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1項目概況

1.1 項目簡介

公司在產(chǎn)品加工過程中使用天然氣加熱，會產(chǎn)生氮氧化物。氮氧化物(NOX)是造成大氣污染的主要污染源之一，造成NOX的產(chǎn)生的原因可分為兩個方面：自然發(fā)生源和人為發(fā)生源。自然發(fā)生源除了因雷電和臭氧的作用外，還有細菌的作用。自然界形成的NOX由于自然選擇能達到生態(tài)平衡，故對大氣沒有多大的污染。然而人為發(fā)生源主要是由于燃料燃燒及化學工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的。例如：火力發(fā)電廠、煉鐵廠、化工廠等有燃料燃燒的固定發(fā)生源和汽車等移動發(fā)生源以及工業(yè)流程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，排放NOX的量占到人為排放總量的90%以上。據(jù)統(tǒng)計全球每年排入到大氣的NOX總量達5000萬t，而且還在持續(xù)增長。

這些氮氧化物的危害主要包括: ①NOX 對人體及動物的致毒作用; ②對植物的損害作用;③NOX是形成酸雨、酸霧的主要原因之一; ④NOX 與碳氫化合物形成光化學煙霧;⑤NOX 亦參與臭氧層的破壞。

1.2 設(shè)計依據(jù)、原則和治理目標

1.2.1設(shè)計依據(jù)

《中華人民共和國環(huán)境保護法》；

《建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例》；

《中華人民共和國大氣污染防治法》；

《中華人民共和國噪聲污染防治法》；

《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》；

《大氣污染物綜合排放標準》；

《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》；

《四川省大氣污染物排放標準》DB51/186-1993

《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）

1.2.2設(shè)計原則

（1）認真貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護的方針和政策，使設(shè)計符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范。經(jīng)處理后排放的粉塵符合國家和地方的有關(guān)排放標準和規(guī)定。

（2）采用先進、可靠的控制技術(shù)。

（3）工藝流程先進、簡潔、可靠，便于操作管理。

1.2.3 治理目標

本工程設(shè)計污染物排放指標執(zhí)行《GB16297-1996大氣污染物排放標準》和地方政府要求，結(jié)合甲方提供資料，治理后排放指標見下表：

表1-1  氮氧化物廢氣排放標準

 

1.3 設(shè)計范圍

本工程設(shè)計范圍：設(shè)計廢氣處理系統(tǒng)，使其與現(xiàn)有及擬建生產(chǎn)線相匹配，實現(xiàn)生產(chǎn)車間廢氣達標排放。

處理系統(tǒng)配置包括：治理設(shè)備、通風機、電氣控制系統(tǒng)、排風管道、閥門等。

2 氮氧化物廢氣治理措施

由于低NOX燃燒技術(shù)降低NOX排放效率較低（一般在50%以下），因此，當NOX的排放標準要求比較嚴格時，就要考慮采用燃燒后的煙氣脫硝技術(shù)來降低NOX的排放量。煙氣脫硝技術(shù)分為包括氣相反應法、等離子體活法、吸附法、液體吸收法、微生物法等。

2.1 氣相反應法

1) 選擇性催化還原法（SCR）

該法是在一定的溫度和催化劑作用下，利用氨或烴做還原劑可選擇性地將NOX 還原為氮氣和水的方法。此法對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響不大，是目前脫硝效率較高，最為成熟，且應用最廣的脫硝技術(shù)。

SCR技術(shù)是還原劑（NH3）在催化劑的作用下，將煙氣中NOx還原為氮氣和水?！斑x擇性”指氨有選擇地將 NOx 進行還原的反應。催化反應溫度在320℃ ~400℃。該技術(shù)無副產(chǎn)品，脫硝效率能達80~90％以上。

2) 選擇性非催化還原法（SNCR）

選擇性非催化還原法是在900～1100℃溫度范圍內(nèi)，無催化劑作用下，通過注入氨、尿素等化學還原劑還原劑可選擇性地把煙氣中的NOX 還原為N2 和H2O，達到去除的目的。在SNCR 法中溫度的控制是至關(guān)重要的。由于沒有催化劑加速反應，故其操作溫度高于SCR 法。為避免NH3 被氧化，溫度又不宜過高。目前的趨勢是以尿素代替NH3作還原劑。采用該方法一般可使NOX降低50%～60%。

