非稳态排放VOCs废气转轮浓缩+RTO净化技术,工艺路线:含VOCs有机废气→多级滤袋式过滤器→沸石转轮吸附(交替轮换脱附)→蓄热式燃烧炉RTO→排气筒。招商局金陵船舶(江苏)有限公司涂装房VOCs治理项目中采用2台10000m/h风量的3床式RTO,实际使用热量538KW,如果采用直接从60℃加热到760℃,需热量5031KW,节能95%。
生态环保产业作为支撑生态文明建设和高水平发展的关键力量,正面临着转变发展方式与经济转型的迫切需求。环保新质生产力,正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的
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应用于制造业中大型部件喷涂产生的含苯系物、醇类、酯类等有机废气的净化,当废气入口峰值浓度1200 mg/m3时,治理后排放浓度40 mg/m3,优于国标要求。
本技术装备适宜处理风量为10000~50000m3/h,能安装在室外或室内环境中。
本技术装备采用沸石转轮配套蓄热式燃烧炉(RTO)使用,利用RTO产生的高温气流对沸石转轮进行吹扫,把沸石内吸附的有机物脱附出来,再送入RTO进行燃烧处理,最后生成二氧化碳和水等。
基于船舶涂装的非稳态高峰值废气,创新研发出条状沸石模块和瓦楞纸结构蜂窝模块组合的双组分转轮浓缩+RTO燃烧技术,采用一种连续旋转的沸石转轮对有机废气进行吸附净化。4个沸石转轮组成并联吸附设备组,通过周期性轮换进行脱附,当两台转轮处于在线脱附时,另外两台转轮处于离线状态。
沸石转轮分为吸附区、冷却区和高温脱附区,转轮连续旋转使废气依次通过各个区。吸附区吸附的有机废气,在脱附区经高温空气吹扫排出,脱附气体浓度为吸附入口浓度的10倍,脱附气体流量为吸附入口风量的1/10,再配置一台1/10吸附入口风量的燃烧装置进行分解处理。
从沸石转轮中脱附出来的高浓度有机废气进入蓄热式燃烧炉(RTO)的燃烧室,在760℃以上的温度下进行燃烧,分解为二氧化碳和水等,废气处理效率99%,当废气浓度2000mg/m时,正常运行时RTO设备不需要额外补充天然气。
含VOCs有机废气多级滤袋式过滤器沸石转轮吸附(交替轮换脱附)蓄热式燃烧炉RTO排气筒。
在吸附风机的动力作用下,喷涂废气与漂浮的漆雾被送入多级滤袋式过滤器,经过G4+F6+AC+F9的四级拦截,让进入组合式沸石转轮的废气中颗粒物浓度1mg/m。
沸石转轮分为吸附区、冷却区和高温脱附区,转轮在各个区内连续旋转。全部的废气进入处理区进行吸附过程,吸附完成后的净化气体达标排放。
有机废气蓄热式燃烧炉采用3室结构,每个腔室循环交替进行进气、排气、吹扫,确保废气净化的高效率和实现焚烧废气的能量回收,有机废气在焚烧炉中燃烧分解。
治理工程在完成安装调试后,经江苏省百斯特检测技术有限公司对工程排放尾气进行仔细的检测,入口气流中挥发性有机物浓度685 mg/m,治理后排放浓度5mg/m,排放速率1kg/h,验收合格。
我国是一个船舶制造大国,同时海上风电也在蒸蒸日上。船舶、风电等行业的喷涂作业间歇性排放大风量、非稳态有机废气,具有喷涂作业时间短,流平时间长等作业不平衡的特点。大型部件的喷涂作业,通常为多喷枪同时喷涂4小时,20小时进行流平固化。喷涂时通风换气风量大、VOCs有机废气浓度峰值高达1200mg/m;喷涂和流平工序的通风换气量及有机废气浓度的差别非常大。
针对大风量、高浓度、流平固化时间长的废气特性,国内外常用的固定床式活性炭吸脱附法、生物法等,都无法达到净化效率的要求。采用直接燃烧法处理废气,设备投资和能源消耗很高,企业没办法承受。采用国外进口沸石转轮吸附浓缩+RTO蓄热燃烧技术,除了投资费用高,且一定要保证吸附与脱附同时在线。
在充分调研船舶与风电制造业喷涂特性的基础上,分析排放有机废气的浓度变化曲线,自主研发了工业有机废气双组合高浓度转轮浓缩+RTO氧化技术。采用两种结构类型的沸石分子筛材料来有机废气的吸附净化,同时采用三床式RTO把有机废气转化为无害的二氧化碳与水等。
本技术研发的双组分高浓度浓缩转轮吸附容量大,能支持转轮进行短时间单吸附工作模式。通过多组沸石转轮并联进行有机废气吸附浓缩,多沸石转轮周期性的交替脱附,符合喷涂车间的工作节奏。
