某某生物制药有限公司生产废气处理
技术方案
酸雾喷淋塔处理废气
目录
1、项目概况 (2)
2、设计思路 (3)
3、设计依据 (4)
4、设计参数 (5)
5、废气净化系统具体配置 (6)
6、净化原理简介 (7)
7、其它 (10)
8、废气净化系统清单 (12)
9、净化系统配置说明 (13)
10、施工说明 (13)
1、项目概况
FL产品生产过程中因使用挥发性有机溶剂（如异丙醇、丙酮），在离心甩料、真空浓缩和回流反应过程中会有一定量的溶媒挥发到大气中。又因在回流反应（或回流脱色）和真空浓缩过程中均采用了冷凝和冷却措施，故单位时间内被挥发至罐外的溶媒气体数量很有限，且对人体危害较小，已作有组织排放和吸收处理。又对离心甩料过程中所挥发出的溶媒气体作有组织排放，并考虑在排风管出口端通过适宜的吸收剂吸收。
EQ产品为含邻二巯基的有机酸类物质，味臭。为引入双巯基，生产过程中要使用带恶臭气味的液体原料——硫代乙酸。因而在加热反应过程中，在冷凝器的出口处有明显的臭气逸出，尤其在离心甩料过程中臭气浓度较高，因而气味更为浓。因此，我们采用封闭式离心机甩料使臭气经离心机侧口全部引入排风管，并在管口末端处用强效吸收剂吸收除臭。另外，经离心分离后的母液中尚含有部分未作用完的硫代乙酸（COD值很高），味臭，而且含有硫酸（20%以上），为此，公司将此部分废液先在车间内作脱臭除盐预处理后再进入室外污水池。对母液除臭和除盐过程中所逸出的臭气也一并作有组织排放，并用吸收剂吸收。此外，在上述化学和物理处理过程中，反应液和母液中还含有很少量的吡啶（约占母液总量的0.2%），极低浓度的吡啶尾气也一并作有组织排放和吸收处理。
FL和EQ产品生产过程中被排放的挥发性物质和相关参数（见附表）
挥发性溶剂或试剂名称排放节点
通过排放节点处
液体物质总量
通过排放节点处
物料温度（℃）
排放时间
（min.or
hr.）
年排放次
数（次∕年）
FL产品
异丙醇中间体一析物
离心甩滤
约380kg ﹤10℃约50 min 11～33
异丙醇中间体二析物
离心甩滤
约125kg ﹤10℃约30min 11～33
异丙醇粗品一析物
离心甩滤
约380kg ﹤10℃约50 min 11～33
异丙醇粗品二析物
离心甩滤
约150kg ﹤10℃约30 min 11～33
丙酮一次精制一析物
离心甩滤
约440kg ﹤10℃约70 min 11～33
丙酮一次精制二析物
离心甩滤
约145kg ﹤10℃约50min 11～33
丙酮二次精制一析物
离心甩滤
约410kg ﹤10℃约70 min 11～33
丙酮二次精制二析物
离心甩滤
约135kg ﹤10℃约50 min 11～33
EQ产品
硫代乙酸反应过程50kg 50～90℃约4 hr 约25
硫代乙酸
粗品离心
甩滤、洗涤
约15kg ﹤10℃约1.5 hr 约25
硫代乙酸粗品母液
除臭液
约14 kg ﹤60℃约2 hr 约25
乙醇+粗品回流、甩料
500+25 kg 80℃，﹤10℃
约2hr 约25 2、设计思路
2.1将EQ和FL废气单独收集再用风机抽到PP填料洗涤塔和碳纤维吸附器处理后排放。
2.2 采用2台串联运行处理,增加效果。
2.3 填料洗涤塔的液箱补水采用手动补水，当液箱中的洗涤液体排净后，开启自来水进行补水，当液位上升到设定高度时，关闭阀门。
2.4 处理工艺
风机排放
2.5 二次污染说明：
混合废气碱液洗涤塔碳纤维吸附
