河南xxx公司（涉密隐藏）有限公司

萃取线废气治理改造工程

技

术

方

案

编制单位：xxx公司（涉密隐藏）有限公司

编制日期：年7月

业主简介

河南xxx公司（涉密隐藏）有限公司（以下简称业主）目前4条萃取线，在生产过程中会使用磺化煤油、盐酸、硫酸、皂化液等稀释溶剂，从而产生挥发性有机废气。产生的废气目前已安装废气收集系统，受处理工艺限制，现活性炭吸附饱和速度快，需频繁更换活性炭。

购买活性炭材料费用和活性炭危废处理费用，暂估每年约50万元以上，给企业带来二次处理费用增加了运行成本。

为响应国家倡导的环境治理升级政策，业主拟对现有废气处理工艺进行升级改造为RTO废气处理设备（蓄热式热力焚烧炉），因此针对目前存在的问题，业主委托我司编制升级改造技术方案，使废气能够处理稳定达标排放，并节约能耗，降低企业运行成本。

设计内容及范围

工程范围：除土建工程和收集管道外，从废气处理系统进口处至处理后经烟囱达标排放为止之间的所有装备、安装、调试等交钥匙工程。

主要工作内容：

根据废气排放情况和要求处理程度确定处理工艺，对处理工艺、电气、自控、土建、总图及配套专业（安全、防雷）进行工程设计及说明；

预处理、阻火器、风机、RTO蓄热氧化系统、排气筒以及该系统所涉及的管道、管件、阀门、阀件等其他必要部件的设计、采购及安装（预留约1米左右管道由乙方设计，对接至处理设备）。

该系统仪器仪表、电气自控、控制柜、线缆、工艺管线、设备平台、采购及安装；

设备、工艺管线、平台等防腐保温。

控制系统编程、试车、工程调试、工程验收、培训等；

竣工验收合格后，承包人负责完成所承包范围内施工竣工图纸的绘制工作。

设计原则

（1）严格执行国家、地方和行业的相关安全和环保的法律法规及标准规范；确保RTO系统建设和运行安全，同时考虑运行的经济性、合理性。

（2）在满足规范的前提下，充分利用现有土地，并适当考虑今后的发展或改造；

（）在保证质量的前提下，设备、材料的选用尽可能立足国内，设计裕量选取合理适当，避免或减少不必要的投资。

（4）废气中含有腐蚀性气体，本方案设计时考虑防腐设计，管道、设备与废气接触的部分采用不锈钢材质设计。

废气产生来源、气量及浓度

废气产生来源

本项目废气主要为萃取工序中添加的磺化煤油、盐酸、硫酸、萃取剂等化学试机在萃取槽中产生的有机废气、酸雾等污染物。

废气量及进气浓度

项目设计排放标准

根据公司/行业/地方/国家污染物排放标准要求，执行但不限于以下标准：

设计条件

整体布局方案

废气峰值达到mg/m，综合企业建设、经济性等条件，本方案选择三厢式的蓄热式热力焚烧炉（RTO）工艺，设计效率采用99%以上。

4条萃取槽废气收集汇总后进行洗涤塔预处理，进入干式过滤箱，过滤大部分颗粒物，然后通过风机动力，最后通过阻火器等安全设施，进入RTO蓄热式焚烧炉处理。焚烧炉系统设置应急旁通管路，紧急状态下，应保证焚烧炉及输送管路的安全运行。焚烧炉采用天然气作为燃烧气源（也可使用废溶剂）。

本RTO系统按处理能力m/h，设计确保RTO系统在正常工艺波动的情况下运行具有一定的操作弹性，装置24h连续运行，稳定焚烧,满足所有工况下尾气的完全处理，并将尾气中的碳、氢、氧化物转变为CO2、H2O等无害物质，达标排放。

并能对尾气进行合理配空气稀释，能够达到安全输送和RTO安全合理经济运行的要求。

装置设计参数及计算

公用工程条件

设计材质及主装置设计寿命

设计工艺流程

综合技术经济因素，根据设计原则及工艺尾气的化学成分和浓度，采用蓄热式焚烧炉处理，有利于最大限度地降低能耗同时最大限度的回收热量；高温烟气与蓄热陶瓷回收热能，烟气净化后达标排放。本项目选用三厢式RTO系统，工艺流程如下：

设计工艺流程

综合技术经济因素，根据设计原则及工艺尾气的化学成分和浓度，采用蓄热式焚烧炉处理，有利于最大限度地降低能耗同时最大限度的回收热量；高温烟气与蓄热陶瓷回收热能，烟气净化后达标排放。本项目选用三厢式RTO系统，工艺流程如下：

废气源：本次设计的RTO采用塔结构，气体从A塔进，在燃烧机的作用下，气体温度提高到℃左右，在高热的作用下，气体中的有机物质被分解成CO2和H2O，有机气体得到净化，净化后的气体从B塔排出，并回收热量，此时C塔吹扫，一定时间后，气体切换到B塔进，C塔出，A塔吹扫，个蓄热室如此循环工作。

