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廢氣處理技術規范新標準:《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范》

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文章出處:責任編輯:作者:李紅祥 184-1001-1020人氣:-發表時間:2020-01-17 09:16:00

  為方便企業廢氣處理,由格林斯達環保集團廢氣處理公司技術研發中心,向企業及時提供生態環境部于2020年1月14日發布的最新工業有機廢氣處理工程蓄熱燃燒法技術規范,全文如下:

蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范文件

 

《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范(HJ1093—2020)》

 Technical specifications for industrial organicwaste gas treatment by regenerative thermal oxidation
標準號:HJ1093—2020
2020-01-14 實施


  為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》等法律法規,防治環境污染,改善生態環境質量,規范工業有機廢氣治理工程建設和運行管理,制定本標準。本標準規定了工業有機廢氣蓄熱燃燒法治理工程的設計、施工、驗收和運行維護的技術要求。本標準為指導性標準。本標準為首次發布。

前     言

  為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》等法律法規,防治環境污染,改善生態環境質量,規范工業有機廢氣治理工程建設和運行管理,制定本標準。本標準規定了工業有機廢氣蓄熱燃燒法治理工程的設計、施工、驗收和運行維護的技術要求。
  本標準為指導性標準。
  本標準為首次發布。本標準由生態環境部科技與財務司、法規與標準司組織制訂。
  本標準主要起草單位:中國環境保護產業協會、北京市環境保護科學研究院、江蘇中電聯瑞瑪節能技術有限公司、恩國環??萍迹ㄉ虾#┯邢薰?、揚州市恒通環??萍加邢薰?、科邁科(杭州)環保設備有限公司。
  本標準生態環境部2020年1月13日批準。
  本標準自2020年1月14日起實施。
  本標準由生態環境部解釋。
  蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范
  1、適用范圍
  本標準規定了蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程的設計、施工、驗收和運行維護的技術要求。本標準適用于蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程的建設與運行管理,可作為建設項目環境影響評價、環境保護設施的工程咨詢、設計、施工、驗收及建成后運行與管理的參考依據。
  2、規范性引用文件
  本標準內容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。
  GB 912 碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板和鋼帶
  GB 2893 安全色
  GB 2894 安全標志及其使用導則
  GB/T 3003 耐火材料陶瓷纖維及制品
  GB/T 3077 合金結構鋼
  GB 4053.1 固定式鋼梯及平臺安全要求第1部分:鋼直梯
  GB 4053.2 固定式鋼梯及平臺安全要求第2部分:鋼斜梯
  GB 4053.3 固定式鋼梯及平臺安全要求第3部分:工業防護欄桿及鋼平臺
  GB 7231 工業管道的基本識別色、識別符號和安全標識
  GB/T 11835 絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品
  GB 12348工業企業廠界噪聲標準GB/T 13275 一般用途離心通風機技術條件
  GB/T 13347石油氣體管道阻火器
  GB/T 13869 用電安全導則
  GB 15930 建筑通風和排煙系統用防火閥門
  GB/T 16157 固定污染源排氣中顆粒物測定和氣態污染物采樣方法
  GB/T 19686 建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品
  GB/T 19839 工業燃油燃氣燃燒器通用技術條件
  GB 50016建筑設計防火規范
  GB 50019 采暖通風與空氣調節設計規范
  GB 50029 壓縮空氣站設計規范
  GB 50051排氣筒設計規范
  GB 50057 建筑物防雷設計規范
  GB 50058 爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范
  GB/T 50087工業企業噪聲控制設計規范
  GB 50140建筑滅火器配置設計規范GB 50160石油化工企業設計防火規范
  GB 50187 工業企業總平面設計規范
  HJ/T 1 氣體參數測量和采樣的固定位裝置
  HJ/T 38 固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法
  HJ/T 397 固定源廢氣監測技術規范
  HJ 732 固定污染源廢氣揮發性有機物的采樣氣袋法
  HJ 734 固定污染源廢氣揮發性有機物的測定固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質譜法
  HJ 2000 大氣污染治理工程技術導則
  AQ 3009 危險場所電氣防爆安全規范
  GBZ 1 工業企業設計衛生標準
  GBZ2.1 工作場所有害因素職業接觸限值第1部分:化學有害因素
  GBZ 2.2 工作場所有害因素職業接觸限值第2部分:物理因素
  HGJ 229 工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范
  HG/T 20642 化學工業爐耐火陶瓷纖維爐襯設計技術規定
  JC/T 2135 蜂窩陶瓷蓄熱體
  SGBZ-0805 風管及部件保溫施工工藝標準
  SH/T 3038 石油化工企業生產裝置電力設計技術規范
  《建設項目環境保護管理條例》(2017年7月16日修訂)
  《建設項目竣工環境保護驗收暫行辦法》(國環規環評[2017]4號)
  3、術語和定義
  下列術語和定義適用于本標準。
  3.1揮發性有機物volatile organic compounds(VOCs)參與大氣光化學反應的有機化合物,或者根據有關規定確定的有機化合物。在表征VOCs總體排放情況時,根據行業特征和環境管理要求,可采用總揮發性有機物(以TVOC表示)、非甲烷總烴(以NMHC表示)作為污染物控制項目。3.2工業有機廢氣industrial organic waste gas指工業生產過程排出的含揮發性有機物的廢氣。
  3.3 蓄熱燃燒裝置regenerative thermal oxidizer(RTO)指將工業有機廢氣進行燃燒凈化處理,并利用蓄熱體對待處理廢氣進行換熱升溫、對凈化后排氣進行換熱降溫的裝置。蓄熱燃燒裝置通常由換向設備、蓄熱室、燃燒室和控制系統等組成。
  3.4蓄熱體heat transfer media指在蓄熱燃燒裝置運行過程中實現熱量儲存與交換的功能材料。
  3.5 換向設備divert device指改變待處理廢氣和凈化后排氣流向的閥門或旋轉式氣體分配器。
  3.6換向時間interval time指氣體流向改變的間隔時間。
  3.7凈化效率purificationefficiency指蓄熱燃燒裝置處理的VOCs質量流量與進入蓄熱燃燒裝置的VOCs質量流量之比,以百分數表示。計算公式如下:

