环保行业有机废气治理设计方案

　　环保行业有机废气治理设计方案***********有限公司成立于****年，是国家级高新技术企业。主要致力于给水净化、工业水处理、

　　、有机废气活性炭吸附设备、有机废气催化燃烧设备、有机废气吸附催化一体化设备、CO氧化炉、RCO催化炉、VOC-ZLXF转轮吸附-CO、涂装专用设备、余热回收回用节能设备及燃油（气）热风炉。

　　我公司在产品生产研发上有着一整套严格的质量保证体系，1998年即已通过ISO9001国际质量体系认证，并具有自主研发的专利二十多项。我们的产品广泛应用于化工、医药、电力、石油石化、军工、冶金、电子、汽车、食品、建筑、能源等行业。由于我公司产品技术先进、性能优异，多个产品先后被国家经贸委列为国家新产品科技项目，公司的水处理产品还获得了国家科技进步二等奖。现已成为业内最主要的环保产品供应商之一。

　　我公司是国家、天津市政府重点扶持的环保企业之一，2012年12月获得天津市科技小巨人成长计划项目，2013年8月获得天津市科技型中小企业技术创新基金支持，同年10月还获得了国家科技型中小企业技术创新基金支持，并在12月获得了国家高新企业认定，且已在2014年申请了天津市科技支撑计划项目。

　　历经近二十年的发展，******以科学化、人性化的管理，严谨务实的工作作风，锐意的进取精神，在瞬息万变、优胜劣汰的市场环境中迅速地成长起来，现正从国内知名的水质深度处理专家，向水环境、废气治理等环保领域综合服务商这一新目标迈进！我们的用户与产品遍及全国各地，产品出口到美国、乌兹别克、越南、蒙古国、阿联酋等国家，目前已经有数以千计的用户正感受着******环保技术所带来的优越与便捷的服务，在环保领域取得了不斐的业绩。不断创新的产品是我们发展的轨迹。

　　我公司具备完善的管理体制，始终本着“忠心于客户、忠实于科学、忠诚于信誉”的宗旨，以“科技领先、品质优秀、价格合理、售后服务优质”为生存发展之根本，建立了“与客户、与合作者、与员工、与社会共荣”的企业文化，以“用户的需求与满意度”为我们生存发展的原动力，品质是我们的自尊，质量和服务是我们的生命。

　　“产品质量零缺陷、售后服务零投诉”始终被******人视为每日工作的最终目标和企业的最高宗旨，******建立了一整套严格的售后服务体系，我们对所提供的产品进行完善的服务、技术支持和培训。对于产品的质量，******人只有一句话：“我们感到心里非常踏实。”

　　b)因甲方现场属于生产运行的涂料工厂，对设备管道等相关系统均需预制系统调试合格后一次性现场安装完成。一周内完成安装（5-7天）。

　　d)在线废气监测、运行状态显示位置含声光报警、风速风压(相关设备运行的监测数据需要传送至DCS系统，并提供远程查询的扩展功能)。

　　☆有机废气净化处理后，达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级排放标准；同时要达到《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》（DB31/881-2015）天津市地方标准。

　　a.当挥发性卤代烃回收净化设施的去除效率不低于90%时，等同于满足最高允许排放速率限值要求。

　　常见处理工艺比较：有机废气污染物种类繁多，特性各异，因此相应采用的治理方法也各不相同，常用的有：冷凝法、吸收法、吸附法、生物法、催化氧化法等；近年来由国外也发展出一些新的工艺技术：生物法、低温等离子法等，以下对各工艺作简要对比介绍。

　　是把废气直接导入冷凝器冷凝，冷凝液经分离可回收有价值的有机物。采用冷凝法要求废气中有机物浓度高,一般有机物浓度要达到几万甚至几十万ppm，对于低浓度有机废气此法不适用。

　　吸收法可分为化学吸收和物理吸收，大部分有机废气不宜采用化学吸收。物理吸收要求吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力，低挥发性，吸收液饱和后经解析或精馏后重新使用。本法适合于中高浓度的废气，但要选 择一种廉价高效的低挥发性吸收液也比较困难，同时二次污染问题较难解决，净化效果不理想。

