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RTO焚烧炉治理制药化工有机废气处理工程

作者:有机废气处理设备时间: 2019-09-20浏览次数:
制药化工企业是有机废气来源行业之一,制药化工有机废气处理工艺多样,本文主要以RTO焚烧炉工艺为例,简要分析了RTO焚烧炉在制药化工有机废气处理工程中的应用。

制药化工企业是有机废气来源行业之一,制药化工有机废气处理工艺多样,本文主要以RTO焚烧炉工艺为例,简要分析了RTO焚烧炉在制药化工有机废气处理工程中的应用
 
对于制药化工有机废气,RTO焚烧炉是一种相对较理想的有机废气处理技术,其基本原理是在高温(800~850℃)下,使VOC与O2发生氧化反应,生成CO2和H2O,且对燃烧产生的热量进行回收用于二次燃烧,既节能又环保。
 
现阶段,我国对制药化工有机废气处理的氧化治理技术主要包括:光催化氧化、直接燃烧法、催化燃烧技术及RTO焚烧炉等,各种有机废气处理工艺在处理制药化工有机废气式,存在一定优劣性,具体汇总见下表。


制药化工有机废气燃烧技术比较
燃烧法 直接燃烧法 催化燃烧法(RCO催化燃烧) 蓄热式燃烧法(RTO焚烧炉)
处理风量 1000~50000m³/h 1000~100000m³/h 5000~200000m³/h
适宜处理浓度 15%~40% 5%~20% 1%~10%
废气氧化温度 680~820℃ 260~500℃ 800~850℃
系统热效率 40%~75% 50%~80% 80%~95%
净化率 99% 90%~95% 95%~99%
投资和运行特点 投资适中,处理高浓度有机废气时,运行成本较低,在处理低浓度有机废气时,运行成本极高 一次性投资较低,处理较低浓度有机废气时,运行成本较低,维护费用较低,但不适合于处理高浓度有机废气;催化床层易堵塞,催化剂易中毒且不耐高温,进气要求严格 适用于处理大流量中低浓度有机废气,运行成本低,不适合处理高浓度有机废气
适用范围 适合小风量、高温和高浓度的有机废气 适合中低浓度有机废气 适合中低浓度有机废气


RTO焚烧炉经过多年的技术改进后,热回收效率得到大幅度提升,废气处理也更彻底,使RTO焚烧炉制药化工有机废气处理工程中得到广泛推广。经过四五十年的发展,RTO焚烧炉经历了两室、三室、五室甚至七室等多室的发展历程。
 
下面就以RTO焚烧炉为技术手段,分析RTO焚烧炉在制药化工有机废气处理项目中的应用,以及RTO焚烧炉的特征,以及有机废气进气出气浓度情况,研究了RTO焚烧炉对有机废气的处理效果,并通过持续跟踪调研本地区制药化工企业,针对制药化工有机废气处理工程运行现状问题及解决方式进行汇总。
 
本RTO焚烧炉应用于风量为20000m³/h制药化工有机废气处理工程中,制药废气经过车间二级冷凝回收部分有机溶剂,再进入预处理碱喷淋,吸收无机废气和水溶性废气,进入RTO焚烧炉进行氧化焚烧,经高温焚烧的尾气进入急冷塔冷却,最终通过碱、水二级喷淋处理后于15m高空排放。下图为RTO焚烧炉工艺流程图及运行参数:

RTO焚烧炉治理制药化工有机废气处理工程工艺流程图
 
RTO焚烧炉运行参数
项目 风量/(m³/h) 燃烧温度/℃ 反吹时间/s 切换时间/s 进气温度/℃ 催出气温度/℃
数值 20000 800~850 60 1 30~40 80~140

单组份采样方法:在RTO焚烧炉废气进口及出口取样(考虑到进出口废气时间差,采用延时采样法),使制药化工有机废气通过活性炭采样棒,设置取样器抽取有机废气流量为0.5L/min。取样完毕,将活性炭采样棒中的活性炭全部倒入特制一次性容量瓶中,加入1ml解析液(解析液为100ml容量瓶中加入0.225g标样正丁醇),加二硫化碳至刻度线,放置冰箱过12h后检测。
 
单组份分析方法:用微量进样器取1μL待测液,进行气相检测分析,气相色谱采取程序升温,起始温度40℃,停留8min后升温,升温速率20℃/min,升温至120℃,停留2min,再升温至180℃,停留5min。
 
非甲烷总烃采样方法:采用延时采样法,直接以取样袋取样。
 
非甲烷总烃分析方法:以气相色谱仪并联2根色谱柱,色谱柱的尾端以三通与火焰离子化检测器相连。柱1为长2m,内径4mm不锈钢螺旋空柱,用于测定总烃;柱2为长2m,内径4mm不锈钢螺旋柱,柱内填充60-80目GDX-502担体,用于测定甲烷,两者之差即为非甲烷烃的含量。
 
RTO焚烧炉治理制药化工有机废气处理工程


以正丁醇作内标物,检测废气中乙醚、四氢呋喃、甲醇、二氯甲烷、甲苯共5种组分含量,通过标准样品分析,确定各个组分停留时间,对各组分出峰面积进行校正,甲醇进气浓度188mg/m³,经RTO焚烧炉氧化焚烧后,甲醇出气浓度降至9.8 mg/m³,削减率94.8%;四氢呋喃进气浓度121.9mg/m³,经氧化焚烧后,出气浓度降至6.6mg/m³,削减率94.6%;二氯甲烷进气浓度2079mg/m³,经氧化焚烧后,出气浓度降至97 mg/m³,削减率95.3%;同样,甲苯和乙醚削减率分别达88%和96.8%,且排放浓度满足《大气污染物综合排放标准》。为检测RTO焚烧炉对非甲烷总烃削减效率,采用气相色谱仪以火焰离子化检测器分别测定空气中总烃及甲烷烃的含量,得出非甲烷烃含量,检测结果非甲烷总烃削减率可以达到96%~96.5%。

为考察RTO焚烧炉运行性能稳定性,运行持续对该设备跟踪研究半个多月,并将RTO焚烧炉进出口非甲烷总烃监测浓度进行汇总,研究发现RTO焚烧炉对制药化工有机废气的处理效率达95%以上
 
从首台RTO焚烧炉投入运行至今,已近40多个年头。自20世纪90年代后RTO焚烧炉得到了长足发展,几乎取代了经典的热力焚烧装置,并且在绝大部分有机废气净化技术领域内占据着主导地位,特别是在制药化工有机废气处理工程中。不过,由于大部分制药化工有机废气存在着组分复杂,浓度高,包含各种有机、无机物质等问题,因此,在RTO焚烧炉实际运行维护中出现较多未曾预料到的问题。
 
目前RTO焚烧炉处理制药化工有机废气处理效果较好,且有推广的前景,但单一的末端处理终归无法从根本上解决废气污染问题,须从源头控制、装备提升、工艺优化、多种末端治理技术协同治理、加强监管方面进行控制,才能有效地解决好制药化工有机废气处理问题。

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