碱液洗涤塔内的废液排入污水站处理，碳纤维吸附饱和后移到密闭再生箱做再生处理，产生的废液排入污水管，杜绝二次污染。
3、设计依据
3.1 用户方提供的相关设备参数。
3.2设计风量按厂方提供的风机参数按10％的余量考虑。
3.3 设计气液比为500：1。
3.4 工艺具有合理化，先进性，处理效率高，占地面积小。
3.5 设备具有能耗低，噪声小。生产过程中不会产生二次污染。
3.6 设备操作简单，管理人员少，劳动强度低，维护方便。
3.7 废气治理设备的设计和选择的依据是该废气的性质、处理量及处理要求。努力减少或防止废气污染物的排放，确保达标排放，回收有用物质，建立无害型清洁生产工艺是治理的目的，为此再设计和选择治理工艺流程。设备的设计和选型的原则兼顾设备的技术指标及经济指标。力求做到技术上先进及成熟，经济上合理。
3.8 设备运行条件
根据废气的性质(温度、湿度、压力、气体类别)设计安全可靠的处理设备。
3.9 经济性
主要要求考虑设备在制造、安装、运行和维护以及治理后的后处理问题。
3.10占地面积及空间的大小
根据生产场地状况，合理布置。
3.11设备的操作要求及使用寿命
设备结构简单，操作方便，能保证设备长期稳定运行。
4、设计参数
4.1 经计算废气净化塔按原设计风量为10000m3/h。
4.2 引风机采用4-68 NO.5C铁风机,功率15kw,采用钢制防腐。
5、废气净化系统具体配置
5.1 废气净化塔:
外形尺寸：Ф1600×6500(M/M)
处理风量： Q=8500M3/H
材质： PP
数量： 1台
空塔风速： 1.2M/S
接触时间： 8S
净化塔总阻力：450Pa
5.2 循环水泵（宜兴宙斯泵业）（防爆电机）
型号: 50FSB-20-30
流量: Q=20M3/H
扬程: H=30米
功率: P=4KW
数量： 2台（1用1备）
5.3 离心风机
型号: 4-68 NO.5C 左180°
风量: 13174m3/h
风压: 3022Pa
转速: 2900rpm
功率: 15kw
数量： 1台
5.4 碳纤维吸附器
设备型号： ZH2Z-5
处理风量： 8500M3/h
设备外形： 2500×2000×2000mm
设备材质： PP,内框SS304
进风口尺寸：Φ600
出风口尺寸：Φ600
活性炭纤维型号： S-1500
装填量： 0.8 m3
一次吸苯量： 210kg
阻力： 2000Pa
5.5 管道（PP）
规格：Φ600
数量： 8m
5.6 弯头（PP）
规格：Φ600
数量： 3只
5.7 控制柜
规格：户外型
数量： 1台
6、净化原理简介
本套废气治理装置采用5%～10%的氢氧化钠溶液作为吸收液。吸收液通过水泵泵入净化塔顶部，经由布水器和填料层回落至塔底溶液箱。如此反复循环使用，直至接近饱和吸收时再更换新的碱液。生产中挥发出的废气（中性或酸性有机气体）通过离心风机出口正压引入净化塔进风段，气体经均风板向上流动分别经过三层填料层，与每层喷咀喷出的中和液接触反应，气液进行充分中和吸收，通过两道挡液装置，经过一级净化后的气体再经过碳纤维吸附，二级净化后气体由塔顶烟囱排入大气，系统参见工艺流程及废气治理系统图。
系统采用二级喷淋装置,喷口为Y-I型F氟塑料螺旋无堵塞空心喷头,填料采用二层ф50阶梯环，一层斜波纹填料，每层高度为500-600MM，进风设有多孔均流板均分装置，出风前设有斜波纹及三折板收水系统。
碳纤维净化原理