3) 混合型SNCR/SCR

混合型SNCR/SCR方法是將選擇性催化還原法于選擇性非催化還原法聯(lián)合起來使用的一種方法，此法前端溫度在900～1100℃范圍內(nèi)，后端溫度在320℃~400℃范圍內(nèi)。前段無催化劑，后段加裝少量催化劑，主要由TiO2, V2O5, WO3組成。脫硝效率可達80%以上。

2.2 固體吸附法

固體吸附法主要包括分子篩法、泥煤法、硅膠法、活性炭法、NO_XSO 法和氧化銅吸附法等。

1) 分子篩法

常用的分子篩主要有絲光沸石Na2A12Si10O2 ·7H2O。該物質(zhì)對N 有較高的吸附能力，在有氧條件下，能夠?qū)?/span>NO氧化為NO2加以吸附。

2) 泥煤法

國外采用泥煤作為吸附劑來處理NOX廢氣，吸附N 后的泥煤，可直接用作肥料不必再生，但是機理很復雜，氣體通過床層的壓力較大，目前仍處于實驗階段。

3) 硅膠法

以硅膠作為吸附劑先將NO氧化為NO2。再加以吸附，經(jīng)過加熱便可解吸附，當NO2的濃度高于0．1 ，NO的濃度高于1%～1．5%時，效果良好，但是如果氣體含固體雜質(zhì)時，就不宜用此方法，因為固體雜質(zhì)會堵塞吸附劑空隙而使吸附劑失去作用。

4) 活性炭法

此法對NOX的吸附過程吸附劑伴有化學反應發(fā)生。NOX被吸附到活性炭表面后，活性炭對NOX有還原作用，反應式如下：

C+2N0 —> N₂+CO₂

2C+2N0₂ —> 2CO₂+N₂

缺點在于對NOX的吸附容量小且解吸再生麻煩，處理不當又會造成二次污染，故實際應用有困難。但是有報道指出[1引，現(xiàn)在已經(jīng)有人根據(jù)物理化學原理，采用“炭還原”法處理N 廢氣，取得了突破性進展。發(fā)生的反應與活性炭吸附法發(fā)生的反應相同。但是用的是焦炭而不是活性炭。工藝過程為：由鼓風機鼓人少量空氣，將產(chǎn)生的NOX帶出，經(jīng)過管道送人NOX處理器。在一定條件下，NOX與加人處理器中的反應物(焦炭)發(fā)生氧化還原反應，NOX最終以N2的形式排出。

2.3 液體吸收法

此法是利用氮氧化物通過液體介質(zhì)時被溶解吸收的原理，除去NOX廢氣。此方法設(shè)備簡單、費用低、效果好，故被化工行業(yè)廣泛采用，現(xiàn)在主要的方法有：

1) 水吸收法

用水作吸收劑, 對NOx 進行吸收,吸收效率低,僅可用于氣量小,凈化要求不高的場合。不能凈化NO 為主的含氮廢氣。

2) 稀硝酸吸收法

用稀硝酸作吸收劑對NOX進行物理吸收與化學吸收?？梢曰厥?/span>NOX,有一定的經(jīng)濟效益,但能耗較高。

3) 堿液吸收法

比較各種堿液的吸收效果，以NaOH作為吸收液效果最好，但考慮到價格、來源、操作難易以及吸收效率等因素，工業(yè)上應用最多的吸收液是Na2C03。

4) 氧化吸收法

對于含NO較高的NOX廢氣, 用濃HNO3、O3、NaClO、KMnO4 等作氧化劑,先將NOX吸收法中的NO部分氧化成NO2, 然后再用堿性溶液吸收, 以提高凈化效率,費用較高。

