一种危险废物焚烧厂的VOC废气处置方法与流程

一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法
技术领域
1.本发明涉及一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法，涉及废气治理技术领域，特别涉及a危险废物焚烧厂废物料堆积区产生的voc废气的处置


背景技术：

2.挥发性有机化合物废气(voc)是含有挥发性有机物的物料在仓储、生产使用等过程中，会参与大气光化学反应的有机化合物逸散到空气中所产生的废气，如苯、甲苯、二甲苯、甲醛等。
3.危险废物焚烧厂产生的voc废气与焚烧厂拟处置的废物种类、性质、包装方式有关，成分复杂多变。其产生的voc废气不仅含有苯、甲苯、二甲苯、甲醛等vocs，还有酸雾、烟尘等污染物，不仅产生恶臭，而且有不少致癌物，成为危险废物焚烧厂产生“邻避效应”的主要根源，对焚烧厂周围环境及人员身体健康存在潜在威胁。
4.目前国内外常见的焚烧厂voc废气处理方法有：活性炭吸附法、uv
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光解法、低温等离子法等。在实际voc废气处理过程中，单一的处理方法往往难以达到国家排放标准，而是采用多种方法联合处理。翻阅近年来危险废物焚烧厂的项目资料可知，目前常见的危险废物焚烧厂常用的联合处理工艺为：喷淋+uv
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光解+活性炭吸附或喷淋+活性炭吸附工艺，如中山市康丰绿色工业服务项目、潮州市危险废弃物安全处置中心这两个项目，分别采用喷淋+uv
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光解+活性炭吸附、喷淋+活性炭吸附对voc废气进行处置。根据目前已有的项目运行经验分析，危险废物焚烧厂的voc废气具有成分复杂、浓度低、风量大等特点，而上述工艺中，低温等离子技术受限于设备的安全性问题应用较少，uv
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光解工艺对种类繁杂的废气组分效果并不理想，活性炭吸附工艺难以判断吸附饱和界点，且uv
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光解及活性炭吸附工艺会产生大量的二次废物：废灯管及废活性炭，拥有废灯管处置资质的单位极少。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法，所述处置方法采用废气收集过滤、喷淋、沸石处置和焚烧等工序，其中沸石置方法采用两级或以上的沸石分子筛转轮作为吸附装置，沸石分子筛转轮解吸后的高浓度的voc废气直接作为危险废物焚烧系统助燃风进入焚烧系统焚烧处置。焚烧工序采用焚烧厂焚烧系或采用蓄热式燃烧炉rto。沸石分子筛转轮解吸时的热力源采用焚烧厂的余热蒸汽或rto燃烧炉高温烟气。
6.本发明一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法包括如下步骤：
7.1)废气收集，由废气收集系统将危险废物料堆积区挥发出的voc废气进行收集。
8.优选的，在废气收集工序中为保证废气收集效果，voc废气收集空间换气次数设置为3～8次/h，总风量设置为200000m3/h。
9.2)喷淋，将收集的voc废气输送至碱性溶液喷淋系统对voc废气中酸雾、氨挥发性组分进行化学融合反应。
10.优选的，所述喷淋系统的碱性溶液ph值设置在10～14之间。
11.3)过滤，经过喷淋处置后的废气进入过滤系统对废气中悬浮颗粒物进行过滤。
12.较佳的，所述过滤系统为具有四层过滤结构的高效过滤器，其设置有两层f级和两层f6过滤网，根据前后系统压力差确定过滤网的更换频次，总过滤效果不低于f9级。