根据朗格缪尔（Langmuir）吸附理论，吸附剂的吸附容量是与吸附剂的比表面积成正比的，因而，比表面积是评价吸附剂吸附能力优劣的主要指标。由于活性炭纤维的比表面积（一般为1000～2500m2/g）远大于普通颗粒活性碳（一般为800 m2/g左右）。从对气体吸附的有效比表面积得知，活性炭纤维的有效比表面积是普通颗粒活性碳的3倍左右；又加上活性炭
纤维不但孔隙率大，而且孔径均一，绝大多数为特别适合气体吸附的微孔。因此，活性炭纤维是吸附回收有机废气的理想材料。同时，由于活性炭纤维孔道短，比颗粒活性碳相差2-3个数量级，吸附脱附速度极快，几乎没有残留，因而使用寿命长。
活性炭纤维（ACF），亦称纤维状活性炭，是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。其超过50%的碳原子位于内外表面，构筑成独特的吸附结构，被称为表面性固体。它是由纤维状前驱体，经一定的程序炭化活化而成。较发达的比表面积和较窄的孔径分布使得它具有较快的吸附脱附速度和较大的吸附容量，由于它可方便地加工为毡、布、纸等不同的形状，并具有耐酸碱耐腐蚀特性，目前已在环境保护、催化、医药、军工等领域得到广泛应用。
自1962年美国专利首次涉及随后美国ORNL使用活性炭纤维过滤放射性碘辐射以来，不同前驱体有机纤维及其活性炭纤维的研究和应用得到快速发展。美国、英国、俄罗斯、特别是日本，是研究和使用ACF的大国，年产量近千吨。国内的ACF研究起始于80年代末期，到90年代后期陆续出现工业化装置。
制造方法：前驱体原料的不同，ACF的生产工艺和产品的结构也明显不同。ACF的生产一般是将有机前驱体纤维在200 ℃～400 ℃温度下进行稳定化处理，随后进行(炭化)活化。常用的活化方法主要有：用CO2或水蒸汽的物理活化法以及用ZnCI2，H3PO，H2PO4，KOH 的化学活化法，处理温度在700 ℃～1 000 ℃间，不同的处理工艺(时间，温度，活化剂量等)对应产品具有不同的孔隙结构和性能。用作ACF前驱体的
有机纤维主要有纤维素基，PAN基，酚醛基，沥青基，聚乙烯醇基，苯乙烯/烯烃共聚物和木质素纤维等。商业化的主要是前4种。
结构特征：活性炭纤维是一种典型的微孔炭（MPAC），被认为是“超微粒子、表面不规则的构造以及极狭小空间的组合”，直径为10 μm～30 μm。孔隙直接开口于纤维表面，超微粒子以各种方式结合在一起，形成丰富的纳米空间，形成的这些空间的大小与超微粒子处于同一个数量级，从而造就了较大的比表面积。其含有的许多不规则结构-杂环结构或含有表面官能团的微结构，具有极大的表面能，也造就了微孔相对孔壁分子共同作用形成强大的分子场，提供了一个吸附态分子物理和化学变化的高压体系。使得吸附质到达吸附位的扩散路径比活性炭短、驱动力大且孔径分布集中，这是ACF比活性炭比表面积大、吸脱附速率快、吸附效率高的主要原因。
功能化方法：功能化主要通过孔隙结构控制和表面化学改性来满足对特定物质的高效吸附转化。
ACF通常适用于气相和液相低分子量分子(MW=300以下)的吸附。当吸附剂微孔大小为吸附质分子临界尺寸的两倍左右时，吸附质较容易吸附。孔径调整的目的就是使ACF的细孔与吸附质分子尺寸相当，通常采用下列方法：1)活化工艺或活化程度的改变（至纳米级）；2)在原纤维中添加金属化合物或其它物质经炭化活化，或采用ACF添加金属化合物后再活化（中孔为主），原料纤维预先具有接近大孔的孔径（大孔）；
3)烃类热解在细孔壁上沉积、高温后处理（使孔径变小)。