 

  3.8熱回收效率thermalenergyrecovery指蓄熱燃燒裝置內預熱廢氣實際利用熱量與最大可利用熱量之比,以百分數表示。計算公式如下

 

  3.9自持燃燒self-sustaining combustion指僅依靠廢氣中可燃物燃燒所釋放出來的熱量維持RTO在設定溫度下正常運行的燃燒過程。
  3.10 爆炸極限explosive limit指可燃氣體或蒸氣與空氣混合后能發生爆炸的濃度范圍。
  3.11 爆炸極限下限lower explosive limit(LEL)指爆炸極限的最低濃度值。
  3.12 蓄熱室截面風速regenerative chamber cross-section velocity指標準狀態下,待處理有機廢氣經過蓄熱室截面的表觀風速。
  4、污染物與污染負荷
  4.1 工程設計風量和VOCs設計濃度應以實測值為基礎并充分考慮變化趨勢后綜合確定,亦可通過與同類工程類比確定。
  4.2應根據工程設計需要收集工業有機廢氣理化性質等原始資料,主要包括以下內容:
  a)廢氣風量(正常值、最大值、最小值);
  b)廢氣溫度(正常值、最大值、最小值);
  c)廢氣壓力、濕度、含氧量;
  d)廢氣中VOCs組分及濃度(正常值、最大值、最小值);
  e)廢氣中無機氣體的組分及濃度(正常值、最大值、最小值);
  f)廢氣中顆粒物濃度;
  g)產生污染物設備情況及工作制度;
  h)廢氣排放方式(連續、間歇、波動周期)。
  4.3進入蓄熱燃燒裝置的有機物濃度應低于其爆炸極限下限的25%。
  4.4當有機物濃度不足以支持自持燃燒時,宜適當濃縮后再進入蓄熱燃燒裝置。
  4.5 對于含有混合有機物的廢氣,其控制濃度P應低于最易爆組分或混合氣體爆炸極限下限最低值的25%,即P

