VOCs治理工艺设计方案

VOCs治理工艺设计方案

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编制日期：2017年1月

第一章项目概况

第二章工艺设计说明

一、设计原则

（1）协助企业采用科学合理的收集方式，在达到收集效果的前提下，尽量减少气量。

（2）积极稳妥地采用新技术、新设备，结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的污染治理工艺，力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易，从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的。

（3）妥善解决项目建设及运行过程中产生的污染物，避免二次污染。（4）严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布的规范、法规与标准。

（5）选择新型、高效、低噪设备、注意节能降耗。

（6）总平面布置力求紧凑、合理通畅、简洁实用。尽量减小工程占地和施工难度。

（7）严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。

（8）依据国家和地方有关环保法律、法规及产业政策要求对工业污染进行治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

二、设计依据

现场勘查所掌握的第一手资料

《中华人民共和国环境保护法》（主席令第九号）(2015年1月1号实施) 《中华人民共和国大气污染防治法》（2015.8.29修订）（2016年1月1 日实施）

环境空气质量标准（GB3095-2012）

国发（1996）31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》

《中华人民共和国清洁生产促进法》（2002年6月29日修订）（2003年1 月1日实施）

《国家环境保护“十三五”计划》

《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）

《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）

三、工程范围

本设计范围包含：

1）收集系统：各点位产生VOCs已由业主进行收集；

2）成套设备：氧化预处理器、高效氧化单元，催化氧化系统；

3）以上成套设备之间的管道阀门等和成套设备的安装；

4）所需动力照明电源、给排水等外部条件由业主单位按设计要求提供。

第三章设计参数（举例说明）

一、气候条件

二、废气产生环节及产生量

由业主提供相关数据的统计如下：

表3-1：25车间废气治理前排放情况统计表

4

根据上表数据得废气最大产生量≥10000m3/h，设计风量值取11000m3/h，设计处理浓度：≤500mg/m3；本方案定为表3-1中1、2、3点位产生废气进入一套常温催化氧化系统处理，非甲烷总烃去除率95%以上。

三、设计排放标准

本项目废气经治理后排放满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中二级排放标准，恶臭污染物排放满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93），所有机电设备，电器元件防爆等级参数由甲方提供，详如设备技术参数。

治理前后效益对比：(去除率95%以上)

由表3-1知：25车间每天损耗乙酸乙酯300-500kg，以平均每天400kg排放量计算（物料衡算），按新《环保税法》规定：

大气污染物税额：每污染当量数1.2-12元。（各地标准不同，费用不同）大气污染物的污染当量数 = 污染物的排放量÷该污染物的污染当量值

应税大气污染物的应纳税额 = 污染当量数×具体适用税额

乙酸乙酯的污染当量值取≤0.5

则该项目治理前大气污染物纳税额 = 400÷0.5×(2.4～6)=1920～4800/天治理后大气污染物纳税额=400×（1-95%）÷0.5×（2.4～6）=96～240/天治理后排放值≤25 mg/m3，低于国家标准50%，按规定减半征收该税额，每年按300天计，采用本系统技术治理后每年可节约应缴税款：

［(1920-48)～(4800-120)］× 300 = 561600～1404000元。

据上，如去除率每降低5%，则企业应缴税额会成倍增长。

第四章废气成分分析及工艺方案选择

一、废气成分分析

废气成分分析：

乙酸乙酯：无色透明液体，低毒性，有甜味，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，能吸水分，使其缓慢水解而呈酸性反应。能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶，溶于水(10%ml/ml)。熔点-83℃。沸点77℃。闪点7.2℃（开杯）。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物。

二、废气处理工艺选择

1、与活性炭吸附治理技术比较：

1）处理大分子气体很快饱和或堵塞，且吸附材料往往需要频繁更换（解析脱附），VOCs并未消解。

2）吸附材料属于危废，使用后需花费较高成本处理。

3）有着火隐患：吸附材料中含有金属氧化物（灰分，如Fe

2O

3

），会与有

机物发生催化反应，造成局部升温引起着火（“飞温现象”）。

4）政府环保部门均会要求加装废气排放在线监测仪，活性炭吸附何时需更换并不好把握，且2018年1月1日会对排污企业征收环保税。

2、与其他治理技术的比较：

等离子技术由于放电极与废气直接接触，特别是针对于易燃易爆的有机污染物，在处理的过程中存在着一定的安全事故隐患，危险性高；RTO焚烧技术存在着停留时间不足、燃烧不充分、高温使气体发生裂变等缺陷，并且焚烧

后的气体存在氮氧化物、二氧化硫排放总量超标的现象， RTO焚烧技术针对于低浓度废气在运行过程中需通入大量的天然气以保证炉内温度而增加了企业的运行成本，而针对于高浓度挥发性有机废气RTO焚烧技术在运行过程中存在着一定的安全事故隐患；光催化技术存在反应转化率低、受工况变化影响大、光催化剂容易失活，使用周期短等缺点，目前除国外专业厂商外国内厂商均处于实验室阶段，并不成熟。

