最新低温等离子废气处理方案.wps.doc

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第29页

蚌埠江林鱼粉厂有机废气

综合治理项目

设计方案

项目编号：

20150329

编制日期：

2015年3月

一综述 3

1.1项目概述 3

1.1.1项目名称 3

1.1.2业主单位概况 4

1.1.3设计原则 4

1.1.4设计依据 5

1.1.5设计范围 5

1.1.6设计采用标准及规范 5

1.1.5施工规范和标准 5

二异味恶臭气体的危害及常用处理方法 6

2.1异味恶臭气体来源 6

2.2国内外异味恶臭气体常用的处理方法 7

3.1低温等离子体技术简介 11

3.2低温等离子体技术特点和产生方式 13

四工程基本情况 19

4.2项目规模 19

4.3工程位置 19

4.4工艺流程确定 19

4.6编制范围 21

4.7各系统单元描述 21

4.8安全控制简介 24

4.9安全停机介绍 26

五设备运行费用 27

5.1系统功耗及运行费用 27

六工程投资 28

七公用工程 33

7.2给水 33

7.3排水 33

7.4消防 33

7.5环境协调 33

八工程实施周期 34

九人员培训与要求 35

十售后服务承诺 36

一综述

1.1项目概述

1.1.1项目名称

·项目名称：

蚌埠江林鱼粉厂有机废气异味综合治理工程

·业主单位：

蚌埠江林鱼粉厂

·方案设计单位：

安徽华汇环保科技有限公司

·

1.1.2业主单位概况

蚌埠江林鱼粉厂主要生产鱼粉、鱼油、脱脂鱼粉、全脂鱼粉、鱼排粉，并采用现代加工技术，将优质海鱼经过蒸煮、压榨、烘干等程序精制而成。

另外还配备了国内先进脱脂鱼粉生产线，严格按照国家GB/T19164-2003的标准执行生产，通过有关部门抽样检测，各项理化指标和感观质量均以达到或超过国家有关质量要求。

并于获得了安徽省畜牧兽医局颁发的动物源性饲料产品生产企业安全卫生合格证书，该鱼粉具有质量稳定可靠，新鲜度好，鱼粉香味浓郁，蛋白质含量高，易分解，易消化，易吸收的特点。

适合畜牧业、养殖业、水产业等。

受该公司委托，安徽华汇环保科技有限公司为其编制异味气体处理初步设计方案。

我们本着工艺成熟可靠、整体布局合理、运行管理方便、处理成本低的设计原则，编写本方案。

1.1.3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）防火防爆.确保安全.