RTO蓄熱燃燒工藝流程圖示

固定式兩室蓄熱燃燒工藝流程示意圖""

固定三室蓄熱燃燒流程工藝示意圖

旋轉式蓄熱燃燒工藝流程示意圖

 

  6.2.3當選擇兩室蓄熱燃燒工藝時,宜增設換向閥、吹掃裝置或采取其它措施對換向閥切換過程中產生的有機廢氣進行收集后處理,典型的工藝流程圖見圖1(b)。
  6.2.4 治理工程占地面積受限時,可選擇旋轉式蓄熱燃燒工藝。
  6.3工藝設計要求
  6.3.1廢氣收集
  6.3.1.1廢氣收集系統應與生產工藝協調一致。在保證收集效果的前提下,應力求結構簡單,便于安裝和維護管理。
  6.3.1.2廢氣收集系統設計應符合GB 50019、HJ 2000和行業相關規定。
  6.3.1.3 當廢氣產生點較多、彼此距離較遠時,在滿足風管相關設計規范、風壓平衡的基礎上,應適當分設多套收集系統或中繼風機。
  6.3.2 預處理
  6.3.2.1 預處理工藝應根據廢氣的成分、性質和污染物的含量等因素進行選擇。
  6.3.2.2當廢氣含有酸、堿類氣體時,宜采用中和吸收等工藝進行去除。
  6.3.2.3當廢氣中的顆粒物含量不滿足本標準4.7要求時,應采用過濾、洗滌、靜電捕集等方式進行預處理。
  6.3.2.4 過濾裝置兩端應裝設壓差計,當過濾器的阻力超過規定值時應及時清理或更換過濾材料。
  6.3.3燃燒室
  6.3.3.1 燃燒室的結構和尺寸應根據燃燒溫度、停留時間以及待處理廢氣通過燃燒室的有效體積流量等因素計算確定,其溫度/濃度場可利用流體力學模型進行模擬計算。
  6.3.3.2 燃燒室內襯耐火絕熱材料應選用陶瓷纖維,內襯設計宜符合HG/T 20642的相關規定。
  6.3.3.3廢氣在燃燒室的停留時間一般不宜低于0.75s。
  6.3.3.4燃燒室燃燒溫度一般應高于760°C。
  6.3.4蓄熱室6.3.4.1蓄熱室的結構和尺寸應根據熱回收效率要求、蓄熱體結構性能、系統壓降等因素計算確定。
  6.3.4.2 蓄熱體宜優先選用蜂窩陶瓷、組合式陶瓷等規整材料。
  6.3.4.3 當廢氣含有機硅時,應對蓄熱體采取保護措施,避免或減緩蓄熱體堵塞和性能下降。
  6.3.4.4應通過優化蓄熱體結構、堆填方式等實現蓄熱室氣流均勻分布。
  6.3.4.5蓄熱體支架(爐柵)應采用高強度、防腐耐溫材料。
  6.3.4.6蓄熱體比熱容應不低于750J/(kg·K),短時間可承受1200°C的高溫沖擊,使用壽命不低于40000h。
  6.3.4.7 蓄熱室截面風速不宜大于2m/s。
  6.3.5 燃燒器
  6.3.5.1燃燒器應根據輔助燃料類型、燃燒室結構、壓力、待處理廢氣流量、裝置啟動時間等因素配置。
  6.3.5.2輔助燃料應優先選用天然氣、液化石油氣等燃料。
  6.3.5.3燃燒器應具備溫度自動調節的功能。
  6.3.5.4燃燒器應符合GB/T19839的相關規定。
  6.3.5.5優先選用低氮燃燒器。
  6.3.6工藝系統整體要求
  6.3.6.1 系統設計壓降宜低于3000Pa。
  6.3.6.2固定式蓄熱燃燒裝置換向閥換向時間宜為60s~180s,旋轉式蓄熱燃燒裝置氣體分配器換向時間宜為30 s~120s。
  6.3.6.3 蓄熱燃燒裝置進出口氣體溫差不宜大于60°C。
  6.3.6.4蓄熱燃燒裝置應進行整體內保溫,外表面溫度不應高于60°C,部分熱點除外。