2、常温催化氧化处理是工艺介绍

根据业主提供的相关数据，经过研究讨论决定采用氧化预处理+两级

高效氧化+催化氧化工艺对该废气进行治理。先利用氧化预处理器进行一阶段降温和一阶段催化，使得温度降到20℃以下；然后再利用两级高效氧化塔进行物理法治理；最后利用催化氧化系统进行最终的氧化分解，然后达标排放。由表3-1数据可基本确定各设备尺寸、纳米介质合剂及氧化剂的用量。本系统由氧化预处理器、高效氧化单元、催化氧化系统及监测排放筒组成。效果图如下：

3、工艺优点

本项目废气处理工艺流程为氧化预处理器+高效氧化单元+催化氧化，最终产

物为二氧化碳、水和少量的无机盐。

工艺优点：

（1）纳米介质合剂的独创性创新

合剂新颖先进，采用创新环保新材料作为载体，负载纳米元素制备的全新复合高效催化剂。该合剂化学和热稳定性好，催化活性高，抗硫、卤素中毒能力强，使用寿命长3年以上。

（2）去除率高，达95%以上

（3）以“气”治“气”效率扩增

在常温下催化氧化系统产生大量“气态”羟基自由基释放，因无任何相间阻力，可快速、高效地与气态VOCs分子接触催化氧化，将VOCs消解成小分子

CO

2、H

2

O及极少量无机盐。实际工程运行表明：气体在通过反应区速率在

1-11m/s之间就能够达到很好的处理效果，完全达标排放。

（4）无安全隐患、无二次污染

本技术避免了现有技术的不足，使用安全无隐患。系统设备的制作材料均采用防腐、防高温及防紫外线材质，且废气自始至终不经过任何高温高压及明火明电的区域。在常温下高效催化污染物，无需高温、无需高压放电、无需脉冲、无需紫外光等强化手段的安全隐患，使用极其安全不存在易燃易爆的安全隐患。

（5）操作管理简便、即开即用即关即停

本系统自动化程度高，采用一键启动一键关停，并且该系统不能单独对风机进行开启，有效的避免了操作人员的偷排行为；对于部分企业工序的不连续开启，可以通过调节羟基自由基的量来实现节能减排的目的。

（6）应用范围广、运行稳定

我单位废气治理专利系统应用范围广，针对于较难处理的硫化氢气体、醋酸类气体、苯酚类气体、甲苯类气体、醚类气体、酯类气体等都有较好的处理效果。设备最长运行时间已达三年，设备仍正常运行，处理效果依然能够达标排放。

第五章各系统单元描述

一、收集系统

对任何一个高效的废气控制和处理系统而言，废气收集系统及输送系统设都

是一个极为重要的关键要素。这决定了系统的处理能力大小跟实际效果。

本项目共上一套处理设备，产生的废气甲方已经做了收集，并用管道进行外排，我方计划在甲方收集管道的外排口连接我方的管道，管道材质乙烯基901环氧树脂，具有耐腐蚀性，节省管道费用的同时更利于内部气体收集均匀。

二、氧化预处理器

废气预计停留时间：≥3S

有机物预计去除率：≥30%

三、高效氧化单元

废气预计停留时间：≥5S

有机物预计去除率：≥30%

高效氧化单元主要由多面球填料、喷淋装置、布气装置、循环泵、除尘氧化

塔壳体组成。

四、催化氧化系统

废气预计停留时间：≥3S

有机物预计去除率：≥35%

催化氧化系统主要由催化氧化塔、催化氧化主系统、纳米介质合剂载体装置

和布气系统组成。

五、主系统控制系统

我单位开发设计了PLC智能控制操作系统。该控制系统实现监视、控制、开关、设定、调节、总体工艺流程显示、工艺参数历史曲线回放，详细工艺单

元显示、报告、报警、循环开车、紧急停机、记录、故障连锁、通信等功能

通过Profibus-DP协议（或以太网）和总站PLC自控系统统一工作，并可以

启动发生器和按要求自动调节生产。使整个系统实现统一操作。简单的人工

触摸操作将系统开启和停止，电子界面清晰的反应系统的运行状况，清晰地

运行状况信息促进了与操作人员的及时沟通与监督。

本系统自动化程度高，采用一键启动一键关停，并且该系统不能单独对风机

进行开启，有效的避免了操作人员的偷排行为；对于部分企业工序的不连续

开启，可以通过调节羟基自由基的量来实现节能减排的目的。

第六章运行成本分析（举例说明）

一、废气处理设备能耗

1、人工费用

我单位废气治理专利系统自动化程度较高，只需要每两小时对运行数据进行记录，不需专人看管，因此，所上设备不需另设专职人员，由厂内安环科人员兼职即可，因此没有额外人工费用的支出。

