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文档简介

1、实用标准文档文案大全旋转式RTO可行性报告西安昱昌环境科技有限公司 2017年10月一、项目背景近年来,挥发性有机化合物(VOCs Volatile Organic Compounds作为新型大气污染物逐渐进入公众视野。VOCs是臭氧(O3的重要前体物,其生成的光 化学烟雾对占雾霾成因的20雅V 50%当VOCs浓度超过3mg/m3人体会有头痛 和弱神经毒作用;超过25mg/m3会产生毒性反应。随着环境监测投资加码,VOCs监测成为“十三五”环境行业新的增长点。 作为四大总体污染物之一,VOCs相对于脱硫、脱硝等市场起步较晚,2010年才 首次将VOCs列入大气污染防治范围。2010年,我国V

2、OCs的实际排放总量约3000万吨。工业生产中产生的 VOCs约为1335.6万吨,其中石油炼制方面产生的 VOCs占工业生产VOCs的17%建筑装饰方面占16%机械设备制造占11%印刷业占7%是工业生产中产生 VOCs最多的四大行业错误!未找到引用源。在印刷包装和精密涂布行业中,包装印刷厂的主要产品为各种塑料薄膜的印 刷制品,在产品生产中大量使用彩色油墨和有机稀料,而印刷油墨溶剂中VOCs的 主要成分是甲苯、乙酸乙酯和少量丁酮,且在加工过程中以废气的形式挥发排出。 其中甲苯会损伤人体的造血系统, 诱发白血病;乙酸乙酯具有刺激性气味;丁酮 会刺激人体中枢神经。因此,当前对 VOCs的治理成为了

3、国家亟待解决的重大环 境问题。二、国家政策2013年以来,国家陆续发布了挥发性有机物污染防治技术政策 、重点 行业挥发性有机物削减行动规划、挥发性有机物排污收费试点办法等多项政 策措施。新修订中华人民共和国大气污染防治法,于2016年1月1日起正式 施行。从修订前的七章66条,扩展到现在的八章129条,法律条文增加了近一 倍。2015年10月1日,我国制定的挥发性有机物排污收费试点办法在全国范围内施行,首选石油化工和包装印刷为首批试点行业。目前,已经开展VOCs排污收费的省及直辖市主要有北京、上海、江苏、安徽、湖南、四川等14个省市地区。北京收费标准为10-40元/公斤,上海为15元/公斤。此

4、外,2016年年初发布的“十三五”规划纲要,首次将 VOCs新纳入总量控 制指标。十三五规划纲要提出,到 2020年,全面建立以改善环境空气质量为核 心的VOCS亏染防治管理体系,夯实管理基础能力;实施重点工业行业排污许可 制;推进重点地区、重点行业 VOCS亏染减排,排放总量下降10%以上。截止目前,涉及VOC啲大气固定源污染物排放国家标准致辞已经扩展志14项。和国家标准相比,近年来各省市区根据各地产业结构和减排方向,明显加大了与VOCS排放相关的地方排放标准的制定工作,被视为各地推动VOCS减排的主 要依据。北京市已经发布了与 VOCS!关的排放标准12项,上海市有8项,广东 省有5项,重

5、庆市有4项,天津市、河北省、浙江省、江苏省也已经颁布了相关 排放标准。三、治理现状由于有机废气对社会环境及人体健康造成的影响,以及现有的国家政策,在印刷包装和精密涂布行业,选择一种合适的 VOCs处理方法是很有必要的。目前 的VOCs的末端处理技术包含两类,第一类是非破坏性方法,即采用物理方法将 VOCs回收;第二类是通过生化反应将VOCS氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性 方法。其中回收技术是通过物理方法,在一定温度、压力下,用选择性吸收剂、 吸附剂或选择性渗透膜等分离 VOCs主要有吸附回收、吸收回收、冷凝回收和 膜分离回收等。破坏技术是通过化学或者生物反应等,在光、热、催化剂和微生 物等作