  6.3.6.5環境溫度較低或廢氣濕度較大時宜采取保溫、伴熱等防凝結措施。
  6.3.6.6蓄熱燃燒裝置宜具備反燒和吹掃功能。
  6.3.7 后處理
  6.3.7.1 當處理含氮有機物造成煙氣氮氧化物排放超標時,應進行脫硝處理。
  6.3.7.2 當處理含硫有機物產生二氧化硫時,應采用吸收等工藝進行后處理。
  6.4二次污染控制
  6.4.1廢氣預處理、后處理所產生的廢水、排凝液宜納入廠區污水處理設施進行集中處理,當不具備集中處理條件時,應單獨處理并滿足排放要求。
  6.4.2預處理過程收集的粉塵、漆霧等以及更換后的廢棄過濾材料、蓄熱體、保溫材料等處理應符合國家固體廢物處理處置相關規定。
  6.4.3 噪聲控制應符合GB 12348和GB/T 50087的相關規定。
  6.5安全措施
  6.5.1 當廢氣濃度波動較大時,應對廢氣進行實時監測,并采取稀釋、緩沖等措施,確保進入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度低于爆炸極限下限的25%。
  6.5.2 應在治理工程與主體生產工藝設備之間的管道系統中安裝阻火器或防火閥,阻火器應符合GB/T 13347的相關規定,防火閥應符合GB 15930的相關規定。
  6.5.3當治理工程進風、排風管道采用金屬材質時,應采取法蘭跨接、系統接地等措施,防止靜電產生和積聚。
  6.5.4 管道氣體溫度超過60°C或蓄熱燃燒裝置表面可接觸到部位的溫度高于60°C時,應做隔熱保護或相關警示標識,保溫設計應符合SGBZ-0805的相關規定。
  6.5.5 治理工程的防爆泄壓設計應符合GB 50160的相關規定。
  6.5.6 燃燒器點火操作應符合GB/T19839的相關規定。
  6.5.7燃料供給系統應設置高低壓保護和泄漏報警裝置。
  6.5.8 壓縮空氣系統應設置低壓保護和報警裝置。
  6.5.9 風機、電機和置于現場的電氣儀表等設備的防爆等級應不低于現場級別。
  6.5.10 蓄熱燃燒裝置應設置安全可靠的火焰控制系統、溫度監測系統、壓力控制系統等。
  6.5.11 蓄熱燃燒裝置應具備過熱保護功能。
  6.5.12 蓄熱燃燒裝置應具備短路保護和接地保護功能,接地電阻應小于4Ω。
  6.5.13 蓄熱燃燒裝置防雷設計應符合GB 50057、SH/T 3038的相關規定。
  7、主要工藝設備和材料
  7.1 主要工藝設備
  7.1.1 風機宜選用高效離心風機,且符合GB/T 13275的相關規定。
  7.1.2 換向閥宜采用提升閥、旋轉閥、蝶閥等類型,其材質應具有耐磨、耐高溫、耐腐蝕等性能,適應頻繁切換。
  7.2 主要材料7.2.1 蓄熱體性能應符合JC/T 2135的相關規定。
  7.2.2 保溫材料宜采用陶瓷纖維、巖棉等材質。陶瓷纖維性能應符合GB/T 3003的規定,巖棉性能應符合GB/T 11835、GB/T 19686的規定。
  7.2.3含有腐蝕性氣體時,管道應采用防腐材料或采取防腐措施。
  7.2.4 蓄熱室、燃燒室、過濾箱、平臺、扶梯等鋼制設備應符合GB 912和GB/T 3077的相關規定。
  8、檢測與過程控制
  8.1 一般規定
  8.1.1 治理工程應配置相關的檢測儀表和控制裝置。