　　有机废气通过活性炭的吸附，可达到90%～95%以上的净化率，设备简单、 投资小。该法可以采用水蒸汽等能对吸附饱和的活性炭进行再生，但运行费用相当高，适用于有回收价值的中高浓度 VOCs。

　　该法是基于成熟的生物处理污水技术上发展起来，具有能耗低、运行费用少的特点，在国外有一定规模的应用。其缺点在于污染物在传质和消解过 程中需要有足够的停留时间，从而增大了设备的占地，同时由于微生物具有 一定的耐冲击负荷限值，增加了整个处理系统在停启时的控制。该法目前在 国内污水站废气治理中有少量应用，对工业废气治理的应用很少。

　　该法是利用天然气或燃料油燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度825℃，滞留一定的时间(0.5～1秒)，使可燃的有害物质进行高温分解变为无害物质。本法的特点：工艺简单、去除率高，通过蓄热材料回收热量， 可以达到90～95%的热回收率，运行费用较少，尤其对于一些复杂组分处理效果较好。

　　根据我司长期治理废气的经验和贵公司提供的相关资料参数，此类有机废气为油漆工业废气，废气属于大风量、低浓度、低温度的有机混合气体，此类废气采用进口沸石转轮吸附浓缩净化处理，处理后的废气直接达标排放，同时，沸石吸附饱和后的区域再采用热空气脱附再生，脱附出来的高浓度有机废气进入CO催化式焚烧炉进行氧化燃烧处理，此废气处理方式既提高了净化效率，又节约天电的耗量，我公司采用世界上最新的技术“进口沸石转轮+CO蓄热式焚烧炉”，其优点为安全、可靠、处理效率高，同时，不会产生二次污染及其它处理方式如活性炭吸附装置易发生自燃现象，做到真正的节能、安全、环保。同时，转轮沸石通常情况下8～10年才需要更换，使用成本低，维护成本低。

　　本项目处理废气量大（处理废气量60000m3/h)，浓度不高（400mg/m3)、设计先采用1台沸石分子筛转轮对废气进行浓缩处理，浓缩比为1：12，吸附去除效率98%，吸附后的气体可直接达标排放。脱附后的高浓度气体采用CO（处理废气量5000m3/h）工艺进一步处理达标排放，利用CO炉高温烟气加热脱附气体至脱附温度，用于转轮脱附，以节省能耗。

　　⑴沸石分子筛转轮串联催化式氧化器(CO）所组成的高效率VOCs废气处理系统，先由沸石分子筛转轮自排入的废气中吸附VOCs污染物，使原本高浓度、低风量的废气，经由12倍浓缩倍率，转换成低风量、高浓度之废气，降低后端处理设备之成本。

　　⑵以沸石分子筛脱附出的高浓度废气进入温度为400℃的CO炉中，从而剖坏分解VOCs分子，VOCs在CO炉中的反应式如下：

　　氧化技术是工作可靠，技术成熟的工艺，且应用范围最广，其中蓄热式氧化技术在国内起步较晚，技术难度较高，但在发达国家推广多年，在国内已开始成为主流工艺。

　　工作原理：待处理的油漆有机混合废气经引风机作用，先经过预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分，否则直接吸附会堵塞沸石的微缩孔，从而影响吸附效果甚至失效。经过初步过滤后“相对纯净的有机废气”进入沸石转轮吸附装置进行吸附净化处理，有机物质被转轮沸石特有的作用力截留在其内部，洁净气体排出，经过一段时间吸附后，沸石转轮达到饱和状态，转轮按照一定的速度（每小时2-8转）自动转动进入冷却和高温脱附区域。

　　沸石转轮脱附出来的高浓度废气直接进入CO催化式焚烧炉进行焚烧净化处理，废气焚烧后的氧化室高温气体与脱附废气通过热交换器进行热交换，使脱附废气换热后温度控制在180-220℃左右进入转轮脱附区进行脱附，沸石中的有机物受到热空气加热后从沸石中挥发出来，此时、脱附出来的废气属于高浓度、小风量、高温度的有机废气直接进入CO焚烧炉氧化后释放出大量能量，有机物利用自身氧化燃烧释放出的热量维持自燃，如果脱附废气浓度足够高，CO正常使用需要很少的电功率甚至不需要电功率加热，做到真正的节能、环保，同时，整套装置安全、可靠、无任何二次污染。

