对氯苯酚系列产品项目环保措施及经济技术论证

对氯苯酚系列产品项目环保措施及经济技术论证
alexa1 大气污染防治措施
本项目分别建设氯代苯酚、溶剂黄114、2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶、联苯二氯苄四套生产工艺,各工艺、库房、公用工程和环保工程均产生大气污染物。
衡茶吉铁路1.1工艺废气
本项目工艺产生废气主要为HCl废气,有机废气,本项目涉及产品较多,废气品类也较多,为简洁起见,本处只分类别列出污染物产生及处理情况,不将废气品类重复列出,具体废气品类可参见第二章各产品工程分析。根据各产品工程分析,本工程设计各车间废气环保治理措施具体如下:
1. 氯代苯酚车间氯化尾气G1-1、嘧啶车间HCl废气G3-1、联苯二氯苄HCl 废气
(1)氯代苯酚车间氯化尾气
氯化尾气主要包括HCl、Cl2、酚类,氯化尾气经冷凝器冷凝+活性炭过滤棉处理,过滤掉大部分苯酚,再经浓硫酸三级干燥后压缩进入HCl气体罐,其中26.7%用于2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和联苯二氯苄的生产,剩余气体经三级降膜吸收器+二级碱吸收净化后25m高排气筒排放。
①降膜吸收
降膜吸收主要吸附HCl气体,气态氯化氢极易溶于水,在20°C,0.1MPa情况下,1体积水能溶解442体积的氯化氢气体,在标准状态下,1升水可吸收525.2升的氯化氢气体,单氯化氢在水中的溶解度受温度影响很大,通常情况下,气态氯化氢在水中的溶解度是随温度升高而逐渐下降的。用水吸收氯化氢气体是一个大量放热的过程,1克分子氯化氢溶解于水时产生的5.375千卡的热量。因此,氯化氢吸收过程中,吸收液的温度将升高,为了提高吸收效率,需要冷却方式移去溶解产生的热。
降膜吸收器是使沿竖直管(或板)壁呈膜状流动的液体与管中心(或板附近)流动的气体接触的吸收设备,为增加气液接触面,可做成列管式或板状填料式,且液膜可用间壁冷却,带走吸收产生的溶解热,因此适宜于热效应高的气体吸收过
程。降膜吸收器的优点是压降小,气体负荷大,气相与液相的返混小。
采用三级降膜吸收,吸收液的使用可从末级向首级增补的方法,既可以保证气体的吸收率,气体排放浓度的达标,又可以保证吸收液-盐酸达到外售要求。
②碱吸收塔
碱吸收塔为外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部
件组成,塔外壳多采用金属材料。填料是填料塔的核心,它提供了塔内气液两相的接触面,填料与塔的结构决定了塔的性能。
填料必须具备较大的比表面,有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程,多用于气体的净化。本项目碱吸收塔填料为鲍尔环,塔高10m,分二级喷淋吸收氯化尾气中的HCl和Cl2。
江西教育学院学报本项目氯化尾气经三级降膜吸收+二级碱吸收塔处理,HCl的综合净化效率>99.975%,Cl2净化效率>99.8%。经处理后HCl排放浓度为66mg/m3,排放速率为0.66kg/h,Cl2排放浓度为1.1mg/m3,排放速率为0.11kg/h,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中二级标准限值要求(氯化氢浓度100mg/m3、速率0.91kg/h;浓度65mg/m3、速率0.52kg/h)
(2)嘧啶车间HCl废气G3-1、联苯二氯苄HCl废气
力元新材由于嘧啶和联苯二氯苄工艺产生的HCl量相对少,只考虑采用水吸收的方式去除HCl气体,本项目采用水冲泵设备进行吸附处理。
水喷射泵工作原理:具有一定压力的工作介质水,通过喷嘴向吸入室高速喷出,将水的压力能变为动能,形成高速射流;吸入室中的气体被高速射流强制携带与之混合,形成气液混合流,进入扩压器,
从而使吸入室压力降低,形成真空,在扩压器的扩张段内,混合射流的动能转变为压力能,速度降低压力升高,气体被进一步压缩,与水一起排出泵外,在水箱中气水分离,气体释放入大气,水由水泵循环再利用,周而复始达到抽真空的目的。
图1-1 水冲泵设备示意图
王华滔利用水冲泵吸附HCl气体的效率为99.5%,处理后嘧啶车间HCl废气排放量为0.76 kg/h,排放浓度为76mg/m3,联苯二氯苄HCl废气排放量0.059 kg/h,排放浓度为29.5mg/m3。满足《大气污染物综合排
内肋管
放标准》(GB16297-1996)表2中二级标准限值要求(氯化氢浓度100mg/m3、速率0.91kg/h;浓度65mg/m3、速率0.52kg/h)。
2、有机废气
本项目各工艺产生的有机废气与污水处理站吹脱有机废气均进入回转窑焚烧炉进行焚烧处置,焚烧处理效率按99%计算,焚烧炉烟囱排放的TVOC为0.64kg/h,排放浓度32 mg/m3,甲苯为0.47 kg/h,排放浓度23.5mg/m3,酚类0.51kg/h满足,排放浓度25.5mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中二级标准限值和《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014)(天津地方标准)中“医药制造业”有关VOC S的排放标准。
