HJ 2027-2013 催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 20272013 催化燃烧法工业有机废气治理工程 技术规范 Technical specifications of catalytic combustion method for industrial organic emissions treatment project 2013-03-29 发布 2013-07-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 20272013 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2013 年 第 18 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，规范污染治理工程的建设与运行，现批准吸附法工业有机废气治理工程技术规范等五项标准为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下：一、吸附法工业有机废气治理工程技术规范（HJ 20262013）二、催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ 20272013）三、电除尘工程通用技术规范（HJ 20282013）四、医院污水处理工程技术规范（HJ 20292013）五、味精工业废水治理工程技术规范（HJ 20302013）以上标准自 2013 年 7 月 1 日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（）查询。特此公告。环境保护部 2013 年 3 月 29 日 HJ 20272013 ii HJ 20272013 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 污染物与污染负荷.3 5 总体要求.3 6 工艺设计.4 7 主要工艺设备.6 8 检测与过程控制.6 9 主要辅助工程.6 10 施工与验收.7 11 运行与维护.7 HJ 20272013 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，规范工业有机废气治理工程的建设，防治工业有机废气的污染，改善环境质量，制定本标准。本标准规定了工业有机废气催化燃烧法治理工程的设计、施工、验收和运行的技术要求。本标准为指导性文件。本标准为首次发布。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：中国环境保护产业协会、中国人民解放军防化研究院、中国科学院生态环境研究中心、北京绿创环保设备股份有限公司、中节能天辰（北京）环保科技有限公司、北京奥德维纳环保节能技术有限公司、嘉园环保股份有限公司、科迈科（杭州）环保设备有限公司。本标准环境保护部 2013 年 3 月 29 日批准。本标准自 2013 年 7 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 20272013 1 催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范 1 适用范围 本标准规定了工业有机废气催化燃烧法治理工程的设计、施工、验收和运行的技术要求。本标准适用于工业有机废气的催化燃烧法治理工程，可作为环境影响评价、工程咨询、设计、施工、验收及建成后运行与管理的技术依据。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50051 烟囱设计规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB 50140 建筑灭火器配置设计规范 GB 50160 石油化工企业设计防火规范 GB 50187 工业企业总平面设计规范 GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范 HGJ 229 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 HJ/T 1 气体参数测量和采样的固定位装置 HJ/T 3892007 环境保护产品技术要求 工业有机废气催化净化装置 HJ 2000 大气污染治理工程技术导则 JJF 1049 温度传感器动态响应校准 建设项目环境保护设计规定 （国家计划委员会、国务院环境保护委员会1987002 号）建设项目环境保护管理条例 （国务院令 第 253 号）建设项目（工程）竣工验收办法 （国家计划委员会 1990 年）建设项目竣工环境保护验收管理办法 （国家环境保护总局令 第 13 号）3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 工业有机废气 industrial organic emissions 指工业过程排出的含挥发性有机物的气态污染物。HJ 20272013 2 3.2 爆炸极限 explosive limit 又称爆炸浓度极限。指可燃气体或蒸气与空气混合后能发生爆炸的浓度范围。3.3 爆炸极限下限 lower explosive limit 指爆炸极限的最低浓度值。3.4 氧化催化剂 oxidation catalyst 指通过催化作用促使有机化合物进行氧化的催化剂。3.5 蓄热体 heat regenerator 指一种含有较多孔洞，利用孔洞的结构和比表面积，结合材料本身的材质，实现热量储存与交换功能的无机非金属固体材料。3.6 催化剂中毒 catalyst poisoning 指由于某些物质的作用而使催化剂的催化活性衰退或丧失的现象。3.7 催化燃烧装置 catalytic oxidizer 指利用固体催化剂将废气中的污染物通过氧化作用转化为二氧化碳和水等化合物、净化废气中污染物的设备及其附属设施。