　　（7）利用热交换将燃烧产生之热量用来预热脱附用气体，并提供废气于焚化炉燃烧前之预热，使系统达到节能功效。

　　沸石转轮利用沸石（Zeolite)分子筛为吸附材料，分子筛可吸附过滤比空气分子大的有机物，而空气直接通过。转轮分为吸附区、冷却区及脱附区，吸附区吸附废气中的有机物，净化的空气通过烟囱排放到大气中，而通过冷却区加热的废气经换热设备加热后再通过脱附区，带走分子筛中的有机物，此时的VOC浓度浓缩为原来的12倍，风量变为1/12。

　　CO（催化式氧化炉）的原理是具有燃烧性的废气在400℃充分发生热氧化反应，生成二氧化碳和水，热氧化产生的高温气体流经特制的板式换热器，用于预热后续进入的有机废气。

　　VOC-CO型有机气体催化净化装置，是利用催化剂使有害气体中的可燃组分在较低的温度下氧化分解的净化方法。对于CnHm和有机溶济蒸汽氧化分解生成并释放出热量。其反应方程式为：

　　废气源经阻火除尘器过滤后，进入热交换装置，和催化反应后的高温气体进行能量间接交换，此时废气源的温度得到第一次提升；具有一定温度的气体进入预热室，进行第二次的温度提升；进入第一级催化反应，此时有机废气在低温下部份分解，并释放出能量，对废气源进行直接加热，将气体温度提高到催化反应的最佳温度；经温度检测系统检测，温度符合催化反应的温度要求，进入催化反应室，有机气体提到彻底分解，同时释放出大量的热量；净化后的气体通过热交换器将热能转换给出冷气流，降温后气体由引风机排空。

　　该装置主体结构由净化装置主机、引风机、控制系统三大部分组成。其中净化装置包括：除尘阻火器、热交换器、预热器、催化燃烧室。

　　⑴沸石转轮系统：生产过程排放的尾气进入沸石转轮吸附，吸附后的洁净气体经烟囱达标排放，沸石转轮废气入口处设置过滤器，去除废气中的颗粒物。冷却气通过沸石转轮冷却区预加热后再经过热交换器升温至所需的脱附温度，进入沸石转轮的脱附区，脱除吸附在分子筛内的有机组分。

　　⑵CO系统：脱附后的废气由脱附风机加压进入CO炉。CO炉中采用电加热器对废气进行加热，使燃烧室温度控制在400℃左右，确保VOCs氧化完全，经高温氧化处理后的废气经板式换热器回收热量后经烟囱达标排放。

　　由于废气中含有粉尘及粘性物质，如果直接进入沸石转轮吸附系统会堵塞沸石转轮的空隙，导致吸附效率降低甚至失效，同时，由于沸石转轮使用寿命比较长，为了确保转轮的吸附效果，通常在废气进入沸石转轮前采用过滤器将粉尘及粘性物质去除，过滤器通常采用二段，第一段：过滤精度G4，第二段：过滤精度F9，确保废气无粉尘和颗粒等。确保颗粒物含量不超过1mg/m3。

　　压差开关实时表示压力损失，根据设定压力，超出一定压差时向 PLC发送报警信号，以便使用者能够及时更换滤料。

　　4.3沸石转轮（也叫分子筛）吸附浓缩装置采用优质产品，吸附材质为沸石，沸石结构类似于晶体状，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔，这便形成了很多的微孔具有很强的吸附能力，对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。

　　转轮通常分成三块，大扇形和二个小扇形部分、大扇形部分为吸附有机物，二个小扇形部分分别为冷却区域和高温脱附区域，转轮以一定的速度在转动，吸附后的沸石自动转入脱附区域进行脱附再生，形成了吸附浓缩和脱附再生同时运行，连续性生产。