13.4)第一级沸石吸附，喷淋过滤后的voc废气通过第一级沸石吸附装置，废气中的voc被吸附在第一级沸石分子筛吸附转轮上，经过吸附后的废气检测达标向外排放。
14.5)第一级沸石解吸，通过高温气体对第一级沸石分子筛转轮上的吸附的voc成分进行解吸脱附，解吸后被浓缩voc高含量的废气进入焚烧工序。
15.具体的，在所述第一级沸石分子筛转轮设置有吸附、解吸、冷却三个区域，所述沸石分子筛转轮吸附、解吸、冷却三个区域面积比小于或等于12：1：1。
16.优选的，在第一级沸石解吸过程中通过调节沸石转轮的转速，调节voc废气与解吸废气的风量比，沸石转轮的转速范围为0.5～8r/h。
17.具体的，在第一级沸石解吸工序中的高温气体为焚烧厂焚烧系统的余热蒸汽或rto燃烧炉高温烟气与第一级沸石吸附后voc低含量废气的混合气体，所述高温气体温度为150～230℃。
18.具体的，第一级沸石转轮吸附的后废气中voc浓度为3mg/m3，风200000m3/h，排放速率0.6kg/h。
19.6)第二级沸石吸附，经过第一级沸石解吸处理后的voc含量较低的热废气经冷却温后进入第二级沸石转轮分子筛进行吸附，经过吸附后的废气检测达标向外排放。
20.7)第二级沸石解吸，通过高温气体对第二级沸石分子筛转轮上的吸附的voc成分进行解吸脱附，解吸后被浓缩voc高含量的废气进入焚烧工序，
21.具体的，在所述第二级沸石分子筛转轮设置有吸附、解吸、冷却三个区域，所述沸石分子筛转轮吸附、解吸、冷却三个区域面积比小于或等于12：1：1。
22.具体的，通过调节第二级沸石解吸转轮的转速，调节voc废气与解吸废气的风量比，较佳的，沸石转轮的转速范围为0.5～8r/h。
23.具体的，第二级沸石解吸工序中的高温气体为焚烧厂焚烧系统的余热蒸汽或rto燃烧炉高温烟气与第一级和第二级沸石吸附后voc低含量废气的混合气体，所述高温气体温度为150～230℃。
24.具体的，第二级沸石转轮吸附后的废气中voc浓度为4mg/m3，风量13000m3/h，排放速率为0.053kg/h。
25.8)焚烧，第一级和第二级沸石解吸后的voc高含量的废气作为助燃风直接进入焚烧厂焚烧系统进行焚烧或采用蓄热式燃烧炉rto来完成对第一级和第二级沸石解吸后的voc高含量废气的焚烧。
26.本发明一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法与现有技术相比具有如下有益的效果：
27.1)采用两级的沸石分子筛转轮作为吸附装置，两级转轮循环工作提高了voc有害物质吸附解吸的速度，对废气中的voc有害物质吸附处理更为彻底。
28.2)将两级的沸石分子筛转轮解吸浓缩后的废气作为焚烧系统的助燃风予使用，降低了废气处置系统的处置成本。
29.3)利用焚烧系统或rto燃烧炉产生余热蒸汽/高温烟气对冷空气进行加热，提高了危险废物焚烧厂的余热利用率。
30.4)对危险废物焚烧厂voc废气处置后，voc排放指标均可达到广东省地标《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(db 44/814
‑
2010)ii时段排放限，实现了危险废物焚烧厂voc废气稳定达标排放，最大限度地使其无害化和资源化。
31.根据检测报告，经本发明所述voc废气处置方法处理的焚烧厂voc主要污染物因子处置前后数值如下表1所示。
32.表1a危险废物焚烧厂voc废气污染物因子
[0033][0034]
废气处置后的排放指标远低于广东省地标《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(db 44/814
‑
2010)ii时段排放限，标准中的相关标准值见下表2。
[0035]
表2 voc废气有组织排放指标
[0036]
项目单位限值总voc排放浓度mg/m330总voc排放速率kg/h2.9
附图说明
[0037]
图1是本发明一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法的工艺流程图