1.1.4设计依据

1）业主提供的与本项目有关的技术资料、检测报告

2）《中华人民共和国环境保护法》（1989-12-26）

3）《中华人民共和国大气污染防治法》（2000-04-29）

4）环境空气质量标准（GB3095-2012）

5）国发（1996）31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》

6）中华人民共和国主席令第72号《中华人民共和国清洁生产促进法》

7）《国家环境保护“十二五”计划》

8）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

9）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）

10）《建设项目环境保护设计规范》

11）《采暖通风和空气调节设计规范》GB50019-2003

12）《建筑设计防火规范》GB50016-2006

13）《供配电系统设计规范》GB50052-1995

14）本公司同类项目废气治理工程经验

1.1.5设计范围

异味气体处理的收集、工艺设计、设备及安装工程、电气工程、高空排放等。

1.1.6设计采用标准及规范

本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范：

1）《环境保护档案管理规范建设项目环境保护管理》（HJ/T8.3-1994）

2）《建设项目环境保护管理条例》（1998年11月29日国务院令）

3）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

4）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）

5）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）

6）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

7）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）

8）《环境空气质量标准》（GB3095-2012）

9）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

10）《建筑结构荷载规范（2006版）》（GB50009-2001）

11）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）

12）《社会生活环境噪声排放》（GB22337-2008）

13）《污水排入合流管道的水质标准（附条文说明）》（DBJ08-19904-1998）

14）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）

15）《化工建设项目环境保护设计规定》（HJ/T20667-2005）

16）《城市环境卫生专用设备》（CJ/T16-1999）

17）《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：

通用要求》（GB3836.1-2000）

18）《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：

隔爆型》（GB3836.2-2000）

19）《爆炸性气体环境用电气设备第13部分：

爆炸性气体环境用电气设备

的检修》（GB3836.13-1997）

20）《爆炸性气体环境用电气设备第15部分：

危险场所电气安装（煤矿除

外）》（GB3836.15-2000）

21）《爆炸性气体环境用电气设备第16部分：

电气装置的检查和维护（煤矿

除外）》（GB3836.16-2006）

22）《低压配电设计规范》（GB50054-1995）

23）《国家电气设计安全技术规范》（GB19517-2004）

24）《系统接地的型式及安全技术要求》（GB50054-1995）

25）《外壳防护等级（IP代码）》（GB4208-2008）

26）《低压电力线路和电子设备系统的雷电过电压绝缘配合》（GB/T21697

－2008）

1.1.5施工规范和标准

本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范：

1）《钢筋混凝土工程施工操作规程》（YSJ403-1989）

2）《地下防水工程质量及验收规范》（GB50208-2002）

3）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）

4）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）

5）《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》（HGJ229-1991）

6）《防腐蚀工程施工操作规程》（YSJ411-1989）

7）《地基与基础工程施工操作规程》（YSJ402-1989）

8）《厂区吊装作业安全规程》（HG23015-1999）

9）《大型设备吊装安全规程》（SY6279-2008）

10）《特种结构工程施工操作规程》（YSJ405-1989）

11）《砌筑工程施工操作规程》（YSJ406-1989）

优先采用中华人民共和国的规范。

二异味恶臭气体的危害及常用处理方法

2.1异味恶臭气体来源

异味是大气、水、土壤、固体废弃物等物质中的异味物质，通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起的不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。

异味物质的种类很多，迄今为止，凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有4000多种，但通常大致分为三类：

①含硫的化合物，如硫化氢、硫醇类、二甲基硫、硫醚类及含硫的杂环化合物等；②含氮的化合物，如氨、胺类、腈类、硝基化合物及含氮杂环化合物等；③碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物（低级醇醛、脂肪酸等）。

其中对人体影响较大的八大恶臭物质是：

硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。

而我们通常所指的恶臭气体,是指在空气中扩散带有恶臭的气体，简称臭气。

恶臭气体的来源分布广泛，主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂、以及公厕、粪便转运站等场所。

污水中的蛋白质、脂肪,碳水化合物的厌氧、好氧过程的产物或不完全产物而产生恶臭物质，如硫化氢

（H2S）、氨（NH3）、吲哚（C8H5-NHCH3）、三甲胺（CH3）3N、甲硫醇类CH3SH、

二甲二硫（CH3SSCH3）、甲硫醚CH3SCH3）、乙醛、低级醇、脂肪酸等，这些

物质散发到空气中不仅使人感到不快、恶心、头疼、食欲不振、妨碍睡眠、嗅觉

失调、情绪不振、爱发脾气以及诱发哮喘等，甚至会引起急性疾病。

为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患，恶臭源的控制已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。

2.2国内外异味恶臭气体常用的处理方法

目前，国内外异味废气常用的处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法等。

2.2.1燃烧法

燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

（1）催化燃烧法

催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化，在处理低浓度的废气时，由于要维持300～400℃的催化燃烧温度，需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值，但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题，使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。

（2）直接燃烧法

直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧，直接焚烧工艺成熟，控制一定的温度条件下污染物去除效率高，焚烧彻底，但在使用过程中经常会产生以下问题：

①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二噁英类强致癌物质，尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生，为避免二噁英类物质产生，须提高燃烧温度在1200℃以上，保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高，而且对焚烧炉的要求也大大提高。

②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题，尤其是在高温状态下，氯化氢的腐蚀性能大大增强，不仅对管道存在腐蚀，更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀，存在较大的安全隐患。

③若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下，采用燃烧法极易产生二次污染物质二噁英、氮氧化合物和硫氧化合物。

④焚烧时存在爆炸的潜在危险，尤其是易挥发性可燃气体，若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。

2.2.2氧化法

氧化法主要采用投加氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂来破坏污染物分子，具有反应快，处理装置简单等优点。

其缺点是净化效率不高，氧化剂投

加量难以控制。

2.2.3吸收法

利用污染物质的物理和化学性质，使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。

该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高，运转管理方便，但对设备及运行管理要求较高，而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。