6、用下将有机物转化为水和二氧化碳,主要包括催化燃烧、热力焚烧、等离 子体破坏、光催化和生物技术等。具体方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法。后者有生物法、 膜技术、光催化降解和等离子技术。而目前应用最广泛的有吸附法、 吸收法和燃 烧法。因吸附法存在吸附剂再生困难等问题, 吸收法存在二次污染等。中国工程 院院士、中科院安徽光学精密机械研究所所长刘文清表示,这些现有方法,都存 在一定的缺陷和不足。尤其是对于大风量、中低浓度VOCs采用提纯分离方式, 由于量大、污染物组分复杂,采用变压或变温吸附方法都需更多能耗。从能源、 经济角度看,此类治理技术都不具可行性。在燃烧法中,蓄热式燃烧法是目前应

7、用最广泛 VOCs处理方法,因其具有热 力回收系统,热效率高、在有机物浓度达到一定值时可实现自供热操作等优势。 操作维护十分简单、可靠、节能环保,且VOCs去除率高。在VOC较高的情况下, 还可回收多余热量为生产设备供热。 因此,将蓄热式燃烧法应用到印刷包装和精 密涂布行业的废气处理中具有重要的意义, 能够为企业带来大量的环保收益和经 济收益。四、工业有机废气蓄热氧化焚烧炉(RTO应用领域RTO项目产品几乎可以应用到所有生产工艺中有有机废气排出的工业领域, 主要有:包装印刷行业、薄膜涂布行业、壁纸行业、人造合成革行业、轮胎行业、 涂装行业、半导体行业等;本项目根据项目团队市场熟悉情况重点在以下

8、市场领 域进行发展。1、包装印刷行业我国包装印刷行业中尤其是塑料软包装产品生产过程中大量使用溶剂型油墨和复合胶水,溶剂型油墨和复合胶水干燥后产生大量VOC排放,采用本项目产品RTO是最佳的处理方式。据国家新闻出版总署资料显示,2010年统计全国从事包装印刷的企业有 37431家,其中VOC排放量较大的塑料软包装凹版印刷 企业约6000家,其中年产值5000万元以上较大规模的约1000家,这些企业中 已经进行VOC排放治理的厂家不足3%目前国内在整体印刷工业中,包装印刷 一直是发展最快、利润最高的领域。随着人民生活水平的提高,将会需要更多的 消费品,任何消费品都不可缺少包装材料,根据统计,包装印

9、刷的增长率比GDP增长率约高出1.3%。我国的包装印刷随着国民经济的发展将延续快速增长的态 势。2、壁纸、人造革行业壁纸是一种用于装饰美化室内墙面和天花板面的材料。它以其花样多、色彩全、立体感强、容易清洁等与众不同的装饰效果,倍受人们的青睐。目前,在中国,壁纸家庭装修行业使用量仅占到总墙面市场份额的15%未来壁纸用量增长率将维持在10-15%左右。目前,全国有 200多家壁纸制造企业,壁纸生产中的 PVC涂布和压花发泡工艺产生VOC排放,现在壁纸厂的烟气处理采用静电扑捉回 收法,这种方式不能完全达标处理烟气, 尤其是不能去除烟气中的臭味,未来将 逐步采用RTC处理方式进行替换。与壁纸具有类似工

10、艺的人造革行业,目前,全国有1000多家人造革未来将逐步采用RTO处理方式进行处理。3、薄膜涂布行业薄膜涂布具有广泛的应用领域,包括各种胶粘带、液晶显示中的光学膜、交 通安全反光膜、汽车贴膜、太阳能电池背板等等。薄膜涂布行业近年来的用量增 长率每年在30流右。目前,全国有1000多家薄膜涂布制造企业,薄膜涂布生 产中几乎全部采用溶剂型胶水涂布,胶水干燥后产生大量VOC排放,这些企业中已经进行VOC排放治理的厂家不足10%目前该行业是本项目产品应用的主要 领域。五、旋转翼式RTO发展及应用1. RT O技术基本原理RTC的蓄热焚烧基本原理为:将vocs加热至800r左右,其氧化分解释大量反应热,

