一、防水卷材VOCs廢氣治理總體技術(shù)方案
1、 概述
防水卷材生產(chǎn)企業(yè)主要的空氣污染物為瀝青煙，瀝青煙是一種含有大量多環(huán)芳烴以及少量氧氮硫的雜環(huán)混合物，通常以氣溶膠的形態(tài)存在于空氣中。瀝青煙中含有多種對人體、動植物有害的污染物，瀝青煙中的苯并[a]芘是一種強(qiáng)烈致癌物。瀝青煙主要由氣、液兩相組成，液相部分是十分細(xì)微的揮發(fā)冷凝物，粒徑多在0.1～1μm之間，最小的僅0.01μm，最大的約在10.0μm；氣相是不同氣體的混合物。對于這種濃度不高又極為分散的瀝青煙霧，用一般的收塵凈化方法不可能將其完全凈化處理。
防水卷材生產(chǎn)主要包括瀝青配料和瀝青涂布兩道工序。瀝青進(jìn)廠后，輸送至瀝青儲罐內(nèi)，經(jīng)過導(dǎo)熱油系統(tǒng)對瀝青進(jìn)行加熱，使瀝青呈流動狀態(tài)，加熱后的瀝青經(jīng)由管道輸送至瀝青混料車間攪拌罐，罐內(nèi)溫度約180℃，同時在攪拌罐中加入廢機(jī)油、橡膠粉、石粉等輔助材料進(jìn)行攪拌，形成混合料。后續(xù)將混合料輸送到涂布車間的浸油池備用，卷材生產(chǎn)時，胎基布進(jìn)入浸油池浸泡，完成涂布，冷卻、覆膜等工序后，防水卷材成品入庫。
2、 治理技術(shù)路線選擇
針對以上情況，從環(huán)保和節(jié)約運行成本兩方面綜合考慮，提出采用“旋風(fēng)除塵+塔式過濾+RTO（果果）”廢氣處理的技術(shù)路線，工藝流程見下圖。
工藝說明：
防水材料車間由瀝青配料和瀝青涂布兩個工段組成；瀝青配料工段廢氣炭黑顆粒物、油粘組紛含量高，先經(jīng)過旋風(fēng)分離器除塵除油，再與瀝青涂布工段廢氣在塔式過濾器中混合并再次除塵除油，然后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO，先經(jīng)過旋轉(zhuǎn)RTO 3個室預(yù)熱至760℃以上，在氧化室中充分湍流，溫度達(dá)到850℃，停留時間≥1.0s；廢氣中的VOCs氧化達(dá)標(biāo)后，再經(jīng)過另外3個室，熱量在陶瓷蓄熱體中儲存，50℃的煙氣（進(jìn)口25℃，進(jìn)出口溫差25℃）從RTO下端排出；兩個工段的總風(fēng)量為18000m3/h，廢氣平均濃度為346mg/m3，VOCs氧化釋放的熱量不能滿足設(shè)備自運行，需要通過燃燒器燃燒天然氣來維持RTO爐的自運行。
考慮到油粘物質(zhì)在管道上長期積累會有著火的風(fēng)險，在管道若干部位設(shè)置消防噴淋水，風(fēng)機(jī)入口設(shè)置阻火器；考慮到RTO長期運行也會積累少量油粘物質(zhì)，設(shè)置高溫凈化氣管路，定期升溫脫附；旋流器及塔式過濾器底部設(shè)置手動閥門，定期清理廢油及粉塵。
一、治理設(shè)備的選擇因素
1、前處理設(shè)備選擇
《建筑防水卷材行業(yè)準(zhǔn)入條件》（中華人民共和國工業(yè)和信息化部公告2013年第3號）中規(guī)定，“易產(chǎn)生煙氣、粉塵等污染物的原材料在運輸、裝卸、儲存和使用過程中應(yīng)當(dāng)采取密閉措施?！币虼朔浪聿钠髽I(yè)一般都安裝有完善的密閉系統(tǒng)和廢氣收集管道系統(tǒng)，該部分可以保留。規(guī)定中還要求“改性瀝青類（含自粘）防水卷材的瀝青攪拌罐、浸油池和涂油池應(yīng)配置瀝青煙氣處理裝置。”因此防水卷材企業(yè)一般都已安裝有煙氣凈化裝置，行業(yè)中普遍采用“三級噴淋除塵降溫+靜電捕集”系統(tǒng)，但由于凈化效率低、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，處理效果并不理想；且產(chǎn)生大量廢水。本著節(jié)約、環(huán)保、投資成本的目的，可選擇旋風(fēng)分離器去除廢氣中的粉塵和油，再經(jīng)過塔式過濾器深度除油，最后通入RTO系統(tǒng)達(dá)到徹底凈化的目的。
2）后端設(shè)備選擇
防水卷材行業(yè)中常用的凈化方法一般為電捕法、吸附法、吸收法等，但由于凈化效率低、臭味處理不徹底、易產(chǎn)生二次污染等原因，很難達(dá)標(biāo)排放。瀝青煙廢氣中成分極其復(fù)雜，但基本成分是碳?xì)浠衔锟扇嘉镔|(zhì)，在一定溫度下與空氣接觸可完全燃燒，當(dāng)溫度達(dá)到790℃以上時，停留時間多于0.5s，烴類物質(zhì)即可燃燒殆盡。焚燒處理目前主流技術(shù)為RCO及RTO，由于瀝青煙廢氣普遍濃度不高、成分極其復(fù)雜，易造成催化劑中毒失效，且大風(fēng)量RCO投資成本高，催化劑壽命一般只有8000-100000小時，更換成本過高，因此后端處理方式選用能耗更少的旋轉(zhuǎn)RTO（果果）。
二、案例分析
以某企業(yè)有組織廢氣產(chǎn)生情況為例，瀝青配料工段風(fēng)量6000m3/h，瀝青涂布工段風(fēng)量12000m3/h，選擇一臺20000m3/h旋轉(zhuǎn)RTO（果果）設(shè)備，流程見上示意圖。依照本技術(shù)方案，應(yīng)選取20000 m3/h的旋轉(zhuǎn)RTO（果果），項目預(yù)計投資160萬元。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，按照濃度350mg/m3，風(fēng)量18000m3/h，瀝青熱值取37.7KJ/g計算。
廢氣濃度mg/m3
排廢量
m3/h
氧化放熱熱量
kcal/h
自運行需要熱量
kcal/h
補(bǔ)充熱量
kcal/h
消耗天然氣
m3/h
350
18000
56820
120235
63414
8
計算可得，每小時消耗天然氣8m3，按照天然氣3元/m3計算，每小時費用為24元，即可實現(xiàn)完全燃燒。
冷啟動（2h）
能源
用量
單位
單價（元）
時間/h
花費（元）
電
35
kW/h
0.8
2
56
天然氣
28
m3/h
3
2
168
合計：224元/次
熱啟動（1h）
能源
用量
單位
單價（元）
時間/h
花費（元）
電
35
kW/h
0.8
1
28
天然氣
28
m3/h
3
1
84
合計：112元/次
正常運行階段（滿載）
能源
用量
單位
單價（元）
時間/h
花費（元）
電（70%）
35
kW/h
0.8
1
32
天然氣
8
m3/h
3.5
1
28
合計：60元/小時
四、排放標(biāo)準(zhǔn)
五、社會效益
利用旋轉(zhuǎn)式RTO設(shè)備處理防水卷材的廢氣可以達(dá)到以下效果：
1、 瀝青煙、非甲烷總烴等各項指標(biāo)，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)；
2、 廢氣中惡臭可以全面去除；
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