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干货丨废气治理别只考虑终端效果,你可能忽视了关键环节

新闻?#34892;?/h2>

干货丨废气治理别只考虑终端效果,你可能忽视了关键环节

作者:
王军珲
日期:
2019年7月29日 14:54
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【摘要】:
前言今年7月初,生态环境部印发了《重点行业挥发性有机物综合治理方案》。方案中指出了现阶段VOCs治理中无组织排放问题突出。有研究表明,我国工业VOCs排放中无组织排放占比达60%以上。许多企业对此未采取有效的管控措施,收集效率低、逸散问题严重。化工制药行业作为此次管控的重点行业,加强VOCs无组织排放管理、配备有效的废气收集?#20302;常?#26159;其VOCs治理任务的重中之重。抛开《治理方案》不谈,我们单从设计角

前言

今年7月初,生态环境部印发了《重点行业挥发性有机物综合治理方案》。方案中指出了现阶段VOCs治理中无组织排放问题突出。有研究表明,我国工业VOCs排放中无组织排放占比达60%以上。许多企业对此未采取有效的管控措施,收集效率低、逸散问题严重。化工制药行业作为此次管控的重点行业,加强VOCs无组织排放管理、配备有效的废气收集?#20302;常?#26159;其VOCs治理任务的重中之重。

抛开《治理方案》不谈,我们单从设计角度来讲,一个高效的废气治理?#20302;?#20013;,废气收集及输送?#20302;?#35774;计也是整个?#20302;?#20013;极其关键的部分。因为它从源头上决定了废气处理量的大小,而它设计的合理与否也同时决定了废气处理的效果如何。因此,无论是制药企业还是环保公司,在设计废气治理?#20302;?#26102;,都必须对科学设计有效的废气收集?#20302;程?#36215;重视。

化工制药行业在设计废气收集及平衡?#20302;?#31649;道时,应遵循“应收尽收、分质收集”的原则,根据废气种类分类收集输送。以?#29575;?#23545;废气收集?#20302;?#35774;计要点的一些分享。

一、建立收集管道平衡?#20302;?/strong>

建立收集管道的平衡?#20302;常?#26159;在进入二级收集?#20302;?#21069;,从源头对废气产生源进行治理,在一定?#27573;?#20869;实现密闭储罐类的呼吸气自平衡,可有效减少大小呼吸的高浓VOCs排放,实现清洁生产。

 

平衡?#20302;?#31034;例▲

平衡?#20302;?#20013;,?#20174;?#37340;、储罐、计量罐等应尽可能采用密闭式,避免有空气进入容器和废气管道,降低高浓度废气中氧气含量,有条件能惰性化(充氮)更好。在这一环节中,可对?#23548;?#20648;罐类废气源产生点采取以下预防性治理措施:

?#23548;?#35745;量罐、储罐等同类或同性质排放点,能密闭设备全部密闭。通过放空管道,组合?#19978;?#23545;密闭的单元平衡?#20302;常?#24182;在每个平衡主管上设被动气动呼出和吸入阀。为避免密闭?#20302;称?#34913;气的超压对储槽造成影响,可增加配重泄压阀或重力式呼吸阀。

引入气封?#20302;常?#27694;气),通过压力控制器及平衡管、被动自控阀来控制罐内压力。当罐内输出介质时,压力降低;当低于一定值后,压力控制器反馈被动吸入阀(为气动阀,主要作用是给储罐或平衡管补充氮气,以下补气阀均相同)开启,补充氮气至设定压力后自动停止。当罐内输入介质时,压力增高,?#22791;?#20110;一定值后,压力控制器反馈被动呼出阀开启,排出高浓VOCs气体到二级收集管道,?#20302;?#21387;力低于特定值时自动关闭废气排气阀,及时与二级收集管道断开隔离,避免大面积事?#20107;?#24310;,同时防止收集管路负压异常时罐内超负压,损坏罐体或吸入空气。