11、利用蓄热体将热量回用,以便加热随后进入系统的低温VOCS废气。这种蓄热焚烧的方式能够充分利用能量,减少系统外部能耗,在VOCs浓度达到2g/m3时,系统可无功运行,即不用消耗系统外部能量CO2+H2O反应怙冉利用反应热2. RT O技术发展RTO技术的发明给VOCs直接焚烧技术(TO,Thermal Oxidizer)带来了新的探 索方向,而RTO基本的蓄热焚烧原理决定早期出现的形式为两床式 RTO RTO技 术通过蓄热体的蓄热作用极大减少了 VOCs升温过程中的能耗,能够为客户带来客观的经济效益。RTO技术经过30多年的发展,经历了三次技术迭代,从早期 的两床式RTO三床式RTC发展到旋转翼

12、RTO两床式三床式旋转式两床式RTO的一个蓄热室通过VOCS废气进行氧化焚烧,另一个蓄热室通过 分解后的高温净化空气,将燃烧热留在蓄热体内,净化空气降温后经烟囱排出。 两个蓄热室的蓄热和放热功能交替通过 4个互锁高温切换阀实现。两床式 RTO 能够有效的净化VOCS废气同时降低系统外部能耗,但是其结构简单,阀组切换 废气流向时易将蓄热室底层未充分分解的 VOCS废气带出蓄热室,影响净化效率。目前在VOCs处理业界,国内外厂商通常采用的是三床式RTO该产品在两床式RTO基础上增加了吹扫功能。在三床式 RTO阀组切换时,原来通过 VOCS废 气的蓄热室由吹扫风机送入大量洁净空气,将残余VOCS废气

13、吹入氧化室进行氧化分解。因此,三床式RTC较两床式RTC在净化效率方面有明显的提升。三床式RTO具有功能易实现、设备易制造的特点,在市场上占有不小的份额。 但三床式RTOM有如下方面的明显劣势: 占地面积大三床式RTO具有三个蓄热室和附属设备(送风风机、助燃风机、吹扫风机等), 设备安装需要较大场地。 系统压力波动较大每次阀组切换瞬间,废气管道内负压条件受冲击,对于精密涂布等行业会对 产品工艺产生影响,比如成品溶剂残留量的波动。 设备关键件易损耗三床式RTO具有六个高温切换阀和三个吹扫阀,阀组是三床式RTO实现蓄热 焚烧和净化吹扫功能的关键部件。阀组平均20s切换一次,连续工作时往复运动、 冲

14、击较大,每年切换次数高达一百万次。当阀组中任意阀体损坏时,三床式RTO则无法正常工作。 低VOCS浓度时能耗大包装印刷厂和精密涂布厂因为订单具有批量小、产品种类多等特点,设备停 机换单频次很高,三床式RTO经常处于低VOCS浓度的低负载状态运行。此时VOCs 氧化放热量无法满足系统无功运行,为保持蓄热体吸收充足的热量,燃烧器需要 耗费大量天然气进行补热,浪费大量资源,为客户带来不必要的损失。 热效率不高三床式RTO增加了吹扫功能,在吹扫风机送入大量洁净空气的同时, 带走了 蓄热体的大量热量,混合气体无法升温至 VOCs分解温度,需要燃烧器进行补热。 因此,三床式RTO的综合热效率不高。由于三床

15、式RTO具有如上的劣势,日本学 者率先提出旋转翼RTO的概念,后经韩国学者和企业的发展完善。3. 旋转翼RTO工作原理及优势特点工作原理:吹打审吹打区旋转翼蓄热式氧化炉(RTO)由燃烧室,蓄热层及分配室以多个扇形小室组成,旋转翼旋转时反复进行一半区域是预热区, 另一半区域是热回收区的功能。此时 预热区和热回收区之间设计死区, 放置处理前废气和处理后气体混合, 未处理的 废气从预热区转换热回收区前,通过反吹空气吹至燃烧室氧化处理。影响VOC去除率的主要因素是 “三T”,即氧化温度(Temperature )、停留 时间(Time)及混合程度(Turbulenee)。影响热效率的因素是:气流速度、