具体实施方式
[0038]
本发明所述的一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法应用于a危险废物焚烧厂危险废物料堆积区产生的voc废气，所述处置方法依次包括：
[0039]
1)废气收集、2)喷淋、3)过滤、4)第一级沸石吸附、5)第一级沸石解吸6)第二级沸石吸附、7)第二级沸石解吸和8)焚烧工序。
[0040]
所述8)焚烧工序由焚烧厂焚烧系统来完成或由rto焚烧炉来完成。
[0041]
所述4)第一级沸石吸附、5)第一级沸石解吸、6)第二级沸石吸附、和7)第二级沸石解吸采用沸石分子筛装置来完成。
[0042]
所述沸石分子筛装置设置有为吸附区、解吸区和冷却区三个功能区，沸石分子筛转轮在各个功能区连续运转。
[0043]
具体的吸附区，废气通过高效过滤装置后，送至沸石分子筛转轮的吸附区。在吸附区吸附转轮缓慢旋转，含挥发性有机化合物voc的废气通过吸附转轮时，其中的废气voc成分被转轮中的吸附剂所吸附，未被吸附的剩余气体经检测达标后直接向外排放。
[0044]
具体的解吸区，沸石分子筛转轮吸附能力逐渐趋向饱和，转轮逐步失去对废气voc成分的吸附能力。在解吸区域高温空气穿过吸附饱和的转轮，沸石转轮上吸附的voc被高温逆向脱附浓缩，脱附浓缩后的voc高含量气体在脱附风机的带动下进入8)焚烧工序。
[0045]
具体的冷却区，为保证沸石分子筛转轮具有较高的吸附效率，需对高温脱附后的转轮进行冷却，通过空气冷却器吸入的冷空气对高温脱附后的转轮进行冷却，从而恢复了转轮的吸附能力。
[0046]
下面结合附图对本发明一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法其工艺流程和原理作进一步说明。
[0047]
具体的图1所示：
[0048]
1)废气收集，通过废气收集系统将危险废物料堆积区挥发出的voc废气进行收集。
[0049]
所述废气收集系统包括大功率离心风机、玻璃钢风管、控制风阀等，voc废气在大功率离心风机负压吸力的作用下进入玻璃钢风管，玻璃钢风管voc废气流量通过控制风阀进行精确调节。
[0050]
危险废物料堆积区空间换气次数依据场地废气产生的浓度和空间温湿度等情况，优选设置为3～8次/h，总风量合计200000m3/h。
[0051]
2)喷淋，将收集的voc废气输送至碱性溶液喷淋系统对voc废气中酸雾、氨等挥发性组分进行化学融合反应处理。
[0052]
voc废气中酸雾、氨等挥发性组分在喷淋系统中与碱性喷淋溶液充分接触，以吸附废气中所含的h2s、颗粒物、氨及少量水溶性voc污物，反应后废气中的酸雾、氨等挥发性组分污染物融合在碱性液体中与含有其他成分的voc废气分离。
[0053]
所述碱性喷淋溶液ph值优选设置在10～14之间。
[0054]
3)过滤，经过喷淋处置后的废气进入过滤系统对废气中悬浮颗粒物进行过滤。
[0055]
所述过滤系统为具有四层过滤结构的高效过滤器，其设置有两层f级和两层f9过滤网，可有效降低废气中的颗粒物、水雾。
[0056]
较佳的，根据前后系统压力差确定过滤网的更换频次，使废气过滤效果不低于f9级。
[0057]
4)第一级沸石吸附，经过过滤处理后的废气通过第一级沸石转轮吸附区，废气中的voc成分被沸石分子筛转轮中的吸附剂所吸附。
[0058]
所述过滤后的含挥发性有机化合物voc的废气通过第一级沸石分子筛转轮的吸附区域时，吸附转轮缓慢旋转，其中的废气中voc成分被转轮表面的吸附剂所吸附。大风量低浓度的含有voc成分废气经过第一级沸石分子筛吸附后，废气中voc浓度为3mg/m3，风量200000m3/h，排放速率0.6kg/h，分子筛的voc吸附去除效率为95％。经过第一级沸石分子筛转轮吸附后的废气如符合排放标准可直接向外排放。
[0059]
5)第一级沸石解吸，通过热空气对第一级沸石分子筛转轮上的吸附的voc成分进行解吸浓缩脱附，解吸后被浓缩的高含量的voc废气以助燃风方式进入焚烧工序，脱附后的第一级沸石分子筛转轮经冷却后恢复吸附能力。
