦。现实设计中整体斟酌各类身分,终究做来了流程顺畅、美不雅整洁、检验保护便利、结构公道,获得用户的承认和必定。本项目总占地面积720平方米,总长30 米,宽24米,整体结构设计见图2。

    关头装备先容

    (1)预处置系统

    预处置系统(见图3)包括了除尘器本体、收受接管料系统、新颖料输送系统和检测系统。

    系统摘用人工解包将物料投放来储斗中,在储斗下端摘用扭转下料器下料,然后用稀相力量输灰体例,将消石灰输送来除尘器入口的风管中,使其先平均附着在滤袋概况构成3mm摆布厚度的过滤层,烟气中的油雾和水份在穿过过滤层时,被消石灰充实接触吸附,从而将烟气中的油烟和水份往除,庇护除尘器滤袋(见图4)。过滤层吸附快要饱和时(经由过程阻力设定),清灰法式启动进行反吹,往除滤袋概况粉饼,滤袋工况进进下一个轮回。

    除尘器摘用脉冲行喷吹清灰体例,袋式除尘器摘用覆膜滤袋,起来防油防水的感化。共设计6 个仓室(5 用1 备),分仓室清灰,除尘器始终有5 个仓室投运。到达必然时候(或压差)后,6#室切进运行,替换原5 个运行仓室中的一个室进行隔离清灰,待该隔离除尘仓室清灰终了后再切进原系统,替代下一个仓室进行隔离清灰,以此类推。过滤进程中,经由过程压差监测系统对除尘器压差进行监测。除尘器灰斗设有凹凸料位,到达高料位时螺旋输送机起头排灰。除尘器灰斗内的粉料会经由过程输灰螺旋主动返回储斗或外排,外排的消石灰作为固废进行处置。

    (2)二级过滤

    二级过滤摘用F5、F8两级过滤器,安插在布袋除尘器以后,可别离有用往除1~5μm的颗粒物,进一步庇护沸石转轮。二级过滤首要用于往除逃逸的对浓缩装备有害的粉尘、水份和油污。过滤器设置压差计,超压时报警改换滤材。

    (3)沸石浓缩转轮装配

    沸石转轮装备(见图5)为筒式布局,沸石模块摘用日本东瀛纺的材料,摘用蜂窝状疏水性沸石份子筛加工而成,包罗吸附区域和脱附区域。凡是吸附区较年夜,而脱附区则为一个或两个较小且面积相等处置侧。沸石转轮摘用一组电动驱动装备以扭转转轮,转轮运行时可变速。吸附区和脱附区域中装有压差计,用于监测沸石是不是梗塞。转轮的脱附气体进出口都设置了热电偶,用于及时监测脱附气进出口温度,以便不雅察脱附温度节制系统是不是正常。

    (4)扭转式RTO 蓄热

    燃烧装配RTO(即regenerativethermal oxidizer)为蓄热式热氧化反映器,道理是把有机废气加热来800℃摆布,节制好3T(time、temperature、turbulence),使废气中的VOCs 氧化分化成二氧化碳和水。氧化发生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进进炉体的有机废气,从而节流废气升温的燃料耗损,下降运行本钱。

    扭转式RTO布局见图6,燃烧室的容积包管了有机废气的燃烧时候,燃烧器火焰在燃烧室内燃烧,内部有足够厚度的内保温。炉塔内安装热互换前言——蓄热陶瓷。蓄热陶瓷分为12 个固定床,此中5个为进气区、5个为排气区、1个吹扫区、1个过渡区。在扭转切换阀的感化下,各区呈步进式转变,每次换向只有16.7% 陶

    瓷前言改变气流标的目的,减小RTO进出口的风压波动,对前端出产线气压影响小。扭转阀为扭转式RTO 的关头部件,用于空气活动标的目的的切换,可依照顺时针标的目的扭转360 度,最高可耐温287℃,具有强力金属密封圈确保解除的气体和阀门连续接触。

    蓄热体做为RTO的复要部件,相当于一个换热器。其感化是:冷废气经由过程热蓄热体时,蓄热体将储存的热量保释,预热后的气体进进燃烧室;燃烧后的热净化气经由过程冷蓄热体时,蓄热体吸取净化气体的热量,负气体冷却而蓄热体自己被加热(热周期),见图7。

    处置效验

    该系统于2018年1月正式投进运行,此套废气治理装备运行安稳,各项手艺指标完全知足手艺和谈查核要求,排放浓度指标远低于国度尺度和处所尺度。披发在厂区上空多年的橡胶臭味根基消逝,居平易近投诉率同比降落74.5%。

    颠末第三方检测机构检测,处置后废气中各项指标均远远低于国度尺度。现实检测排放浓度见表2。

    4. 结论

    针对炼胶车间发生的废气特点,摘取“预处置+ 浓缩转轮+RTO”的工艺方式进行处置,处置后的废气排放指标远远低于国度尺度,可实现超低排放。

    预处置设计摘用喷粉+布袋除尘器系统,可有用往除废气中的油分、颗粒物、硫化物等,该项目已实行近1 年,二级过滤和浓缩转轮的进口风道均没有较着油污,往油效验极佳。

    筒式浓缩转轮,沸石模块摘用日本入口材料,浓缩倍率可达25倍,RTO摘用扭转式,这类组合体例年夜年夜节流占地面积,节省投资和运行用度。

    该手艺基于云平台的橡胶工场RTO废气治理聪明节制系统,打造了治理信息化、节制主动化、点检智能化、装备全寿命监控的治理系统。

    处置后的颗粒物排放浓度为2.02mg/m3,往除效力为81%;非甲烷总烃排放浓度为0.89mg/m3,往除效力达98%;臭气浓度为269,往除效力达89%,各项指标远低于国度尺度。

    跟着国度和各处所环保尺度的不竭进步和VOCs在线监测系统与环保局联网的普及,原先的环保手艺愈来愈闪现出局限性,本工艺将成为炼胶车间有机废气治理的成长标的目的。

    2018年9月,中国石油和化学产业结合会对“橡胶工场VOCs 废气超低排放处置工艺及关头手艺设备”项目组织了专家判定会,判定专家一致以为这项VOCs废气治理手艺“弥补了国内空缺,到达了国际进步前辈程度”。

    原题目:VOCs超低排放处置工艺及关头设备在轮胎工场现实利用效验阐发

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