　　P--包括操作盘在内的全套装置；U--不包括鼓风机的位置；C--值包括转轮箱体、驱动马达；R--吸附转轮单体。

　　Ⅰ：Ⅰ型分子筛U：不包括鼓风机的位置；Ⅱ：Ⅱ型分子筛；Ⅲ：Ⅲ型分子筛，40：400mm；Ⅳ：Ⅳ型分子筛，45：450mm；Ⅴ：Ⅴ型分子筛，60：600mm。

　　C--低硅氧烷配置；H--高温赋合配置；R：转轮入口侧可以部分更换配置；S：与排气部分接触全部使用不锈钢。

　　注：1、气体量是指转轮前面风速为2.0Nm/s、分区分割为12：1：1，12倍浓缩时的值。2、马达非防爆型，也可根据提供符合各国相应规格的防爆型马达。3、处理风机、再生风机、加热器、前置加热器需另外设置。4、处理气体入口前端的过滤器可以选择提供。5、吸附转轮外径不满1220mm也可以制造。

　　转轮系统在处理大风量的废气、连续性操作、效率稳定度、废气排放状况均优于固定床系统，转轮同时也有低压损（小于1.5“w.c.）(即373.5Pa）、无吸附损耗、极少可移动组件的优点。转轮结构为无机性凤巢状疏水性沸石，对于高湿度的挥发性有机气体，沸石也能妥善处理。产品特色：可将废气浓缩大幅度降低催化式焚化炉（CO）或TO或RCO风量，并提高催化式(CO）入口浓度，节省燃料操作费用。疏水性沸石介绍：其为硅铝碱氢氧化合物，是由无数个四面体以三度空间所组成，藉由SiO2和AIO2来连接，其中心组成是铝原子和硅原子四周则有氧原子连接（AISiO4)。键结合后之沸石会形成不同形状之空隙。

　　在设备的进口设置了阻火除尘装置，将生产线和处理设备之间的任何危险断开，同时处理废气源中的灰尘，保证废气的洁净度。装置正常运转。阻火器应能有效地防止火焰通过。

　　在催化反应室内设置了泄压口，当设备内部的压力30-80Kpa之间时，自动泄压，使设备始终在安全状态下运行。

　　装置的金属外壳应有明显的接地标志，金属壳体或可能带电的金属部位（包括因绝绝缘损坏可能带电的金属件）与接地螺钉间的电阻不大于0.1欧姆。装置的绝缘电阻不小于2MΩ。装置的带电部分与外壳之间应能承受频率为50HZ，电压为2000V。持续1min的耐压试验，不得发生击穿和闪络现象。

　　电加热组件可以根据废气的温度起伏，自动控制补偿和停止；当反应温度出现高温时，自动停止电加热的电源，温度降低后会自动起动，恢复正常工作。

　　可以从控制系统中了解电加热组件工作状态及电加热组件的完好状态，电源均有良好地接地和保护措施。

　　设备外表面用绝缘保温材料进行保温，使表面的外壳温升为46-50℃，整个设备的绝缘电阻小于2MΩ。

　　阻火除尘器：将设备和废气源之间的危险阻隔开来，保证处理设备和生产设备之间的安全，同时除去废气源中的粉尘。结构为波纹网型及过来棉，参照国家标准制造，更换快捷，清理方便。是本设备中安全设施之一。

　　热交换器：将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换，置换热能，提高废气源的温度。当废气浓度达到一定值时，通过热交换器的作用，可以保证设备在无运行功率（或低功率）的状态下正常运转，是催化净化装置中对废气源进行第一次温度提升装置，也是设备中节能设施之一；通过热交换器内部对气流的合理控制，使交换器的效率保证在50%以上。结构采用Q235冷轧钢钢板制，合理的布置，使冷热气流全面接触，能量进行全面置换；全部制作按照国家《钢制压力容器制作标准》进行制作和验收。

　　预热室：废气源在进入催化燃烧室之前，经温度检测仪检测，温度达不到催化反应的条件，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升；Q235电加热组件为红外线加热管外绕散热翅片，由固定绝缘板固定，维护更换十分方便。