16、蓄热介 质、蓄热介质体积和几何结构等。当RTO设备还没达到处理状态或停运时,废气 可暂时通过旁通进入烟囱排放。 为了环保节能,在RTC尾部可设置换热器,进行 余热利用。【优势特点】: 占地面积小、结构紧凑旋转翼RTC炉体均匀分为12个蓄热室,根据功能分为5个放热区、5个蓄 热区、1个死区和1个吹扫区。12个蓄热室在圆周上均匀分布,炉体直径在 8 米以内,占地面积小。 运行平稳、无冲击两床式和三床式RTO使用高温切换阀改变VOCs废气流向,达到蓄热室功能 切换的目的,旋转翼RTO使用废气旋转分配阀改变废气流向。 废气旋转分配阀通 过电机传动,运行速度缓慢,平均15s切换一个蓄热室,设备压力无波动

17、。 设备关键件寿命长废气旋转分配阀在驱动电机带动下以 7.5mi n/r的速度旋转,运行平稳,不 会产生冲击,密封面经过研磨具有良好的气密性,制造材料具有高度的耐高温、 耐腐蚀特性,设计寿命长达20年。 系统无功运行要求低由于旋转翼RTO结构紧凑,蓄热室面积不大,VOCs反应热足够系统无功运 行。以昱昌环境某客户的工况为例,20000m3/h风量的旋转翼RTO无功运行仅需 要90000kcal/h,相当于11m3天然气完全燃烧所释放的热量。 净化效率、综合热效率高旋转翼RTO包含12个蓄热室,设备正常运转时5个放热室通入VOCSS气, 对应5个蓄热室通过净化后的高温气体进行蓄热。在蓄热室功能由

18、放热切换为蓄 热的过程中,需要先通入吹扫风,保证净化效率。由于旋转翼RTO蓄热室面积远 小于三床式RTO所以小风量即可完成吹扫,有效减少热损失,提高综合热效率。经过试验对比,两床式、三床式和旋转翼RTO的净化效率、综合热效率对比如下表:RTC类别两床式RTO三床式RTO旋转翼RTO综合热效率84%92%95%净化效率92%98%99%经过试验证明:综合热效率从 92勉升至95嗨亡够有效减少约40%勺燃料消 耗。综上所述,旋转翼RTO具有环保性、经济性好的特点,得到了市场的广泛认 可。六、昱昌环境VOCs处理技术路线及旋转式 RTO优势 特点结合RTC技术多年的发展历程,昱昌环境 VOCs处理技

19、术路线如下:I VOCS治理技术|I技术路线I市场调研I可行性分析I丨i 如cs治1 |L 理论研窒| 1IAf4m rBrasliit arHm an Eirj | 尹 | 沖ou物性、化性研i I ' I !究iii.”4 kK-1 :LU SBI.Uk« » m ”一 »I VOC右治埋技术II 设备研发 I结构设计I1能量订算分柄i 1'Lj I Ii i:温度场ffiRtl算1 r管道设计111J综合如上分析,旋转翼RTO较同类产品具有多方面优势,而西安昱昌环境科 技有限公司自主研发的旋转翼 RTO设备在原有技术基础上进行了多项改进,具体

20、 表现为如下几个方面。 昱昌环境旋转翼RTC联机功能强昱昌环境核心团队具有20多年的印刷设备、涂布设备、人造革设备的设计制造经验,对印刷、涂布工厂的生产工艺非常熟悉,因此昱昌环境的旋转翼RTO设备与用户的主机生产运行结合最可靠。 昱昌环境旋转翼RTO研发团队从业经验丰富昱昌环境团队的韩国专家具有超过 25年的RTO设计和生产经验,能熟练应 对各种系统工况。 昱昌环境旋转翼RTO燃烧技术安全昱昌环境拥有天然气直燃加热系统的核心技术和成熟产品,每年为客户提供 1000多套天然气直燃加热设备。昱昌环境的旋转翼 RTO设备的燃烧机控制系统 比调范围宽,最省气,最安全。 昱昌环境旋转翼RTO拥有多项自主

21、知识产权昱昌环境采用自主知识产权的废气旋转分配阀,旋转阀采用航天材料 Inconel 600和耐高温不锈钢310s精密制造,密封面经过精密研磨,阀组旋转 体经动平衡校验,具有长达20年的寿命周期。 昱昌环境旋转翼RTO空制系统成熟稳定昱昌环境的旋转翼RTC控制系统采用韩国成熟软件,具有如下特点:a)操控界面清晰、直观b)自动化程度高,无人驾驶c)预警系统完善,安全性好 昱昌环境旋转翼RTC设计人性化根据客户不同工况,旋转翼RTC底层蓄热砖可能会发生堵塞,特别是在客户 废气中含有硅元素。其他旋转翼RTC设备由于设计原因,只有一个检修口,检修 不便。昱昌环境的旋转翼 RTC设备具有独特设计的12个