2.2.4吸附法

该方法是当污染物质通过装有吸附剂（如活性炭、疏水分子筛等）的吸附塔时，利用该吸附剂对污染物的强吸附力，将污染物质吸附下来，从而达到净化废气的目的。

该方法设备简单，去除效果好，多用于净化工艺的末级处理。

但该方法也存在对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点，特别是吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中，是一种不彻底的解决途径。

2.2.5光催化技术

光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点，但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率，而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效，目前光催化技术很难用于大规模工业化应用，多局限于实验研究及小风量应用阶段。

2.2.6生物法

生物法是近年来研究较多的一种处理工艺，该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。

生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显，具有能耗低的优点，但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响等缺点，同时生物法对自动化程度和运行管理要求较高，而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理，对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。

从目前国内大多数生物法处理工程来看，运行一段时间后，大多数工程均出现处理效果差、运行不稳定的缺点。

目前应用较多的生物法主要为生物过滤法。

生物过滤法处理过程是由天然滤料来吸附和吸收恶臭气流中的臭气，然后由生长在滤料中的细菌和其它微生物来氧化降解。

通常情况下，这些天然滤料上本身固有的细菌和其它微生物就足以用来除去臭气。

生物过滤法主要有两种布置方式，生物过滤池（可在地面以上和以下）和生物过滤塔。

近年来，也衍生出不少其它设计方案，如美国BIOCUBE公司的PENTPACK和LS－100型多层模块式设计。

（1）生物过滤法工作原理

生物过滤是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体（填料），气味物质先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成废气的除臭过程。

固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，因为微生物生长需要足够的有机养分，所以固体载体必须具有高的有机成分。

要使微生物保持高的活性，还必须为之创造一个良好的生存条件，如：

适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分等。

（2）生物过滤池的影响因素

反应速度的快慢取决于气体成分的浓度和性质，填料上的微生物种类、数量和活性，温度，废气和填料的湿度，pH值。

停留时间由体积流量、自然堆放体积和空池体积决定。

环境条件变化会影响微生物的生长繁殖，因此在试运行时或改变工况时要考虑生物过滤池会有一个适应期。

（3）工艺条件控制

从气味源收集到的气体被送到生物过滤池处理，进过滤池的空气要求潮湿，相对湿度必须为80%～95%，否则填料会干化，微生物将失活。

为了防止过滤池被堵塞，必须在空气进入以前除去其中的小颗粒，所以空气进入以前要进行水洗以提高湿度，并去除灰尘和分离油分。

运行中要调节喷水量，维持洗涤器中气体达到所要求的湿度，用于喷淋的水可以是自来水、厂区工业用水或者过滤池本身的渗水。

近20年来，生物过滤法被越来越广泛地用于污水，污泥处理和垃圾处置设施的恶臭控制，但是发展还是比较缓慢，而且生物过滤法仍处于研究和发展阶段，还有许多方面需要更进一步的理论研究和实践经验。

生物过滤法的生化反应过程需要相对较长的停留时间，从而需要很大的占地面积。

另外某些复杂和高浓度的恶臭气流处理的局限性也阻碍了它的推广应用。

3.1低温等离子体技术简介

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。

放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。

低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应最终转化成CO2和H2O,以达到降解污染物的目的。

低温等离子体技术具有以下优点：

1.放电产生的低温等离子体中，电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。

2.反应快，不受气速限制。

3.采用防腐蚀材料，

4.只需用电，操作极为简单，无需派专职人员看守，基本不占用人工费。

5.设备启动、停止十分迅速，随用随开，不受气温的影响。

6.气阻小，适用于大风量的废气处理。

低温等离子体净化工业废气的工作原理:

等离子体中能量的传递大致如下：

图3-1等离子体中能量传递图

低温等离子放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。

从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。

废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。

等离子体化学反应过程大致如下：

（1）.电场＋电子高能电子

（活性基团）

（2）.高能电子＋污染物

游离基团

受激原子

受激基团

{}

（3）.活性基团＋氧气生成物＋热

（4）.活性基团＋活性基团生成物＋热

从以上反应过程可以看出，电子先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到污染物分子中去，那些获得能量的污染物分子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团。

然后这些活性基团与氧气、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。

3.2低温等离子体技术特点和产生方式

低温等离子体技术应用于恶臭气体治理，具有处理效果好（几乎可以处理目前常见的各种恶臭气体）、运行费用低廉（每立方米气量运行费用仅为0.1～2分钱）、无二次污染、运行稳定操作管理简便即开即用等优点。

该技术可广泛应用于石油化工、制药、食品、污水处理厂、涂料、皮革加工、感光材料、汽车制造等诸多行业有机废气的治理以及采用其它方法很难解决的废气的治理。

3.2.1低温等离子体产生方式

低温等离子体产生方式主要有两种放电方式,分别是电晕形式和戒指阻挡形式.根据处理废气的浓度和所含污染物的类型来选择合适的放电方式.