　　催化反应室：达到温度条件的有机废气进入第一级催化反应室；第一催化反应室采用抽屉式，内装蜂窝状催化剂，中间分插电加热组件，利用红外线辐射原理，使蜂窝状催化剂温度达到反应温度，使部份有机物进行分解，释放出能量，直接使废气温度提升，是本设备设计的第三温度提升处，也叫催化升温；温度提升后的有机气体进入催化固定床，内置蜂窝状催化剂，满足反应条件的有机气体在此完全分解，废气变成洁净气体。本设施为催化净化装置的心脏。

　　主排风机：选用国内名牌优质通用风机，耐高温低转速，保证工作效果同时保证风机噪声不超过85dB，没有二次污染，是整个装置气流运转的动力源。配置减振台座及减振器。

　　控制系统：监控所有动力点起动、停止、故障，反映整个运转过程中气体的升温、气体分解状况，对设备整个过程进行全方位安全动力保护。可以根据废气源性质及生产线状态进行设定。主要控制组件选用进口产品。保证设备的良好运行、安全性及使用寿命。

　　催化剂：催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质。本装置中选用的催化剂型号为TFJF/工业废气VOC净化催化剂，是处理各种不同类型有机废气的高效广谱型催化剂。

　　TFJF/工业废气VOCs净化催化剂,催化剂蜂窝陶瓷做载体，内浸渍贵金属铂和钯，具有高活性、耐高温及使用寿命长等特点；性能参数为：方形孔，孔数25个/,堆积密度为0.76±0.02,强度为100,比表积为25。活性指标测试见表一：

　　电加热组件：电加热组件为红外线电热管Kaiyun官方网，利用电加热的辐射原理。电加热管由φ16高温薄管外缠绕翅片，内衬高温氧化镁及电加热丝组成，具有效率高、散热快、寿命长等特点，严格按照国家标准制作和验收。其性能参数为：

　　设备外框采用Q235（t=3mm）钢板制成，面板采用Q235（t=1.5mm）钢板制成，面板与框架采用十字螺栓连接，设备外部表面平整、美观；

　　设备采用容重50kg/m²的岩棉保温，保温厚度为200mm，每层保温棉的厚度为50mm，四层岩棉交错布置；

　　板式换热器为板式换热器，采用（t=1.5mm）Q235A冷轧钢钢板制成，整体密封性能好，换热效率满足设计要求；

　　催化室采用Q235（t=12mm）锅炉板板制成，设备内外连续焊接，焊接不允许存在气泡、夹渣等形象，整体强度好；

　　加热室采用Q235（t=12mm）锅炉板板制成，设备内外连续焊接，焊接不允许存在气泡、夹渣等形象，整体强度好；

　　沸石转轮吸附及催化式焚烧炉CO电控系统采用西门子PLC控制，PLC采用西门子S7-300系列，触摸屏采用10“西门子产品，PLC控制系统实现对进口沸石转轮及CO催化式焚烧炉、电加热器功率高低、烟气出口风门控制、风机、炉内温度、压力、紧急排放阀、风向切换阀、烘干室阀门信号联锁控制等，并对重要运行参数集中监测或控制。

　　控制层主要由PLC及其系统组成，由PLC及其系统接受现场发来的数据信息，经过自身的运算与处理后，发出相应的指令对现场设备进行控制；同时，对现场设备出现的所有故障及时的进行分析处理，实时将故障信息反映在触摸屏上，并进行相应报警提示，配合CO系统完成产品在整个系统的流程监控。

　　设备层主要由风机变频器、压力控制仪表、现场设备检测元件（位置接近开关、温度传感器、压力传感器等）、现场执行机构（气动执行器、调节阀、电磁阀等）等组成；直接与控制层中的PLC进行数据交换，将现场信息发送给PLC系统，并按PLC输出指令执行设备动作，对整套系统的控制显示、炉膛压力显示监控，炉膛温度等进行自动监控。

