|
一、防水卷材VOCs废气治理总体技术方案
1、 概述
防水卷材生产企业主要的空气污染物为沥青烟，沥青烟是一种含有大量多环芳烃以及少量氧氮硫的杂环混合物，通常以气溶胶的形态存在于空气中。沥青烟中含有多种对人体、动植物有害的污染物，沥青烟中的苯并[a]芘是一种强烈致癌物。沥青烟主要由气、液两相组成，液相部分是十分细微的挥发冷凝物，粒径多在0.1～1μm之间，最小的仅0.01μm，最大的约在10.0μm；气相是不同气体的混合物。对于这种浓度不高又极为分散的沥青烟雾，用一般的收尘净化方法不可能将其完全净化处理。
防水卷材生产主要包括沥青配料和沥青涂布两道工序。沥青进厂后，输送至沥青储罐内，经过导热油系统对沥青进行加热，使沥青呈流动状态，加热后的沥青经由管道输送至沥青混料车间搅拌罐，罐内温度约180℃，同时在搅拌罐中加入废机油、橡胶粉、石粉等辅助材料进行搅拌，形成混合料。后续将混合料输送到涂布车间的浸油池备用，卷材生产时，胎基布进入浸油池浸泡，完成涂布，冷却、覆膜等工序后，防水卷材成品入库。
2、 治理技术路线选择
针对以上情况，从环保和节约运行成本两方面综合考虑，提出采用“旋风除尘+塔式过滤+RTO（果果）”废气处理的技术路线，工艺流程见下图。
工艺说明：
防水材料车间由沥青配料和沥青涂布两个工段组成；沥青配料工段废气炭黑颗粒物、油粘组纷含量高，先经过旋风分离器除尘除油，再与沥青涂布工段废气在塔式过滤器中混合并再次除尘除油，然后进入旋转式RTO，先经过旋转RTO 3个室预热至760℃以上，在氧化室中充分湍流，温度达到850℃，停留时间≥1.0s；废气中的VOCs氧化达标后，再经过另外3个室，热量在陶瓷蓄热体中储存，50℃的烟气（进口25℃，进出口温差25℃）从RTO下端排出；两个工段的总风量为18000m³/h，废气平均浓度为346mg/m³，VOCs氧化释放的热量不能满足设备自运行，需要通过燃烧器燃烧天然气来维持RTO炉的自运行。
考虑到油粘物质在管道上长期积累会有着火的风险，在管道若干部位设置消防喷淋水，风机入口设置阻火器；考虑到RTO长期运行也会积累少量油粘物质，设置高温净化气管路，定期升温脱附；旋流器及塔式过滤器底部设置手动阀门，定期清理废油及粉尘。
一、治理设备的选择因素
1、前处理设备选择
《建筑防水卷材行业准入条件》（中华人民共和国工业和信息化部公告2013年第3号）中规定，“易产生烟气、粉尘等污染物的原材料在运输、装卸、储存和使用过程中应当采取密闭措施。”因此防水卷材企业一般都安装有完善的密闭系统和废气收集管道系统，该部分可以保留。规定中还要求“改性沥青类（含自粘）防水卷材的沥青搅拌罐、浸油池和涂油池应配置沥青烟气处理装置。”因此防水卷材企业一般都已安装有烟气净化装置，行业中普遍采用“三级喷淋除尘降温+静电捕集”系统，但由于净化效率低、系统运行不稳定，处理效果并不理想；且产生大量废水。本着节约、环保、投资成本的目的，可选择旋风分离器去除废气中的粉尘和油，再经过塔式过滤器深度除油，最后通入RTO系统达到彻底净化的目的。
2）后端设备选择
防水卷材行业中常用的净化方法一般为电捕法、吸附法、吸收法等，但由于净化效率低、臭味处理不彻底、易产生二次污染等原因，很难达标排放。沥青烟废气中成分极其复杂，但基本成分是碳氢化合物可燃物质，在一定温度下与空气接触可完全燃烧，当温度达到790℃以上时，停留时间多于0.5s，烃类物质即可燃烧殆尽。焚烧处理目前主流技术为RCO及RTO，由于沥青烟废气普遍浓度不高、成分极其复杂，易造成催化剂中毒失效，且大风量RCO投资成本高，催化剂寿命一般只有8000-100000小时，更换成本过高，因此后端处理方式选用能耗更少的旋转RTO（果果）。
二、案例分析
以某企业有组织废气产生情况为例，沥青配料工段风量6000m3/h，沥青涂布工段风量12000m3/h，选择一台20000m3/h旋转RTO（果果）设备，流程见上示意图。依照本技术方案，应选取20000 m3/h的旋转RTO（果果），项目预计投资160万元。
根据相关数据，按照浓度350mg/m³，风量18000m3/h，沥青热值取37.7KJ/g计算。
|
废气浓度mg/m3
|
排废量
m3/h
|
氧化放热热量
kcal/h
|
自运行需要热量
kcal/h
|
补充热量
kcal/h
|
消耗天然气
m3/h
|
|
350
|
18000
|
56820
|
120235
|
63414
|
8
|
计算可得，每小时消耗天然气8m³，按照天然气3元/m³计算，每小时费用为24元，即可实现完全燃烧。
冷启动（2h）
|
能源
|
用量
|
单位
|
单价（元）
|
时间/h
|
花费（元）
|
|
电
|
35
|
kW/h
|
0.8
|
2
|
56
|
|
天然气
|
28
|
m3/h
|
3
|
2
|
168
|
合计：224元/次
热启动（1h）
|
能源
|
用量
|
单位
|
单价（元）
|
时间/h
|
花费（元）
|
|
电
|
35
|
kW/h
|
0.8
|
1
|
28
|
|
天然气
|
28
|
m3/h
|
3
|
1
|
84
|
合计：112元/次
正常运行阶段（满载）
|
能源
|
用量
|
单位
|
单价（元）
|
时间/h
|
花费（元）
|
|
电（70%）
|
35
|
kW/h
|
0.8
|
1
|
32
|
|
天然气
|
8
|
m3/h
|
3.5
|
1
|
28
|
合计：60元/小时
四、排放标准
五、社会效益
利用旋转式RTO设备处理防水卷材的废气可以达到以下效果：
1、 沥青烟、非甲烷总烃等各项指标，达到国家排放标准；
2、 废气中恶臭可以全面去除；
|