1.2 焚烧炉废气
本项目个工艺产生的有机废气、污水处理站吹脱的废气和含有机物的固废均进入回转窑焚烧炉焚烧处置。焚烧炉焚烧炉烟气经旋风除尘,碱喷淋脱硫,SNCR 脱硝处理后经35m高排气筒排放。
(1)烟尘
旋风除尘器是工业中应用较广泛的除尘设备之一,特别是应用于小型锅炉和多级除尘的预除尘。它利用旋转气流对粉尘产生的离心力使粉尘从气流中分离出来,与单纯利用重力的沉降室比较,旋风除尘
器中作用于粉尘上的离心力要比重力大5~2500倍。在惯性除尘器中,气流只是简单地改变其原始的气流方向,而在旋风除尘器中气流要完成一系列的旋转运动,因而所造成的离心力作用也较大。因此,旋风除尘器的除尘效率比常规惯性除尘设备的都要高,所能分离下来的粉尘粒径也小,在处理相同风量时,占地面积小,设备结构比较紧凑。
一般旋风除尘器结构简单,器身无运动部件,不需特殊的附属设备,占地制造、安装投资较少。其操作简单维护简便,压力损失中等,动力消耗不大,运转维护费用较低。旋风除尘器操作弹性大,性能稳定,不受含尘气体浓度、温度的限制。对于粉尘的物理性质无特殊要求,同时可根据生产的不同要求选用不同材料制作或内衬不同的耐磨、耐热材料,以提高使用寿命
综合考虑,本项目焚烧炉烟气除尘拟采用旋风除尘器,同时后续湿法脱硫设备亦有一定的除尘效果,综合除尘效率≥90%。
(2)酸性气体
本项目焚烧炉废气中酸性气体主要是二氧化硫和氯化氢,拟选用湿式净化法碱洗塔对酸性气体进行净化,采用碱喷淋塔+碱吸收塔二级处理(碱液选择30%NaOH溶液),SO2净化效率保守按80%考虑,HCl的净化效率按90%考虑,且碱洗塔对烟尘也有一定的净化效率。
湿式洗气法:焚烧尾气处理系统中最常用的湿式洗气塔是对流操作的填料吸收塔,尾气与向下流动的碱性溶液不断地在填料空隙及表面接触、反应,使尾气中的污染气体被有效吸收。常用的吸收药剂(碱剂)主要有NaOH溶液(15%-20%,质量分数)或Ca(OH)2溶液10%-30%,质量分数)。洗气塔的碱性洗涤溶液采用循环使用方式,当循环溶液的pH值或盐度超过一定标准时,排泄部分补充新鲜的NaOH溶液,以维持一定的酸性气体去除效率。湿式洗气塔的最大优点为酸性气体的去除效率高,对SOx去除率为90%以上,并附带有去除高挥发性重金属物质的潜力。
(3)氮氧化物
本项目进入危险废物焚烧炉的物质中,不含有氯元素,故烟气中的氮氧化物主要
是鼓风空气中带入的氮气燃烧产生的热力型NOx。本项目焚烧炉烟气氮氧化物拟采用选择性非催化还原法(SNCR)处理。选择性非催化还原是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口(900-1100℃)”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内素作为还原剂还原NOx 。还原剂只和烟气中的NOx反应,一般不与氧反应,该技术不采用催化剂,所以这种方法被称为选择性非催化原法(SNCR)。由于该工艺不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850℃~1100℃的区域,与烟气中的NOx反应生成N2和水。
采用尿素作为还原剂,在温度为900℃~1100℃的范围内,还原NOx的化学反应方程式主要为:
2NO2+H2O→HNO2+HNO3
2HNO3→2HNO2+O2
2HNO2+NH2CONH2→2N2+CO2+3H2O
综上所述,本项目焚烧炉烟气采用高温旋风除尘器+SNCR+余热锅炉+半干式急冷吸收+引风机+碱喷淋塔+碱吸收塔净化后经35m高排气筒排放,SO2净化效率≥80%,烟尘净化效率≥90%,脱硝效率≥60%,HCl净化效率≥95%。经上述烟气处理设施处理后SO2排放浓度为125 mg/m3,NOx排放浓175.8 mg/m3,CO 排放浓度50mg/m3,HCl排放浓度22.5mg/m3,烟尘的排放浓度为6.9 mg/m3。各污染物排放浓度满足《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)表3中大气污染排放限值要求(烟尘排放浓度100mg/m3,NOx排放浓度500mg/m3、SO2排放浓度400mg/m3、CO排放浓度100mg/m3,HCl排放浓度500mg/m3),措施可行。
(4)二噁英
经过初步降温后的焚烧炉烟气中所含污染物,需经过严格的烟气净化使污染物浓度达标后才能排放。由于烟气的温度在600℃,在进入烟气净化系统之前,需进行烟气的冷却。本系统中烟气冷却的设计思路是:在保证烟气冷却基本要求的前提下,抑制二噁英的再生,采用急冷及半干除酸设施,在1秒
内将烟气从600℃降至200℃以内,防止二噁英产生,同时去除烟气中的酸性气体,急冷介质采用碱液,通过泵加压后,采用双流体雾化器将急冷介质的输送至塔内,与烟

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