低温等离子体产生方式如图3-2:

四工程基本情况

4.1污染源分析

本工程废气主要成分为：

胺，硫化氢，复合恶味异臭及其他有机气体。

4.2项目规模

根据业主提供数据和我公司现场勘查，本项目总风量设计为30000m3/h。

4.3工程位置

根据贵公司实际情况要求，设备放置在场内空地上。

4.4工艺流程确定

根据业主提供的有关资料，结合我公司在恶臭废气处理的经验，经过对其恶

臭废气进行分析，初步决定采用以“喷淋塔+预处理+低温等离子体+催化氧化”为核心的组合处理工艺；废气经处理后直接通过烟囱进行排放，完全满足排放标准。

废气首先经过喷淋洗涤塔和除水器，废气中的细粉尘及水分得到去除，为后续等离子体处理提供优越条件。

经过喷淋塔后的气体会带出部分液滴，需采用除水器去除。

随后废气经过低温等离子设备，在等离子体设备内，高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物发生作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

然后经等离子处理后的废气再经过催化氧化深度处理氧化器，利用等离子产生的臭氧在氧化器内进一步分子碎片进行反应，以保证处理效果。

最后处理后洁净的气体由排气筒排放。

本项目拟处理的废气考虑运营成本及管理维护方便性，本方案工艺路线拟采用以“低温等离子净化技术”为核心的工艺来处理该废气。

该工艺路线示意图如图4-1：

废气收集排放

预处理水洗塔

引风机

静电除雾器

反应氧化塔

低温等离子体净化装置

图4-1废气处理工艺路线示意图

4.5工艺流程简介

4.5.1工艺流程图

工艺流程示意图

废气收集后进入水洗喷淋塔进行前期预处理，处理后进入“低温等离子体”反应器单元，在该区域由于高能粒子的作用，使异味分子受激发发生分子键断裂，同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生·OH、活性氧·O、臭氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质会与异味分子反应，使其分解，增加氧化反应塔使其反应更加充分，工艺最后一节喷淋氧化塔吸收废气中的其他物质，从而促进异味消除彻底达到消除废气中有害物质的目的。

风机使前期系统产生微负压，最后达标排放。

4.6编制范围

本设计包含范围：

成套设备：

QDJX-Ⅱ型低温等离子体反应器控制设备；

低温等离子体反应器和其他设备之间的管道阀门等及其安装。

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。

4.7各系统单元描述

（1）收集系统

对任何一个高效的废气控制和处理系统而言，废气收集系统都是一个极为重要的关键要素。

因为这一系统从源头处决定了废气控制和处理系统的处理大小。

废气收集及输送系统设计得合理与否很大程度上影响着整个废气控制和处理系统的处理效果。

（2）低温等离子体除异味设备的描述

低温等离子反应器：

型号：

QDJX-II-80

总功率：

12KW

输入电压：

220V

数量：

12组

材质：

不锈钢

反应器示意图

说明:

低温等离子体分子裂解装置具有处理效果好、运行费用低、耐冲击负荷能力强、运行稳定可靠、即开即用、即关即停等优点。

低温等离子体氧化反应器为方形一体化设备，反应管、电源、内外电极、高压驱动、控制系统等均装配在一体化设备壳体内，考虑使用地点的特殊情况

①内壳体为长方形密闭无泄漏结构，管道材质为不锈钢，壳体材料为不锈钢。

使用温度100℃以下，其剪切强度、弹性模量，保证本体有足够的刚度，设备使用寿命＞10年。

②设备接管上装有压力、温度、风速、介质浓度等的检测采样口。

③内部设有接受管和发射管集成系统。

④所有紧固件均用不锈钢材料。

.

（3）喷淋水洗塔

吸收塔由循环泵、不堵塞喷嘴、喷管、除雾气、循环水箱、填料、液位计等组成，实行一体化装置。

设备型号：

JXPLT-30000

处理气量30000m3/h.

数量：

2套

材质：

玻璃钢

附