表面化学改性主要改变ACF的表面酸、碱性，引入或除去某些表面官能团。经高温或经氢化处理可脱除表面含氧基团(还原)；通过气相氧化和液相氧化的方法可获得酸性表面。改性需综合考虑物理结构与化学结构的影响。
活性炭纤维的型号及相关参数
型号S-1000 S-1300 S-1500 S-1600
比表面积 (㎡/g) 900-1000 1150-1250 1300-1400 1450-1550
吸苯量 (w t%) 30-35 38-43 45-50 53-58
吸碘值 (mg/g) 850-900 1100-1200 1300-1400 1400-1500
亚甲兰值(mg/g) 150 180 220 250
孔容积 (ml/g) 0.8—1.2
平均孔径 (A) 17—20
pH 值5—7
着火点(℃) ﹥500
7、其它
7.1 工期说明
设备的交货期限及顺序满足工程的安装、调度进度的要求。施工合同签订后25日内完成设备产品，安装、调试时间约7～10天。
7.2 售后服务
7.2.1 我公司有健全的售后服务管理体系和完整的售后服务工作程序，并设有专门的售后服务部门，对产品的现场指导及售后服务中，坚持用户至上的原则。
7.2.2 如我公司的指导错误（含图纸、资料）或者在质量保期内因我公司设备质量的原因，发生设备和部件损坏，或不能正常使用时，我公司将派人员在24小时内到达现场无偿进行修理或更换损坏部件。
7.2.3信息互通
我公司将对贵公司的设备进行全面的追踪服务，及时了解和掌握设备的质量和运行情况，定期（约3～4个月）派售后服务人员到现场或打电话询问设备的运行状况，了解设备的优缺点等及时把信息反馈给贵公司，并且我公司将把此信息存档，为进一步提高公司的声誉及提高公司的产品质量而努力。
8、废气净化系统清单
序号名称规格型号数量单位材质产地
1 PP洗涤塔塔循环液箱Φ1600×1500×10mm 1 套PP 本公司
2 洗涤塔进风段Φ1600×1000×10mm 1 套PP 本公司
3 洗涤塔一级喷淋段Φ1600×1500×10mm 1 套PP 本公司
4 洗涤塔二级喷淋段Φ1600×1500×10mm 1 套PP 本公司
5 洗涤塔挡液段Φ1600×1000×10mm 1 套PP 本公司
6 喷淋系统SD-16 1 套复合本公司
7 鲍尔环填料Φ50 2.5 M3 PP 本公司
8 挡液装置DY-16 1 套复合本公司
9 防爆耐腐循环泵50FSB-20-30 2 台氟塑料宙斯泵业
10 离心风机F4-72 NO.6C 1 台FRP 本公司
11 进出风软接 2 只软塑本公司
12 碳纤维吸附器ZH2Z-5 内框不锈钢
碳纤维2组（1用1
备）
1 台PP 本公司
13 PP管道Φ600 8 m PP 本公司
14 坚固件、密封件螺丝不锈钢
15 安装支架A3防腐
16 液位计 1 台南京
17 自动控制装置户外型 1 台本公司
18 小计
9、净化系统配置说明：
9.1 废气采用PP管道收集，送入净化塔处理。
9.2 风管及净化塔连接采用耐腐蚀、抗老化的不锈钢材质的螺丝。
9.3 水泵采用耐腐蚀耐磨的砂浆泵（宜兴市宙斯泵业）。
9.4 水泵的电机采用防爆电机。
10、施工说明（净化塔固定方式）：
10.1 净化塔水箱底部四周用膨胀螺丝和水泥基础预埋件固定。
10.2 净化塔可安装在车间顶部，净化塔固定用三根缆绳固定。
10.3 碳纤维吸附器采用支架与底部基础固定。
环保工程有限公司
二0一一年四月