二、废气的输送控制

为保证收集效果、安全生产和降低管道维护成本,一般采用微负压输送。即在集中处理点设置总风机,直接将各?#23548;?#24223;气抽送到集中处理装置,管道?#20302;?#22788;于微负压状态,这样设计有效避免了因管道微泄露而降低收集效果和由此产生的安全风险。

如果废气产生源数量众多且输送距离?#26174;叮?#21017;可在各废气产生源头?#36766;?#22495;或种类设置子风机,废气总管上通过设置静压箱(管)连接二次接力风机,完成管道?#20302;?#30340;输送。通过管道上风阀和压力传感器的调控,将废气收集所涉及的大部分区域设置成微负压状态,可有效控制各废气源串气的风险。

布?#32456;?#21387;输送管道时,不能穿越密闭的?#21344;洹?/span>

对于含尘气体输送,必要时还要安装火花?#35762;?#22120;。

三、废气收集后预处理设计

不同性质的废气需采用不同方式处理,处理完毕后再并入二级收集管道,以避免管道的露点腐蚀和对后期集中处理装置产生影响。

一般含腐蚀性废气,采取就近处理方式,尽?#32771;?#23569;到酸碱中?#22242;?#28107;塔处理装置的输送管道。

高浓VOCs气体输送,也尽可能采取就近处理方式。高浓废气可以按照废气浓度的不同采取冷凝、吸收、吸附等方式进行处理,避免因长距离输送造成安全隐患和爆炸风险。

管道管路设计上应将废气引导到同一流向,避免气体回流造成串气,将造成后续各类安全、质量风险。

四、收集管道中的静电防控

收集管道容易发生静电积聚、发生爆炸。要避免此类现象的发生:

首先要对管道管材的选型进行设计对于普通VOCs废气或含高浓VOCs废气,可采用不锈?#20540;?#37329;属材质管道,对于含腐蚀性废气采用抗静电的玻璃钢管道,有效防止静电积聚。玻璃钢管的表面电阻不得大于1.0×106Ω。

其次,需要合理设计管径,将废气输送速度控制在安全?#27573;А?#19968;般普通VOCs废气控制在10m/s 以下,对于含高浓VOCs废气则控制在8m/s以下。

第三,管道上各类附属装置的选材同样需要满足避免静电聚集的要求,例如风机叶轮和壳体材质也必须为导静电的不锈?#21482;?#25239;静电玻璃钢材质。

最后,整体收集管路需要每年至少开展一次静电检测并做好检测记录。防静电接地电阻一般要求小于等于100欧。

五、废气收集管道施工细节

废气收集管道?#20302;?#35774;计区域?#27573;?#22823;且废气成?#25351;?#26434;,?#20302;?#19968;旦投用,要想进行改造将面临较大的动火作业风险,管道清洗置换工作量大,施工危险程度增?#21360;?#20026;此,在设计时要考虑一些预留性施工。例如:

在各?#23548;?#25490;放口设置预留口,在废气进管路前设?#20204;?#26029;用阀门?#21462;?/span>

为防止各废气相互串联,进入总管排放口应有一定间距设置,并对接入废气?#20302;?#30340;废气种类、排放?#38382;?#31105;忌物等进行确认,防止误?#21360;?/span>

对于一些处于?#35272;?#21306;的收集管道,要求单独设立?#35272;?#35774;施,独立的?#35272;?#20445;护接地电阻应小于等于10欧

六、保障管路通畅

废气进入管道?#20302;常?#30001;于温度和压力的变化,难免会存在冷凝甚至产生结晶的现象,特别是经过水洗喷淋处理后的废气含有大量饱和水蒸气,为此排液和保温?#20302;?#30340;设计尤其重要,否则可能会引起积液、影响废气输送,低温时还会导致一些物料结晶、冰?#24120;?#22581;塞而损坏管路。

