低溫甲醇洗廢氣VOCs治理技術
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公司新聞

低溫甲醇洗廢氣VOCs治理技術


一、低溫甲醇洗廢氣VOCs治理技術路線

1、治理技術路線選擇

低溫甲醇洗是一種氣體淨化技術,廣泛應用於石油化工、煤化工和化肥行業。煤製氣低溫甲醇洗裝置廢氣中氮氣7%、二氧化碳87%,水蒸氣1.5%,其餘主要包含C2H4、C2H6、C3H6和C3H8等有機碳氫化合物以及少量甲醇、H2S 等,NMHC濃度達17g/Nm³(詳見表1)。按照GB17531《石油化學工業汙染物排放標準》要求,2017年7月1日起,煤製氣企業排放的廢氣,有機廢氣去除率≥95%,在若幹環境承載能力弱的區域執行大氣汙染物特別排放標準,有機廢氣去除率≥97%。因此,低溫甲醇洗裝置廢氣處理技術也提上議程。

低溫甲醇洗廢氣治理工藝路線如下圖所示:由於低溫甲醇洗廢氣中幾乎不含氧氣,進入旋轉RTO之前預先混入定量空氣或氧氣,混後廢氣在蓄熱室內預熱到760℃以上,在氧化室中充分湍流,停留時間≥1.0s,廢氣氧化分解效率達到99 .5%以上,可燃組分及VOCs充分氧化後產生1000℃左右的高溫煙氣;高溫煙氣一部分進入蓄熱室為蓄熱陶瓷升溫,其餘進入蒸汽鍋爐生產飽和蒸汽,進行一次餘熱回收;RTO排氣與蒸汽鍋爐煙氣混合後溫度在仍100℃以上,設置省煤器預熱鍋爐供水,二次餘熱回收。該工藝路線既解決了VOCs汙染的問題,且可產生大量飽和蒸汽,經濟效益可觀。


1、 治理設備的選擇

1)工藝特點

a)        低溫甲醇洗廢氣中幾乎不含氧氣,需要預混入空氣或氧氣作為氧源:

b)        廢氣中含極少量H2S,進入RTO之前,混入調和循環風,保證RTO出口溫度在酸露點以上,降低硫酸腐蝕風險;或過流部件采用耐硫ND鋼生產;

c)        基於補氧和酸露點的問題,低溫甲醇洗廢氣進入RTO之前需混入補氧空氣及調溫循環風,進RTO混合氣中VOCs及可燃組分濃度高達20g/Nm³(未混合前廢氣濃度達37 g/Nm³),有大量餘熱可回收,可用來生產蒸汽。

2)焚燒設備選擇;

VOCs末端焚燒技術以RCO、RTO為主,由於低溫甲醇洗廢氣濃度高,容易引起RCO催化劑超溫燒毀,且廢氣中有含硫組分,可造成RCO催化劑中毒,再加上大風量RCO投資成本高,催化劑壽命一般隻有2年小時,更換成本過高。因此,RTO無疑是低溫甲醇洗廢氣末端焚燒設備的最佳選擇。

RTO在工業中應用已有近40年,其最早應用於20世紀70年代加利福尼亞某個金屬成品廠的卷材連續塗覆線的VOCs 廢氣處理過程。經過近 40年的技術演變和革新,RTO 廢氣淨化效率和熱回收效率得到大幅度提升,其在全世界工業 VOCs 廢氣處理領域已經十分普及,國內塗料生產、塗裝及烘房、印刷、醫藥化工、農藥等行業已有大量成熟應用。目前,市場上最典型的RTO三(多)塔式和旋轉式為主,旋轉式RTO作為第三代的RTO優勢更明顯。

一、低溫甲醇洗廢氣VOCs治理案例

1、案例介紹

煤製氣低溫甲醇洗裝置廢氣量為11.5萬Nm³/h,各組分比列見表1,考慮到RTO的淨化效率及爐體安全,綜合計算後將混後風量控製在22萬Nm³/h,詳見表2低溫甲醇洗尾氣處理配風方案表。

綜合分析表2和表3,進RTO總風量為22萬Nm3/h,選擇8萬Nm3/h旋轉RTO三台,RTO自維持需要的熱量為360萬kcal/h,可燃組分可提供的熱量為(11.5*4.0%*9883)-360=4008萬kcal/h,可生產飽和蒸汽50t/h。

2、設備一覽表


3、能耗計算

1)        選取80000Nm3/h的旋轉RTO,單台設備自維持行的熱量為120萬kcal/h,3台需要360萬kcal/h;

2)        可燃組分共計為4600Nm³/h(4%),熱值9883kcal/Nm³,可提供熱量4546萬kcal/h,餘熱回收量為(4546-360)*0.8=3349萬kcal/h;

3)        2.5MPa飽和蒸汽(225℃)的焓值為665kcal/kg,可提供的蒸汽量為50t/h,蒸汽120元/噸,可產生經濟效益0.6萬元/h;

4)        每年操作時間7200h,可產生經濟效益4320萬元/年

5)        操作時間300天,每天操作時間24h。

4、排放治理目標:

參考GB17531-2015《石油化學工業汙染物排放標準》的要求,煤製氣企業排放廢氣,有機廢氣去除率≥95%,在若幹環境承載能力弱的區域執行大氣汙染物特別排放標準,有機廢氣去除率≥97%。

旋轉RTO對有機廢氣去除效率≥99.5%,高於大氣汙染物特別排放標準2.5個百分點,運行可靠穩定,設備性能極佳。

一、投資估算與回收期

能耗計算中,年運行費用按照390萬元/年,生產蒸汽年產生效益4320萬元,設備總投資2530萬元,投資回收期為2530/(4320-390)=8個月

四、社會效益

利用旋轉式RTO低溫甲醇洗裝置廢氣可以達到以下效果:

a)        VOCs淨化效率≥99.5%,排放濃度≤88 mg/m3,優於國家標準;

b)        本工藝不會產生廢水、固廢等二次汙染;

c)        本技術路線經濟效益極佳,投資回收期8個月。








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