某生物科技集团有限公司研究室废气净化项目技术方案

某生物科技集团有限公司研究室废气净化项目技术方案

目录

项目概况

方案设计

方案特点

一、项目概况

1.废气性质

（1）产生的主要污染物

公司主要从事食品添加剂【诸如粉末香精、调味液体香精、调味膏状香精及调味料（液体、半固态、固态、调味油）】生产销售，在生产过程中会产生诸如油烟雾、醇类、酯类、醚类等异味污染物。

（2）污染物浓度范围

· 油烟雾含量：≤50mg/m?

· 颗粒物：≤50mg/m?

· NMHC：≤30mg/m?

· 臭气浓度： ≤5000（无量纲）

 

2.废气特点/难点

1）偏高温、高湿

蒸煮排气，排气具有一定较高的温度和湿度，冷凝后可能会冷凝水回流。

2）具有生化性

废气中主要成分为醇类、酯类、胺类，具有良好的生化性。

3）非连续排气

根据市场需求，生产具有周期性，废气的排放为间隙性排放。

二、方案设计

2.1  风量计算

根据业主提供的资料，该项目的废气风量拟设计为：

· 20000m?/h（1#系统-实验室）

· 30000 m?/h（2#系统-厨房类）。

2.设计目标

根据企业生产情况和要求，拟对车间排放的废气净化后排放达到且优于下列规范限值要求。具体执行如下表：

· 《饮食业油烟排放标准》（GB18483-2001）；

· 《餐饮业大气污染物排放标准》（北京市地方标准 DB11/1488-2018）。

· 《恶臭污染物排放标准》（天津市地方标准 DB12/059-2018）

序号	污染物	排放限值（排放口）	排放限值（厂界）	备注
1.	油烟含量	≤1.0mg/m?	/
1.	颗粒物	≤5mg/m?	/
1.	非甲烷总烃	≤10mg/m?	/
1.	臭气浓度	≤1000（无量纲）	≤20（无量纲）

 

3. 工艺比较与选择

根据废气性质，可用于处理该类型的废气净化工艺有“燃烧法”、“离子法/光氧化法”、“吸附法”、“生物法”等工艺，上述各工艺的原理及适用范围详见下表：

序号	工艺	脱臭原理	特点	使用范围
1.	燃烧法	在高温下污染物物质与燃料充分混合，实现完全燃烧	净化效率高，污染物物质被彻底氧化分解，但设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染	适用于处理高浓度、小气量的可燃性臭气
1.	离子法/光氧化法	离子法净化废气工作原理包括了物理和化学过程，过程涉及预荷电集尘、催化净化及正负离子发生作用。主要利用空气通过离子发生装置时，产生离子化过程，形成正负氧离子，与臭气分子产生CO2、H2O、NOX等无味物质而达到除臭效果。	处理较高浓度的污染物时效率低，且处理效果不稳定，抗冲击负荷能力弱。产物会产生二次污染（诸如NOX、臭氧等）。	适用于超低浓度、对臭氧要求不高的区域
1.	吸附法	利用吸附剂的吸附功能使污染物质由气象转移至固相	净化效率高，可处理多组分的污染物气体，但吸附剂费用昂贵，再生比较困难，对待处理的恶臭气体要求高，即较低的温度和含尘量	适用于处理大气量的、高净化要求的恶臭气体的处理
1.	生物法	利用微生物的代谢活动使污染物物质氧化降解为无臭物质	净化效率很高，可处理复杂组分的污染物气体，无二次污染，但对待处理的污染物气体要求高，即适宜生物生长的中低温度和适宜的含湿量	适用于中低浓度的恶臭气体的处理

 

4.  工艺流程图——1#系统（实验室）

 

5.  工艺流程图——2#系统（厨房类）

 

2.6 工艺优势

防倒流集气罩：采用专利优势：采用专利号：ZL 2015 2 0506703.1），该设备兼有了“生物滤池”和“生物滴滤池/生物洗涤器”的优势，负压布置：保证了风机泄漏的废气是已经经过处