排?#21512;低?#21253;括管道倾斜?#21462;?#25490;液口、汇集节点等,排液口要设置在管道低位,长距离输送时根据现场管路走向情况,合理设置积液汇集器,及时引出积液。排液应进行记录,包括排液口编号、液体接收量、排液日期等信息。

对于需加热管道采用夹套管、换热器及伴热保温等方式保证输?#32479;?#36890;,避免堵塞。

七、安全设施配备要求

为保证收集管道?#20302;?#30340;安全稳定运行,还需要配套各类安全设施?#22270;?#27979;仪器。管道?#20302;?#19978;可设置泄爆片、重力式泄爆阀、阻火器、氧含?#32771;?#27979;仪、LEL浓度检测仪?#21462;?/span>

 

泄爆片、重力式泄爆阀一般可安装在风机或阻火器附近,泄爆压力的选择要高于废气管线正常压力。

阻火器一般安装在各风机进口、出口,同时根据保护目标需要,可在废气支管与总管汇总前安装阻火器,以保护废气支管端的废气?#23548;洹?/span>

根据?#23548;?#38450;爆要求和废气的特殊性可设置液封装置来进行隔爆阻火。

工作?#34892;?#35201;对管道进行日常巡查,主要通过对管道跑、冒、滴、漏的巡查及时发现漏点;同时可定期采用氮气进行气密性试验,并保留气密性试验的记录。

为了实现对管道?#20302;?#36816;行状况的监控,实现安全风险的在线监控,还需要安装压力检测、温度检测、流速检测仪器等,并将上述重要?#38382;?#38598;中到统一监控?#34892;?#36827;行集中监控,当压力、?#38706;取?#27969;速超过设定值,即启动报警?#20302;常?#24182;对各异常信息按事故/事件进行原因?#27835;?#21644;调查处理,防止再次发生。

八、应?#27605;低?#37197;置

因为废气输送?#20302;?#30340;火?#30452;?#28856;风险较大,?#24066;?#35201;设置应?#27605;低场?#21487;在废气总管上安装蒸汽或喷淋水灭火装置,即当管道内温度超过设定安全值,发生火?#21482;?#29190;炸的风险时,立即启动应急装置,将蒸汽或喷淋水通入管道内进行灭火。为保护各生产?#23548;?#23433;全,防止废气总管?#20302;?#36215;火对各?#23548;?#30340;影响,在各?#23548;?#36827;入废气总管前,设置温度报警,当温度超过设定值,?#36766;?#26029;与总管?#20302;?#30340;阀门,将废气排到紧急放空管。

结语

对于收集?#20302;?#30340;设计,首先要明确治理项目的设计内容?#22836;段В?#20877;者要从生产工艺、污染物成因种类和理化性质、位置分?#25216;?#25968;量、排放?#32771;?#25490;放强度速率、排放规律等多方面综合考虑,制定合理的收集?#24223;嘸按?#29702;方式的设计理念。

建立高效、安全、科学的VOCs废气收集?#20302;常?#26159;治理VOCs废气的关键。

作者简介:

王军珲

废气治理专家,高级工程师,莫兰斯环保装备事业部副总工程师。

1993年毕业于包头机械技术学院,2001年中国药科大学药学班毕业,曾?#38382;?#33647;集团河北中润制药有限公?#22659;导渲?#20219;,河北钦川环保设备有限公司总工。

2004年,独立开发了真空泵尾气排放回收?#20302;常?#39318;次将真空泵排放尾气利用吸收、吸附、回收工艺相结合应用在制药行业,并得到了广泛应用。现运行厂家有?#33258;?#23665;制药集团化学制药厂、哈药集团哈药总厂106?#23548;洹?#22269;药集团致君药业(苏州)有限公司、国药集团威奇达药业、丽珠集团(宁?#27169;?#21046;药公司、丽珠集团新北江药业有限公司、广东蓝宝制药有限公司,华北制药华民药业,石药集团高科制药?#21462;?/span>

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