  8.1.2 治理工程檢測與過程控制的設計應符合安全、環保、節能等要求。
  8.2 檢測
  8.2.1治理工程排氣筒應設置永久性采樣口,采樣口和采樣平臺的設置應符合HJ/T 1和GB/T 16157等規定。
  8.2.2 VOCs的采樣方法應符合GB/T 16157、HJ 732和HJ 734等規定,檢測方法應符合HJ/T 397、HJ/T 38和HJ 734等規定。
  8.2.3 對VOCs以外的其它污染物有排放要求時,其采樣和檢測應執行相關標準規定。
  8.2.4 蓄熱燃燒裝置的蓄熱室和燃燒室內部應裝設具有自動報警功能的多點溫度、壓力檢測裝置。燃燒室應設置燃燒溫度和極限溫度檢測報警裝置,蓄熱體上下層應分別設置溫度、壓差檢測裝置。
  8.2.5 燃料供給系統應裝設壓力檢測裝置。
  8.3過程控制
  8.3.1治理設備應先于產生廢氣的生產工藝設備開啟、后于生產工藝設備停機,并實現聯鎖控制。在運行過程中,蓄熱燃燒裝置應與待處理廢氣通過自動控制實現實時聯動。
  8.3.2現場應設置就地控制柜或遠端控制。就地控制柜應有集中控制端口,具備與集中控制室的連接功能,并在控制柜顯示設備的運行狀態。遠端控制現場應設有中繼箱和便于操作的人機界面。
  9、主要輔助工程
  9.1燃料供給系統
  9.1.1燃料供給系統一般由燃料源、過濾器、供給管路、壓力調節裝置、壓力檢測和保護系統及泄漏報警裝置等組成。
  9.1.2燃料供給系統應根據燃料種類由專業單位設計建設。
  9.2壓縮空氣系統
  9.2.1 壓縮空氣系統一般由空壓機、儲氣罐、壓力調節裝置、供給管路和安全閥等組成。
  9.2.2 壓縮空氣系統設計應符合GB 50029的相關規定。
  9.3電氣系統
  9.3.1電源系統可直接由生產主體工程配電系統接引,中性點接地方式應與生產主體工程一致。
  9.3.2電氣系統設計應符合GB 50058的相關規定。
  9.4 給排水與消防系統
  9.4.1治理工程的給水、排水設計應符合相關工業行業給水排水設計規范的相關規定。
  9.4.2 治理工程的消防設計應納入工廠的消防系統總體設計。
  9.4.3 消防通道、防火間距、安全疏散的設計和消防栓的布置應符合GB 50016的相關規定。
  9.4.4 應按照GB 50140的規定配置移動式滅火器。
  10、勞動安全與職業衛生
  10.1 勞動安全
  10.1.1 治理工程的用電安全應符合GB/T 13869、AQ 3009的相關規定。
  10.1.2 治理工程的固定式鋼梯、防護欄桿及平臺的安全要求應符合GB 4053.1、GB 4053.2和GB 4053.3的相關規定。固定式鋼梯宜采用斜梯或旋梯。
  10.1.3 治理工程的安全標志設計應符合GB 2893、GB 2894和GB 7231等規范的相關規定。
  10.2 職業衛生
  10.2.1 治理工程職業衛生要求應符合GBZ 1、GBZ 2.1和GBZ 2.2的相關規定。
  10.2.2治理工程工作場所的衛生工程防護措施應符合相關規定。
  10.2.3 應優先采用噪聲低的設備或采取減振降噪等措施,并盡量將噪聲源和操作人員隔開。
  11、施工、調試與驗收
  11.1施工
  11.1.1 工程施工應符合國家、行業和地方的施工程序及管理文件要求。