选择可空转水泵：选择了可以空转的水泵，降低了运维的成本。

运维简便：系统保证充分专利号：ZL 2018 1 0050094.1），确保系7 . 静电工作原理

静电吸附设备工作原理是利用静电力实现粒子与气流分离，其主要步骤如下:

1）颗粒物荷电：在放电极与地极之间施加高电压，放电极发生电晕放电，使空气电离，生成空间电荷。含有颗粒物的气流经过电场空间时，空间电荷通过碰撞或者扩散附着在粒子上，使粒子荷电；

2）颗粒物沉降：荷电后的粒子在匀强电场中受到库仑力的作用，驱使粒子向集尘极运动，到达集尘极后，释放电荷，粒子沉积在集尘极表面；

3）自动清洗：集尘极表面上的油污沉积到一定的厚度后，自动启动清洗系统进行自动清洗，清洗后吹干，集尘板又可以重新工作。

 

8.生物工艺原理

 

9.设备参数——1#系统（实验室）

序号	设备名称	物料	参数	单位	数量	备注
1.	集成 厢式生物滴滤器	集成厢式生物滴滤器	外形尺寸：4.5m×3.0m×2.5m 表面负荷：4446m?/㎡.h 运行重量：10吨 系统阻力：P≤800Pa 说明：含填料及其支架、喷淋管道等，含一个月的生物制剂	套	1
1.		循环水箱	外形尺寸：1.0m×1.5m×1.4m 材质：FRP； 含补水和排水电动阀、液位计、加热器、温度计等仪表	套	1
1.		循环水泵	流量：24m?/h 杨程：20m 功率：≤5.5kw 材质：FRPP 品牌：国宝等	台	1
1.		自动 加药系统	功率：≤0.25KW	套	1	带液位控制
1.	节能风机		风量：20000m?/h 压力：2000Pa 功率：≤22KW 材质：FRP  品牌：苏州京唐等	台	1
1.	自动控制装置		PLC控制，碳钢喷塑，IP55防护等级（户外型），西门子PLC。	套	1

 

2.10 设备参数——2#系统（厨房类）

序号	设备名称	物料	参数	单位	数量	备注
1.	集成式油雾净化器		外形尺寸：2078*1450*1618（mm） 设备成品重量：817kg 配电功率：1.8kw 材质：碳钢防腐 设备压损：≤400Pa	套	1
1.	集成 厢式生物滴滤器	集成厢式生物滴滤器	外形尺寸：6.0m×3.0m×2.5m 表面负荷：5001m?/㎡.h 运行重量：15吨 系统阻力：P≤800Pa 说明：含填料及其支架、喷淋管道等，含一个月的生物制剂	套	1
1.		循环水箱	外形尺寸：1.0m×1.5m×1.4m 材质：FRP； 含补水和排水电动阀、液位计、加热器、温度计等仪表	套	1
1.		循环水泵	流量：36m?/h 杨程：20m 功率：≤7.5kw 材质：FRPP 品牌：国宝等	台	1
1.		自动加药系统	功率：≤0.25KW	套	1	带液位 控制
1.	节能风机		风量：30000m?/h 压力：2000Pa 功率：≤30KW 材质：FRP  品牌：苏州京唐	台	1
1.	自动控制装置		PLC控制，碳钢喷塑，IP55防护等级（户外型），西门子PLC。	套	1

11 运维费用

整个项目的费用及排污汇总表见下表：

序号	系统	电费（元/年）	水/药剂费（元/年）	排污（m?/年）	备注
1.	1#系统	22176.00	4800.00	48.00	按300天/年、8h/天运行
1.	2#系统	31692.00	7200.00	72.00	按300天/年、8h/天运行
合计		53868.00	12000.00	120.00
总计			65868.00	/	/