[0060]
所述吸附区域voc含量较低的废气与焚烧厂焚烧系统产生的余热蒸汽混合加热至150～230℃后进入第一级沸石转轮的解吸区，在温度较高voc热空气的作用下，沸石转轮表面附着的voc成分被解吸后与voc含量较低混合热气流脱离，脱离后的voc成分形成的风量
缩小15倍，其voc浓度为850mg/m3的温度为100℃左右的低风量浓缩废气，所述voc浓缩废气进入焚烧处置工序，第一级沸石分子筛转轮经冷空气降温后恢复吸附能力。
[0061]
所述第一级沸石转轮的转速调节设置范围为0.5～8r/h，通过调节沸石转轮的转速可调节进入第一级沸石转轮吸附区的voc废气与经第一级沸石解吸解吸后浓缩废气的风量比。
[0062]
所述第一级沸石转轮吸附装置吸附、解吸、冷却三个区域面积比小于或等于12：1：1。
[0063]
第一级沸石解吸处理后的voc含量较低废气与焚烧厂焚烧系统的余热蒸汽经检测后达不到排放标准时，所述热废气进入第二级沸石转轮吸附。
[0064]
6)第二级沸石吸附，经过第一级沸石解吸处理后的voc含量较低的热废气经冷却温后进入第二级沸石转轮分子筛吸附区。
[0065]
所述voc含量较低混合热流废气经过空冷器降温至30
±
5℃，经过第二级沸石分子筛转轮吸附后的废气中voc浓度为4mg/m3，风量13000m3/h，排放速率为0.053kg/h，分子筛的voc吸附去除效率为99.50％。
[0066]
经过第二级沸石分子筛转轮吸附后的废气如符合排放标准可直接向外排放。
[0067]
7)第二级沸石解吸，通过热空气对第二级沸石分子筛转轮上的吸附的voc成分进行解吸脱附，解吸后被浓缩的高含量的voc废气以助燃风方式进入焚烧工序脱附后的第二级沸石分子筛转轮经冷却后恢复吸附能力。
[0068]
所述第二级沸石吸附区域voc含量较低的废气与焚烧厂焚烧系统产生的余热蒸汽混合加热至150～230℃后进入第二级沸石转轮的再生区，在温度较高voc热空气的作用下，沸石转轮表面附着的voc成分被解吸后与所述voc含量较低混合热流废气脱离，脱离后的voc成分形成的风量缩小5倍，缩小后的风量2600m3/h左右，其voc浓度为4250mg/m3的温度为100℃左右的低风量浓缩废气，所述voc浓缩废气以助燃风方式进入焚烧处置工序。
[0069]
所述第二级沸石分子筛转轮的转速调节设置范围为0.5～8r/h，通过调节沸石转轮的转速可调节进入第二级沸石分子筛转轮吸附区的voc废气与经步第二级沸石解吸区解吸后浓缩废气的风量比。
[0070]
所述第二级沸石转轮吸附装置吸附、解吸、冷却三个区域面积比小于或等于12：1：1。
[0071]
图1所示，所述第一级沸石解吸工序和第二级沸石解吸工序产生的低风量高浓度的voc浓缩废气焚烧工序可采用如下两种焚烧模式。
[0072]
具体的模式一：
[0073]
焚烧工序采用焚烧厂内焚烧系统来完成，第一级沸石解吸和第二级沸石解吸产生的voc浓缩废气可直接作为焚烧系统助燃风进入焚烧系统的焚烧炉，voc被高温氧化分解为水和二氧化碳等烟气，焚烧后的烟气经过相应的尾气处理系统处置达标后排放。焚烧系统产生的余热蒸汽可供第一级沸石解吸和第二级沸石解吸使用，用于加热温度较低的voc废气促进沸石转轮表面附着的voc成分加速解吸。
[0074]
具体的模式二：
[0075]
当焚烧厂的焚烧系统因故障或例行检修停炉时，第一级沸石解吸和第二级沸石解吸产生的voc浓缩废气可进入配套的rto焚烧系统进行处置，rto焚烧系统的焚烧温度为750
～850℃，voc被高温氧化分解为水和二氧化碳等烟气，焚烧后的烟气经过相应的尾气处理系统处置达标后排放。rto焚烧系统产生的余热蒸汽可供第一级沸石解吸和第二级沸石解吸使用，用于加热温度较低的voc废气促进沸石转轮表面附着的voc成分加速解吸。
[0076]
以上是本发明实施例所提供的一种危险废物焚烧厂的voc废气处置方法的详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在发明的保护范围之内。