  11.1.2 工程施工應按設計文件進行,對工程的變更應取得工程設計單位的設計變更文件后再進行施工。
  11.1.3 工程施工中使用的設備、材料和部件應符合相應的標準。
  11.1.4 需要采用防腐蝕材質的設備、管道和管件等的施工和驗收應符合HGJ 229的相關規定。
  11.2 調試
  11.2.1工程施工、設備安裝完成后應首先對相關儀器儀表進行校驗,然后根據工藝流程進行分項調試和整體調試。
  11.2.2治理工程在調試期間應進行性能試驗,性能試驗的內容主要包括:
  a)VOCs進出口濃度;
  b)蓄熱燃燒裝置的凈化效率;
  c)蓄熱燃燒裝置的熱回收效率;
  d)根據要求需要增加的其它污染物檢測項目。
  11.2.3通過整體調試,工程各系統運轉正常,技術指標達到設計和合同要求后啟動試運行。
  11.3 驗收工程竣工驗收應符合《建設項目竣工環境保護驗收暫行辦法》等相關規定。
  12、運行與維護
  12.1一般規定
  12.1.1 治理設備應先于產生廢氣的生產工藝設備運行。由于事故或設備維修等原因造成治理設備停止運行時,應立即報告當地生態環境行政主管部門。
  12.1.2 治理設備正常運行時廢氣的排放應符合國家和地方相關污染物排放標準的規定。
  12.1.3治理設備不得超負荷運行。
  12.1.4企業應建立健全與治理工程相關的各項規章制度,制定運行、維護和操作規程,建立主要設備運行狀況的臺賬制度。
  12.2人員與運行管理12.2.1治理設備應納入生產管理中,并由專業人員負責。
  12.2.2 在治理設備啟用前,應對管理和運行人員進行培訓,掌握治理設備、附屬設備的操作和應急處理措施。培訓內容包括:
  a)基本原理和工藝流程;
  b)安全運行注意事項;
  c)啟動前的檢查和啟動應滿足的條件;
  d)正常運行情況下設備的控制、報警和指示系統的狀態,保持良好運行的條件,以及應急操作;
  e)設備運行故障的發現、檢查和排除;
  f)事故或緊急狀態下人工操作和事故排除方法;
  g)設備日常和定期維護;
  h)設備運行和維護記錄;
  i)其它事件的記錄和報告。
  12.2.3 應建立治理設備運行狀況、設施維護等的記錄制度,主要記錄內容包括:
  a)設備的啟動、停止時間;
  b)過濾材料、蓄熱體等質量分析數據、采購量、使用量及更換時間;
  c)運行工藝控制參數,至少包括治理裝置進、出口氣體濃度及相關溫度、壓力等;
  d)主要設備維修情況;
  e)運行事故及處理、整改情況;
  f)定期檢驗、評價及評估情況;
  g)二次污染處理處置情況。
  12.2.4 運行人員應按企業規定做好巡檢和交接班。
  12.3 維護
  12.3.1 應制定治理設備的維護計劃。
  12.3.2 維護人員應根據計劃定期檢查、維護和更換必要的部件和材料。
  12.3.3 維護人員應做好相關記錄。
  12.4 事故應急
  12.4.1 治理設備的運維部門應編制事故應急預案(包括環保應急預案)。應急預案應包括應急預警、應急響應、應急指揮、應急處理等方面的內容,并配備足夠的人力、設備、通訊及應急物資等。
12.4.2 治理設備發生異常情況或重大事故,應及時應對,啟動應急預案,并按規定向有關部門報告。

 


 

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