　　每个主控制柜顶部装有带声响的柱型指示灯以显示系统的运行状态及故障类别，柱型指示灯分三层，上层红色显示故障，中层绿色显示运行，下层黄色显示停止。

　　主控柜设置主电源开关(带热过载、电磁过载、错相保护功能，带反馈触点，上传PLC系统)，可手动设定主开关，在控制柜面板设置电源指示灯。

　　控制柜进、出线采用电缆桥架，在控制柜的顶部或底部进、出线，给控制系统内所有设备提供动力电源及控制电源，所有控制柜配置门开关及照明灯。

　　控制柜全部采用防威图产品（框架结构，包括底座、柜内空调、照明及风扇等主要附件），柜内安装侧装空调，确保变频器在正常环境温度范围内工作。

　　VOCs的处理效率达90%；以催化燃烧电加热管结合催化剂的作用450-500℃将有机物氧化成CO2和水

　　⑥具有六项安全连锁控制：系统压力监控、焚化炉风机异常保护、火焰讯号监控、燃料高低压保护、焚化炉高温跳脱保护等。

　　⑧具有整厂系统整合能力，包含系统安装、试车、系统操作，符合当地法规之检测、设备维护保固及教育训练等。

　　⑿系统安全连锁保护确认系统。各项操作点符合正常之操作状况（正常操作之参数），如未符合其正常范围值，系统将导入预警模式，包括以下类别：高温警报故障、器具预警/停机故障、正常停机故障、紧急停机故障灯。

　　⒀系统监视功能：以了解系统各项操作点之实际操作情况，包括系统流程状况、风门启动状况、各设备/流程之实际操作温度及各主设备之差压/压力值Kaiyun官方网。

　　⑵RTO 处理效果遵循3T（反应温度、停留时间、湍流程度）法则，RTO设计保证正常运行时氧化室设计温度≥8Ⅺ0℃，废气足够的高温停留时间（≥1S）和氧化室内的湍流程度(Re≥10000)。

　　根据国家标准 GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》之规定，本项目防爆等级按ExDIIBT4，防护等级按 IP55Kaiyun官方网。

　　系统所有高空管道和设备均设有避雷装置，接入建筑物防雷系统。设备和管道有可 靠接地，法兰连接的风管采取跨接，避免静电集聚引起可燃气体燃烧、爆炸。

　　本案采取西门子 PLC 全自动化控制系统，配套触摸屏、电动调节阀、变送器、报警系统等，本系统包含试车模式、手动控制模式、待机模式、系统自动开/关机安全程序。

　　安全保护措施包括:停电、火灾、温度异常、风车异常、系统设备异常停机、系统静压低于低报时停机保护联锁等。生产线处于事故状态时，停机保护连锁，尾气旁通。

　　系统设备提供下列信息(HMI)：风机、马达运转状态、电机运转状态(Hz)、 风机压差值(ON/OFF)、设备运转状态与进出口压差值、各点温度、RTO 温度、 电磁阀状况(开/ 关)、报警信息等。

　　1、采用先进的PLC可编程控制器和具备良好人机界面的触摸屏，轻松实现操作参数调整、优化操作；

　　供燃料安全阀组含过滤器；含比例调节阀，控制燃料流量；含有高低压保护，假如燃烧器前管路燃料泄露等原因压力过低，低压保护作用；假如燃烧器前管路稳压阀坏掉，或是堵塞管路至使压力超高，高压保护作用；含燃料快速切断阀。

　　UV 火焰探测器时刻对燃烧器火焰进行感应，正常燃烧时，火焰信号显示，当无火焰时供燃料管路电磁阀关闭状态；燃烧火焰熄灭时，供燃料管路电磁 阀自动关闭切断燃料，起安全保护作用。UV 火焰探测器时刻对燃烧器火焰进 行感应，正常燃烧时，火焰信号显示，当无火焰时供燃料管路电磁阀关闭状态；燃烧火焰熄灭时，供燃料管路电磁阀自动关闭切断燃料，起安全保护作用。

　　⑵转轮由市场占有率第一的日本西部技研/Nichias 提供，具有高效吸附，高效脱附的特点，确保排气达标。

　　⑶为了满足处理设备的连续稳定运行，系统中使用的风机均选用国内外知名厂家产品；系统中使用的控制元件均选用国内外知名厂家产品；

　　⑷为了保证系统的处理效率，提升阀由普特生公司设计制作，提升阀的密封圈根据普特生工程经验改进，由一圈金属丝网内填充优质柔性密封材料制成，严密封且耐高温、耐腐蚀，并有优良的降低阀门切换时噪音的效果。