2、耗电费用

本项目耗电按每kW·h 0.8元计，每年运行时间按300天计，年耗电费用为：（30×24H + 35×12H）×0.8×70%×300 =191520元

3、合计运行成本为：191520元。（以实际运营数据为准）

第八章工程设备清单（举列说明）一、工艺主要设备清单

第九章电气、控制设计

一、设计依据

（1）《供电系统设计规范》（GB50052-2009）

（2）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）

（3）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）

（4）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）

二、设计范围

（1）配电装置设计

（2）用电设计供电及控制设计

（3）电缆敷设设计

（4）防雷设计

（5）各构筑物照明设计

三、供电电源

本项目供电电源负荷为三级负荷，供电由生产区变电室提供常用电源负责本项目用电。

四、用电负荷

本项目用电设备等级为308/220V低压用电设备，本项目总装机容量约为：94kW。

五、接地保护

配电装置及设备均进行接地保护，其接地电阻小于10Ω。

六、防雷设计

设计防雷保护的构筑物，其防雷接地装置的冲击电阻不大于10Ω。

第十章劳动组织定员、安全

一、劳动组织

1、人员编制

本项目不另设专职人员进行管理，由安环科人员兼职管理即可。

二、人员培训与要求

为了使业主单位能够正确操作相关设备，保证系统正常运行，需对相关人员进行技术培训。内容包括基本知识、设施操作方法和紧急事故处理方法，我们提供免费人员培训两次。第一次培训地点在现场，内容为废气处理基本知识，第二次培训地点也在现场，内容为废气处理站内设施操作方法和紧急事故处理方法。整个培训计划在废气处理设施调试过程中完成。

废气处理系统涉及到物理、化学及生物学的处理机制,并在处理过程中使用许多大型的机械设备及自动控制装置等。因此每个运行人员，除具备一定的文化知识外,应在物理、化学等方面具有一定的专业知识。

应熟悉所处理的废气的性质，整个处理工艺流程、原理，每个处理步骤的作用，各步骤处理单元在处理系统中的地位，即懂原理、作用。熟悉操作的具体步骤，综合分析运行数据，进行工艺调整，即会开车、会调整工艺。懂处理设备的原理、型号、操作步骤及有关规程。会进行废气处理的有关运行中的工艺数据的测定。会维护使用处理设备。会处理异常运行中的工艺问题。懂处理工艺的安全操作知识及处理事故的应急措施。熟悉本站的有关技术规定。

三、安全环保

1、在废气治理工程设计、施工安装、调试及操作过程中，认真贯彻国家有关安全生产的政策法规和行业安全技术标准。

2、在具体位置设置安全生产标识，如：操作平台，变压器周边等。

第十一章建设工期及实施进度

本方案通过后，在双方签订合同后，尽快出具技术协议，并且组织有关人员

进行施工图纸设计，做好施工前期的准备工作。

再设计施工图纸的同时，组织配套设备的订货、设备的加工制作。

根据项目的具体情况，初步确定项目各阶段工作内容和执行周期：

设计： 15天

设备加工与配件采购：45天

设备安装调试： 35天

工程累计周期： 95天

第十二章质量保证及售后服务

1. 本治理工程所用原料、设备均严格按照国家相关技术标准提供制作。

2. VOCs处理设备系统质保期1年，终身提供维修服务。

3. 对由于零、部件问题造成的损害，乙方将提供现场服务，维修、免费更换

损坏的零、部件。由于甲方人为原因造成的零、部件损坏，乙方有义务对损坏零、部件作有偿的维修、更换。

4. 故障响应：

乙方所提供的VOCs处理设备发生故障后，甲方应立即通知乙方。对于操作故障供方应在接到故障通知1小时内给予解答；对于设备故障，乙方应在接到故障通知后尽快派遣技术人员到达现场，72小时内完成故障处理。5. 质量保证期后的服务：

质量保证期后乙方可继续对甲方使用过程中的设备损坏进行售后服务。

乙方负责对设备的常规维护及保养，详如主合同服务条款。

6. 热线服务：乙方可提供专业技术人员电话以保证及时提供甲方的要求服务。

7. 备件服务：乙方具备充分的备品、配件，可及时向甲方提供技术服务和备

件服务。

8. 环保合剂由乙方进行添加更换，本设备为专利设备未经允许甲方不得以任

何理由打开系统设备，因甲方私自拆开设备造成的系统不能稳定运行等后果由甲方自付，若甲方对乙方专利系统与环保合剂专利权造成任何影响乙方有权对其追究法律责任。

第十三章公用工程

1、概述

废气处理场的供电、供水及安装时所需吊装等所有公用工程由厂方统一供给，供给条件充足。与废气处理站有关的运输、维修、库房、绿化也由厂方统一

安排，废气处理站不再单独设置。

在平面布置上应注意废气处理站内部和周围地区的卫生及安全性，如附近不

可有火源和人群密集处，设置必要的护栏等。此外还应注意道路、场地照明

和周围的绿化。

2、给水

本工程主要涉及喷淋塔给水，有业主同意按照设计提供。

3、排水

本系统运行过程中仅产生少量废液，该废液可随生产废水一起进入厂区污水

处理系统。

4、消防

废气处理站内若存在易燃易爆危险品，按国家有关规范设置消火栓。并设置

泡沫灭火器等消防器材。

5、环境协调

设计时尽量避免对周边环境产生影响，工程建成后与周边环境和谐统一。