三、方案特点

1. 有效的收集罩：确保排风效果好且风量小

有效的收集罩：根据《简明通风设计手册》中“四周有边的圆形集气罩”进行设计。

 

特点

防倒流：本收集罩设置有蒸煮锅直气废冷凝水防倒流装置，罩口与排服务距离大：收集罩口略大于煮锅的锅口，在罩口处均布栅条，保速，让其达到更大的服务面积和更远的服务距离。

 

2. 科学的预处理：确保末端净化设备高效、稳定

高效的静电除尘器：采用自清洁的静电除尘器，可以很好的去除废气中的油脂，而且可以自动清洗极板，保证了高效的除尘效果。

 

3.专利优势：运维小，占地少，设备轻（详见集成式生物滴滤器（专利号：ZL 2015 2 0506703.1））

集成式生物滴滤器是我公司结合国内实际，最新开发出的一套具有自主知识产权的（专利号：ZL 2015 2 0506703.1）、经济适用的、针对净化各类恶臭气体的集成式生物滴滤器净化技术。

该技术兼有了“生物滤池”和“生物滴滤池/生物洗涤器”的优势，但较“生物滤池”占地面积更小、较“生物滴滤池/生物洗涤器”营养盐消耗量更小。从而在保证效果的基础的同时可以降低用地。

 

4. 模块化设计

设备模块化设计，无须在现场组装，此具有如下优势：

· 可以大大地节约施工占地和大大提高施工进度；

· 现场只有设备之间的管道连接以及水电的安装，一改以往现场组装存在的“脏、乱、差”等现状；

· 工厂成套加工，具有更高的质量保障。

 

6.采用不停机维修结构

针对传统的吸收塔内的喷淋系统一直都未发生改变，尤其在喷淋系统喷嘴发生堵塞后，需要对整体废气喷淋塔及配套设施进行停机检修。这样会造成两方面的不良影响，一是需要停产，二是维护繁琐，操作不方便。在维护过程中，倘若操作不当，甚至会产生安全事故。因此我司针对该缺陷开发了自主知识产权的不停机维修的结构。

5.可空转耐腐蚀循环水泵

系统配置可空转耐腐蚀循环水泵，具有以下优势：

· 双层干式轴封设计，可防止化学气体损坏马达轴承。

· 叶轮特殊设计，即使叶轮偶尔逆转也不会损坏泵浦。

· 配高效能长轴电机：电机轴一体成型加工，同心度高，噪音低，稳定性强，高效节能环保。

 

6.  生物固炭

生物法是利用微生物对于污染物的生化降解性能以实现在常温常压下的废气处理，达到净化的目的。整个工艺运行安全和节能，不需要使用天然气，二次污染产生较少。

在处理VOCs过程中，碳的循环路径主要为3个：

（1）通过呼吸作用将一部分VOCs转化为CO2，不同阶段的呼吸作用转化率不同，约为30%~90%。

（2）微生物同化作用，将VOCs转化为自身生长繁殖所需的营养物质，从而实现自身细胞的增殖，此过程是生物固碳、废气排放减碳的过程。不同阶段的固碳能力不同，约为10%~70%。

（3）由于生物箱设备存在固有孔隙率，未能完全捕捉或降解处理的VOCs，经排气筒排放至大气（出气满足达标排放限值）。

由此可见，生物法由于存在同化作用，能够实现碳的固定，与其他VOCs处理工艺相比，具备碳的减排的潜力。下面请看如下计算实例：

以40万风量的涂装行业废气实际处理为例，下表对比了生物法与沸石—RTO工艺的CO2排放量，由计算可知，采用沸石+RTO工艺每年约产生1122 tCO2，而生物法产生448 tCO2，约为沸石+RTO工艺的40%（在此过程中因两种工艺电力排放量相似，因此未计入电力产生CO2的质量，同时若使用绿电，此部分电力排放量为0。

 

注：相关参数、数据来源《GB/T 32151.10-20温室气体排放核算与报告要求第10部分：化工生产企业》。

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