工艺设备管道及附件

废气源：处理系统的设计处理风量为0m/h，管道包含风接风管。

表4-1：处理系统内的管道参数表

管道采用焊接制作，满焊密封；

表面温度≥70℃且人可触及的排气管道需做保温层，防止高温引发安全事故，保温材料为岩棉，最外层采用铝皮包覆。

界区内所有工艺设备间的连接管道。包括尾气系统管路；供风系统管路；起炉燃料系统管路；烟气系统管路；反吹风系统管路；阀门、仪表、保温、固定等。

工艺管道

RTO设备

RTO（蓄热式热力焚烧炉）技术介绍

RTO（RegenerativeThermalOxidizer）主要包括蓄热室、氧化室、风机等，它通过蓄热室吸收废气氧化时的热量，并用这些热量来预热新进入的废气，从而有效降低废气处理后的热量排放，同时节约了废气氧化升温时的热量损耗，使废气在高温氧化过程中保持着较高的热处理效率（热处理效率高达95%-98%），其设备安全可靠、操作简单、维护方便，运行费用低，VOCs去除率高。

工作示意图：按照处理气量的大小，RTO可设计为单厢系统、两厢系统、三厢系统及多厢系统，厢数量愈多，热回收系列愈高，但结构愈复杂；对中小气量的RTO设计多采用三厢系统，常见的三厢式RTO工作示意图如下：

工作原理：有机废气经鼓风机进入蓄热式热力氧化装置，由辅助燃料加热，升温至～℃左右。在此温度下，废气里的有机成分被氧化分解为二氧化碳和水，反应后的高温烟气进入特殊结构的陶瓷蓄热体，绝大部分的热量被蓄热体吸收，温度降至接近进口的温度后经烟筒排放。

通常情况下，蓄热式热力氧化系统由三个蓄热室构成，废气在PLC程序的控制下，循环执行以下的操作流程：进入已蓄热的蓄热室，使废气得到预热，然后进入热氧化室，处理的废气经未蓄热的蓄热室放热后，通过引风机经排气筒最终达标排放。

炉型选择

本项目废气浓度～mg/m，综合企业建设、经济性等条件，本方案选择三厢式的蓄热式热力焚烧炉（RTO）工艺，设计效率采用99%以上。

三厢式的RTO：VOC废气首先进入其中的一个蓄热室预热废气，然后进入氧化室氧化分解，接着烟气进入另一个蓄热室放热，此时第三个蓄热室正处于吹扫净化状态。三个蓄热室的阀门交替运行，具有以下特点：

①投资成本经济；

②具有很高的热处理效率；

③低操作成本；

④VOC的分解效率95~98%以上；

⑤可处理低浓度高流量的废气；

⑥能够安全、连续运行。

根据上述综合分析本项目选用三厢式RTO处理，4条萃取槽废气收集汇总，通过风机动力，经预处理、阻火器等设施，进入RTO蓄热式焚烧炉处理。处理后废气经过处理设施降温，经由风机送入0m排气筒排放（流程如下图）。

焚烧炉系统设置应急旁通管路，紧急状态下，保证焚烧炉及输送管路的安全运行。焚烧炉采用天然气作为燃烧气源，考虑废溶剂替代措施。

本RTO系统按处理能力0m/h设计，RTO系统在正常工艺波动的情况下运行具有一定的操作弹性，装置24h连续运行，能实现废气%负荷连续、稳定焚烧,满足所有工况下尾气的完全处理，并将尾气中的碳、氢、氧化物转变为CO2、H2O等无害物质，达标排放。

并能对尾气进行合理配空气稀释，能够达到安全输送和RTO安全合理经济运行的要求。

RTO运行状态介绍

RTO冷启动预热阶段：新鲜空气直接进入RTO主体，废气进口阀门和反吹阀门都关闭，依次打开烟气排放阀门，气体在A、B、C床间变更流动方向，间隔一定时间T后，进出气阀门自动切换，此过程操作排空可能滞留在RTO设备内部的残留有机废气。

1-2分钟后，通过PLC控制加热系统自动启动，蓄热陶瓷填充床的温度逐渐升高，将三个蓄热室分别逐个加热到运行状态，达到运行温度后预热过程结束。

启动阶段：废气进口阀门和反吹阀门都关闭，依次打开烟气排放阀门，启动燃烧机自动加温，将三个蓄热室分别逐个加热到运行状态。

运行状态：预热过程结束后，RTO进入运行状态，有机废气经过陶瓷蓄热床A，被逐渐预热到其自燃温度，在燃烧室内发生氧化反应，生成CO2和H2O，再进入陶瓷蓄热床B放热，将热量积蓄在陶瓷蓄热床B，此时C床进行吹扫，A、B蓄热床温度在沿自上而下逐渐降低，A、B、C三床之间按照周期T进行切换，处理后的烟气进入排气筒。

不同床层的工作周期表如下表所示。

蓄热床工作状态周期表

三室RTO的运行过程

RTO停炉阶段：RTO停炉时，废气风机以一定频率运转，燃烧系统停止加热，补新风阀开启，引新鲜空气进入RTO，对炉膛进行降温，进入RTO降温程序；当RTO氧化室温度降到设定温度（一般为℃）后，废气风机停止运转，切换阀停止切换，系统停止。

如果热氧化室出现“回温”现象，即温度回升到一定温度时，RTO系统需重新降温。

RTO高温清洗阶段：

RTO长时间运行，RTO蓄热体下部可能被杂物污染。这时应启动RTO高温清洗程序。?RTO主切换阀切换时间延长，以提高RTO蓄热体下部的温度达到杂物起燃温度或气化（一般为度），从而清洁蓄热体。