22、检修孔,方便进行设备 维护。 昱昌环境旋转翼RTC设计方案多样昱昌环境坚持以客户为出发点,针对客户不同工况,实测VOCs废气浓度、组分、风量等相关参数,进行个性化 VOCs处理方案制定。针对不同行业客户, 未旋转翼RTO设备进行浓缩装置、换热装置的选配,力争达到VOC静化与节能效果的最大化七、昱昌环境旋转式 RTO效益分析(以一台30000风量旋转式RTO为例,客户购买成本为230万元左右) 余热计算:溶剂总量氧化放热热量自运行所需热量再利用热量kg/hkcal/hkcal/hkcal/h105 (常规)688800240471413889 (按 95% 用)210 (最大)137760024

23、04711068249 (按 95%用)48 (最小)31488024047158665 (按 95%0 用)由计算可知,常规情况下可利用余热在 41万大卡/小时,排放浓度越高, 可利用余热越充足。按天然气 8500kcal/m3的热值计算,相当于每小时能给企 业节省48n3的天然气。经济效益:按每天工作20小时,每月工作25天,天然气价格按3.5元/m3计算,贝U每 年给企业带来的利益如下:48rr3 /h x 3.5 元/m3 x 20h/天 x 25 天/ 月 x 12 月 / 年=100.8万元/年结论:两年半即可收回成本,后期每年可为企业节约100万元左右。(注:以上计算均为理论计算

24、,实际情况会有所偏差,需根据用户实际工况而定)运行费用分析冷启动(1.5h)能源用量单位单价(元)时间/h花费(元)电68kW/h0.81.582天然气58m3 /h3.51.5305合计:387元/1.5h正常运行阶段(满载)能源用量单位单价(元)时间/h花费(元)电97kW/h0.8178天然气(节省)48m3 /h3.51-168合计:-90元/h八、昱昌环境公司简介西安昱昌环境科技有限公司是一家由韩国从事废气控制技术专家组建的高 新技术企业。公司于2016年在西安设立生产工厂,其中有 6名韩国技术专家, 核心成员参与设计制造调试的RTO系统共计150余套。涵盖印刷包装、精密涂布、 电子

25、涂装、橡胶制品等行业。中国技术专家有 20多年印刷包装生产工艺经验, 可以为客户提供专业的技术指导。西安昱昌采用国外先进的 VOCs处理技术,成立了 VOCs实验中心,配备德日 英美先进的实验仪器。形成了以环保为宗旨,以废气能源回收为特长,以降低客 户运营成本为目标的公司理念,得到市场的广泛认同。昱昌基于团队技术专家的印刷包装生产工艺经验以及有机废气处理技术的 研究,昱昌最终确定将蓄热式氧化技术作为废气处理的主要技术。九、昱昌未来市场及市场开拓1、公司未来战略规划公司将坚持以技术创新为核心经营理念,以“心向阳光,万事昱昌”为经营 精神,励志追求环境美好与经济发展的共存。公司将不断提高公司生产和

26、设计能 力,以抓住中国挥发性有机废气治理行业高速发展的良好机遇,进一步延伸公司在环保行业的产业链深度,同时拓宽公司产品应用领域和市场,提升作为国内一 流环保科技企业的系统集成及整体方案解决能力, 逐步实现满足国内外高端客户 的产品技术要求,成为国际一流的废气处理成套设备供应商。2、公司在增强成长性、增进自主创新能力、提升核心竞争优势等方面拟采取的 战略措施根据公司的未来战略规划,公司拟采取以下战略措施:产品和技术纵深化;市场和区域纵深化;行业应用领域纵深化。通过上述三个方面的纵深 化发展,全面提高公司技术水平,以国际一流智能装备供应商为发展目标, 达到 国际先进技术水平,进一步提升公司作为国内优秀环保科技企业在全球市场的综 合竞争力。以上

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