沸石吸附转轮装备创新性地选用了国产优质的条状沸石材料与瓦楞纸蜂窝沸石两种不同形式的沸石吸附材料,有机物的吸附容量达21kg/m,是常规吸附材料的2倍。合理分配使两组沸石转轮进行周期性的轮换在线和离线脱附,达到常规配套一半风量的RTO就能够顺利工作。
沸石吸附转轮装备,转轮部分为圆环筒形状的扇形模块式分区结构,分为吸附区、冷却区、高温脱附区,当气流经过冷却区后温度能提升到90~110℃,再经过RTO换热升温到200℃,此工艺综合利用了脱附后滞留的热量,降低了整个转轮装备的脱附热量消耗。同样当沸石转轮经过冷却后恢复吸附性能,可以使经过这一个分区的废气得到吸附净化,设备的处理效率提升约4%。
设备的控制管理系统可根据车间的工作节拍及废气中有机物的排放浓度曲线,智能选择喷涂模式、固化模式、停止模式,避免脱附期间不必要的能源浪费,降低经营成本。同时在正常运行的过程中,可经过控制系统对喷漆时间、喷漆面积、喷涂工作间名称等参数输入,实现系统的智能节能运行。
招商局金陵船舶(江苏)有限公司400000m/h涂装房VOCs有机废气双组分高浓度转轮浓缩+RTO氧化技术治理设备改造项目。
招商局金陵船舶(江苏)有限公司涂装房VOCs治理项目,共有4个喷漆工作间,占地面积6498㎡,喷涂废气处理设计风量400000m/h,总投资1845万元。采用8套50000m/h的沸石转轮,配置2套10000m/h三床式RTO系统。每4套转轮+1套RTO治理后的废气集中到一个排气筒排放。
项目由航天凯天环保科技股份有限公司总承包、设计、施工。由招商局金陵船舶(江苏)有限公司自主运行。项目实施完毕后顺利通过验收,目前系统运行良好,系统运行能耗低,用户满意。
净化后的废气排放符合《上海市船舶工业大气污染物排放标准》(DB 31/934-2015)、《江苏省大气污染物综合排放标准》(DB 32/4041-2021)的要求。
工艺路线:含VOCs有机废气多级滤袋式过滤器沸石转轮(交替轮换脱附)蓄热式燃烧炉RTO。
在吸附风机的动力作用下,喷涂废气与漆雾被送入多级滤袋式过滤器,经过G4+F6+AC+F9四级过滤拦截漆雾。过滤后的废气进入沸石转轮进行吸附过程,吸附完成后的净化气体达标排放。
有机废气蓄热式燃烧炉采用3室结构,转轮脱附出来的有机废气首先从A室进入,吸收了蓄热体的热量以及燃烧器补充的热量,有机废气温度提高到760℃左右,在适宜3T(温度、停滞时间、湍流)条件下,有机废气成分被分解成二氧化碳和水等;经充分氧化后的清洁气体从B室排出,并将热量释放至B室蓄热体,热量得以回收;同时C室进行吹扫工作,将RTO管道内残余的有机废气,送回RTO入口端。
2021年11月29日工程安装调试完毕,机组运行正常,满足合同规定的全部技术、性能指标。
2022年3月18日经江苏省百斯特检测技术有限公司对治理工程排放尾气进行仔细的检测,挥发性有机物排放浓度5mg/m,排放速率1kg/h,验收合格。
排气筒上安装有VOCs有机废气在线检测设备与环保局联网,自设备正常运行两年以来,运行稳定,未发生过事故与生态环境部门监督异常情况。
项目中采用2台10000m/h风量的3床式RTO,实际使用热量538KW,如果采用直接从60℃加热到760℃,需热量5031KW,节能95%。
本项目的转轮采用周期替轮换脱附,降低了整套系统50%的脱附设计风量和RTO设计风量。
化工行业高浓度有机废气深冷回收及催化氧化成套技术,其中深冷为冷凝法,催化氧化是将含有机化合物的废气,在较低温度下(220~400℃)利用催化剂作用将废气中有机物氧化为二氧化碳和水。项目实施后可回收大量物料用于工业生产,不仅减少了VOCs的排放、改善区域环境,而且帮企业创造了较高的经济效益,具备比较好的环境效益和社会效益。
报告发布 《中国碳中和与清洁空气协同路径(2024)——减污降碳推动经济绿色发展》
《广东省空气质量持续改善行动方案》印发,要求到2025年,全省PM2.5年均浓度控制在22微克/立方米以下,基本消除重污染天气;主要大气污染物排放总量持续下降,完成国家下达的NOx和VOCs减排目标。广州和佛山市二氧化氮(NO₂)年均值控制在30微克/立方米以下,东莞和江门市NO₂年均值控制在26微克/立方米以下,其他地级以上市保持在现有浓度水平以下。方案自印发之日起执行,执行有效期为5年。
广州天河出台全省首个现代都市工业环保指引 提升高水平发展“含绿量”“含金量”
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