BTF系统处理硫化氢废气工程设计.doc

1、摘要随着生活水平的提高，人们对环境质量的要求越来越高，对恶臭问题也更加敏感。恶臭物质尤其是含硫物质来源极广，毒性极大，其中以H2S最为常见，低浓度的H2S就具有强烈的恶臭气味，它不仅直接危害人体健康，而且在有氧和湿热的条件下，严重腐蚀设备、管道和仪表等。另外，它在空气中易被氧化为二氧化硫，转化为硫酸导致酸雨。所以，净化硫化氢臭气已成为国民经济、环保领域中迫切需要解决的问题。目前去除H2S的方法有物理法、化学法和生物法，其中由于生物法具有设备简单、能耗低、产生二次污染的可能性小等优点已成为国内外恶臭防治研究与应用中的主流方法。在某炼油厂建立的生物滴滤池去除恶臭废气工程装置中，恶臭成分主要是H2S

2、，同时含有甲苯及四氢呋喃等气态有机物。设计进气量为14200m3/h，有效EBRT为2.8s，当H2S进气浓度为394.26776.52 mg/m3、平均浓度为524.36 mg/m3时，H2S去除率保持在86.5394.79%之间，平均去除率为90.60%；去除负荷为59.14122.63 g/(m3h)，平均去除负荷为81.47 g/(m3h)。技术经济分析显示，1000m3废气投资费用13.32万元，每kgH2S处理费用为5.23元。关键词：生物滴滤，H2S，去除负荷注：本设计题目来源于教师的企业科研项目，项目名称为：深圳石化工业废气综合治理。项目编号：2006074。AbstractT

3、he odor from sulfur hydrogen (H2S) is extensive and toxic even at low concentrations. Sulfur hydrogen could also damage the health of human being and corrode equipments. In addition, it can be oxidized to SO2 by oxygen and ozone, resulting in acidic rain and destroy our environment. Therefore, decre

4、asing H2S concentration and its odor is in great demand in both environmental and economic aspects. Biological method, among many available ones, has great advantages to eliminate odor from H2S because it needs simple equipment, is easy to be operated and economical without secondary pollution. Acco

5、rding to A full-scale biotrickling filter has been set up in a refinery to treat the high concentration odor, which comes from the wastewater treatment plant. The performance of the reactor was continuously monitored over a period of one year, and the paper covered 50 days experimental results. The

6、removal efficiency was maintained at the range of 86.5394.79% (90.60% in average) at an effective average empty bed gas residence time of 2.8s, when the range of H2S inlet concentration was 394.26776.52 mg/m3 (524.36 mg/m3 in average), corresponding to an volumetric H2S elimination capacity of 59.14

7、122.63 g/(m3h) and 81.47 g/(m3h) in average. Analysis of technical economic indicated that the cost for building the BTF system was about ￥133,200 per 1000 m3 odor and ￥5.23 per kg of H2S removed for the BTF system.Key words：biotrickling filter，hydrogen sulfide，elimination capacity目 录1绪论11.1 硫化氢的特性1

8、1.2 硫化氢对人体的危害11.3 硫化氢的毒理学资料及环境行为11.4 硫化氢的应急处理处置方法22含H2S臭气的常规处理方法及其应用32.1 吸收法32.2 吸附法32.3 氧化法32.4 分解法32.5 燃烧法和药液洗净法42.6 生物法42.7 生物法处理H2S臭气的优点52.8 国内外研究概况62.9 目前主要的废气生物处理技术对比113设计资料143.1 硫化氢的设计处理气量和组成成分143.2 设计依据143.2.1 设计的原则143.2.2 设计目标144BTF系统处理硫化氢废气工程处理工艺设计154.1 工艺流程154.2 工艺流程图154.3 装置示意图164.4 影响因素

9、164.5 填料选择174.6 工艺条件控制185工艺设计计算195.1 滴滤池尺寸的确定195.2 喷淋量的确定195.3 滴滤池附件的选择205.4 管网设计225.4.1 水管的计算及选择225.4.2 气管的计算及选择235.5 风机及配套电机的选择245.5.1 风机的选择245.5.2 电机选择265.6 水泵的选择276工程投资286.1 工程投资概算286.1.1 土建工程费用286.1.2 设备工程费用286.2 运行费用概算296.3 工程总投资概算297技术经济分析307.1 投资和运行成本307.2 与其他方法比较307.3 同类方法比较30参 考 文 献31致 谢32