5) 尿素溶液吸收法

應用尿素作為氮氧化物的吸收劑，其主要的反應為：

NO+NO₂ —> N₂0₃；N₂0₃+H₂O —> 2HNO₂；

(NH₂)₂CO+2HNO₂ —> CO₂+2N₂+3H₂O

此法運行費用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染。然而，只用尿素溶液吸收，尾氣中氮氧化物濃度仍高達0．06%～0．08%。為進一步提高凈化效率，用弱酸性尿素水溶液吸收，通?？梢约恿蛩?、硝酸、鹽酸或者醋酸。吸收液的溫度控制在30℃～90℃，pH值在1～3之間，吸收后尾氣中NOX的去除率高達99．95%。

6) 吸收還原法

吸收還原法是用亞硫酸鹽、硫化物、硫代硫酸鹽、尿素等水溶液吸收氮氧化物, 并使其還原為N2。亞硫酸銨具有較強的還原能力, 可將NOx還原為無害的氮氣, 而亞硫酸銨則被氧化成硫酸銨, 可作化肥使用。亞硝酸與尿素反應生成氮氣、CO2和水, 它與亞硫酸銨法一樣,尿素作為還原劑, 對NO2 進行還原, 其反應式為:

NH₂CONH₂ + 2HNO₂  —>  2N₂+CO₂+3H₂O

3 處理工藝流程及經(jīng)濟技術(shù)指標

3.1 氮氧化物廢氣治理工藝

根據(jù)甲方提供的資料，廢氣主要成分如下圖：

廢氣溫度為250℃，排放量為7500 Nm³/h,考慮到前方廢氣溫度較高，擬引入部分空氣進行降溫，系統(tǒng)設(shè)備選型參考風量為10000 Nm³/h。

綜合比較各類氮氧化物治理措施，結(jié)合改項目實際情況，擬采取“一級噴淋塔（堿液吸收）+二級噴淋塔（氧化劑）+三級噴淋塔（還原劑）”的治理措施。

圖1 工藝流程示意圖

一級噴淋塔反應過程：

水吸收NO_X時，水與NO_X反應生成硝酸和亞硝酸，生成的亞硝酸在通常情況下很不穩(wěn)定，很快發(fā)生分解產(chǎn)生NO.

二級噴淋塔反應過程：

NO不溶于水，在空氣中與氧氣反應生成NO₂，為了提高NO轉(zhuǎn)化率，在噴淋塔加入氧化劑（次氯酸鈉、雙氧水、高錳酸鉀）。

三級噴淋塔反應過程：

填料吸收塔結(jié)構(gòu)及其工作原理：

填料吸收塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料吸收塔的塔身是一直立式圓筒（附圖示），底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。液體從塔頂噴淋系統(tǒng)噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質(zhì)。填料吸收塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。

當液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當填料層較高時，需要進行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置，包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。

優(yōu)點：

① 傳質(zhì)、傳熱效果好；

② 防堵性能好、易于操作；

③ 氣液負荷高，霧沫夾帶少；

④ 塔板壓降低，系統(tǒng)阻力?。?/span>

 

3.2 設(shè)備清單及運行費用

3.2.1 設(shè)備清單

表3-1-1 設(shè)備清單

 

說明：

1、該清單不含自動配藥加藥系統(tǒng)；

       2、該清單不含前端管道、基礎(chǔ)、電纜及煙囪；

       3、該報價不含環(huán)保驗收費用；

       4、該清單不含廢水排放及處理；

3.2.2 電氣

廢氣處理系統(tǒng)采用交流380/220V低壓供電，新增裝機總?cè)萘?/span> 37.2  kW，新增實際運行容量最大為 35 kW，具體見表。

裝機容量表

 

3.2.3 主要設(shè)備成品圖

 

4、工藝設(shè)計圖

5、售后服務(wù)

我司為了“守信譽，重合同”的宗旨，特采取工程服務(wù)回訪。該方式規(guī)定了服務(wù)的實施、驗證和報告的方法，使服務(wù)滿足于合同或法規(guī)的要求。服務(wù)回訪更有效延長工程的使用壽命，使工程在規(guī)定的時限內(nèi)具有可信度的使用價值。