10、1 绪论1.1 硫化氢的特性硫化氢，H2S，无色气体，有臭鸡蛋味，别名氢硫酸。分子量为34.08，相对密度为（空气=1）1.19，熔点-82.9摄氏度。沸点-61.8，摄氏度蒸汽压为2026.5 kPa/25.5。易溶于水，亦溶于醇类、石油溶剂和原油。可燃上限为45.5%，下限为4.3%，燃点为 292。硫化氢为易燃危化品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。1.2 硫化氢对人体的危害 硫化氢经粘膜吸收快，皮肤吸收甚慢。人吸入70至150 mg/m3 H2S 1至2小时出现呼吸道及眼刺激症状，2至5分钟后嗅觉疲劳闻不到臭味。吸入760 mg/m3 吸入1000 mg/m3

11、 数秒钟后很快出现急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氢对粘膜的局部刺激作用系由接触湿润粘膜后分解形成的硫化钠以及本身的酸性所引起。对机体的全身作用为阻断细胞内呼吸导致全身性缺氧。由于中枢神经对缺氧最敏感，因而首先受到损害。1.3 硫化氢的毒理学资料及环境行为 人吸入LCLo: 600 ppm/30M, 800 ppm/5M。人(男性)吸入LCLo: 5700 ug/kg。大鼠吸入LC50: 444 ppm。小鼠吸入LC50: 634 ppm/1H。属中等毒。硫化氢主要经呼吸道吸收, 进入体内一部分很快氧化为无毒的硫 酸盐和硫代硫酸盐等经尿排出; 一部分游离的硫化氢则经肺排出。无体内蓄积作

12、用。人吸入70150 mg/m3 12小时, 出现呼吸道及眼刺激症状, 吸25分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气。吸入300 mg/m3 1小时, 68分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引起肺水肿。 吸入760 mg/m3 1560分钟, 发生肺水肿、支气管炎及肺炎,头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐。吸入1000 mg/m3数秒钟，很快出现急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氢对粘膜的局部刺激作用系由接触湿润粘膜后分解形成的硫化钠以及本身的酸性所引起。对机体的全身作用为硫化氢与机体的细胞色素氧化酶及这类酶中的二硫键(-S-S-)作用后, 影响细胞色素氧化过程,阻断细胞内呼吸,导致全身性缺氧,

13、由于中枢神经系统对缺氧最敏感，因而首先受到损害。但硫化氢作用于血红蛋白,产生硫化血红蛋白而引起化学窒息, 仍认为是主要的发病机理。急性中毒早期, 实验观察脑组织细胞色素氧化酶的活性即受到抑制,谷胱甘肽含量增高,乙酰胆碱酯酶活性未见变化。危险特性：受撞击或急速加热可发生爆炸。遇酸分解，放出剧毒的易燃气体。 燃烧(分解)产物：硫化氢、氧化硫。1.4 硫化氢的应急处理处置方法1、泄漏应急处理方法 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即进行隔离，小泄漏时隔离150m，大泄漏时隔离300m，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风

14、，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。或使其通过三氯化铁水溶液，管路装止回装置以防溶液吸回。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。2、防护措施呼吸系统防护：空气中浓度超标时，佩带过渡式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩带氧气呼吸器或空气呼吸器。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。身体防护：穿防静电工作服。手防护：戴防化学品手套。其它：工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。及时换洗工作服。作业人员应学会自救互救。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。3、急救措施皮肤接触：脱

15、去污染的衣着，用流动清水冲洗。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，即进行人工呼吸。就医。灭火方法：消防人员必须穿戴全身防火防毒服。切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。2 含H2S臭气的常规处理方法及其应用根据净化方法的特点，可把净化H2S臭气的方法分为：吸收法；吸附法；氧化法；分解法；燃烧法；生物法。2.1 吸收法又称液体吸收法，此法适用于低浓度、中浓度的硫化氢等恶臭物质的处理。液体的吸收法由于占地面积小，设备简单，操作方便，运行费用低等优点,是目前常用的方法，但净化效率不高，消耗吸收剂，污染物仅由气相转移到液相。其可分为物理吸收方法、化学吸收法和物理-化学吸收法。2.2 吸附法由