催化燃烧装置通常由催化反应室、热交换室和加热室构成。3.8 常规催化燃烧装置 conventional catalytic oxidizer 指采用气-气换热器进行间接换热的催化燃烧装置。3.9 蓄热催化燃烧装置 regeneration catalytic oxidizer（RCO）指采用蓄热式换热器进行直接换热的催化燃烧装置，简称 RCO。3.10 起燃温度 ignition temperature 指在某一污染物转化率达到 50%时催化反应器入口处的温度。3.11 自持燃烧 self-sustained combustion 指当废气中有机物经催化燃烧后所产生的热量足够维持催化剂床层的反应温度，或者废气本身的温度已经达到或超过催化剂的起燃温度，而不需要对废气进行预加热的催化燃烧过程。3.12 空速 space velocity 指单位时间内单位体积催化剂处理的废气体积流量，称为空间速度，简称空速。单位为 m3/（hm3），简写为 h1。3.13 净化效率 purification efficiency 指净化设备捕获污染物的量与处理前污染物的量之比，以百分数表示。计算公式如下：1sn12sn21sn1100%QQQ=（1）式中：净化设备的净化效率，%；HJ 20272013 3 1、2净化设备进口和出口污染物的质量浓度，mg/m3；Qsn1、Qsn2净化设备进口和出口标准状态下干气体流量，m3/h。4 污染物与污染负荷 4.1 催化燃烧法适用于气态和气溶胶态污染物的治理。4.2 进入催化燃烧装置的废气中有机物的浓度应低于其爆炸极限下限的 25%。当废气中有机物的浓度高于其爆炸极限下限的 25%时，应通过补气稀释等预处理工艺使其降低到其爆炸极限下限的 25%后方可进行催化燃烧处理。4.3 对于含有混合有机化合物的废气，其控制含量 P 应低于最易爆组分或混合气体爆炸极限下限值的25%，即 Pmin（Pe，Pm）25%，Pe为最易爆组分爆炸极限下限值（%），Pm为混合气体爆炸极限下限值，Pm按照下式进行计算：Pm=(P1+P2+Pn)/(V1/P1+V2/P2+Vn/Pn)（2）式中：Pm混合气体爆炸极限下限值，%；P1，P2，Pn混合有机废气中各组分的爆炸极限下限值，%；V1，V2，Vn混合有机废气中各组分所占的体积分数，%；n混合有机废气中所含有机化合物的种数。4.4 进入催化燃烧装置的废气浓度、流量和温度应稳定，不宜出现较大波动。4.5 进入催化燃烧装置的废气中颗粒物质量浓度应低于 10 mg/m3。4.6 进入催化燃烧装置的废气中不得含有引起催化剂中毒的物质。4.7 进入催化燃烧装置的废气温度宜低于 400。5 总体要求 5.1 一般规定 5.1.1 治理工程应满足建设项目环境保护设计规定和建设项目环境保护管理条例的规定。5.1.2 治理工程应遵循综合治理、循环利用、达标排放、总量控制的原则。治理工艺设计应本着成熟可靠、技术先进、经济适用的原则，并考虑节能、安全、操作简便，确定主要工艺流程。5.1.3 治理工程应与生产工艺水平相适应，生产企业应把治理设备作为生产系统的一部分进行管理，治理设备应与产生废气的相应生产设备同步运转。5.1.4 经过治理后的污染物排放应符合国家或地方相关大气污染物排放标准的规定。5.1.5 治理工程在建设、运行过程中产生的废气、废水、废渣及其他污染物的治理与排放，应执行国家或地方环境保护法规和标准的相关规定，防止二次污染。5.1.6 治理工程应按照国家相关法律法规的要求安装在线连续监测设备。5.2 工程构成 5.2.1 治理工程由主体工程和辅助工程组成。5.2.2 主体工程通常包括废气收集、预处理和催化燃烧单元。若治理过程中产生二次污染物，还应包括二次污染物治理设施。5.2.3 辅助工程包括检测与过程控制、电气仪表和给排水等。HJ 20272013 4 5.3 场址选择与总图布置 5.3.1 场址选择与总图布置应参照标准 GB 50187 规定执行。5.3.2 场址选择应遵从方便施工及运行维护等原则，并按照消防要求留出消防通道和安全保护距离。5.3.3 治理设备的布置应考虑主导风向的影响，以减少有害气体、噪声等对环境的影响。5.3.4 催化燃烧设备应远离易燃易爆危险化学品存放地，安全距离符合国家或相关行业标准规定。6 工艺设计 6.1 一般规定 6.1.1 治理工程的处理能力应根据废气的处理量确定，设计风量宜按照最大废气排放量的 120%进行设计。6.1.2 催化燃烧装置的净化效率不得低于 97%。6.1.3 排气筒的设计应满足 GB 50051 的规定。6.2 工艺路线的选择 6.2.1 应根据废气来源、性质（温度、压力、组分）及流量等因素进行综合分析后选择工艺路线。6.2.2 根据对废气加热方式的不同，催化燃烧工艺可以分为常规催化燃烧工艺（见图 1）和蓄热催化燃烧工艺（见图 2）。废气收集预处理排风机换热器加热室燃烧室排气筒达标排放 图 1 常规催化燃烧工艺流程 废气收集预处理排风机蓄热室 燃烧室 蓄热室 燃烧室 排气筒达标排放加热室 图 2 蓄热催化燃烧工艺流程 6.2.3 在选择催化燃烧工艺时应进行热量平衡计算。当废气中所含的有机物燃烧后所产生的热量可以维持催化剂床层自持燃烧时，应采用常规催化燃烧工艺；当废气中所含的有机物燃烧后所产生的热量不能够维持催化剂床层自持燃烧时，宜采用蓄热催化燃烧工艺。HJ 20272013 5 6.3 工艺设计要求 6.3.1 废气收集 6.3.1.1 废气收集系统设计应遵循 GB 50019 的规定。6.3.1.2 废气应与生产工艺协调一致，宜不影响工艺操作。在保证收集能力的前提下，应力求结构简单，便于安装和维护管理。6.3.1.3 确定集气罩的吸气口位置、结构和气体流速时，应使罩口呈微负压状态，且罩内负压均匀。6.3.1.4 集气罩的吸气方向应尽可能与污染气流运动方向一致，防止吸气罩周围气流紊乱，避免或减弱干扰气流和送风气流等对吸气气流的影响。6.3.1.5 当废气产生点较多、彼此距离较远时，应适当分设多套收集系统。6.3.2 预处理 6.3.2.1 预处理设备应根据废气的成分、性质和污染物的含量进行选择。6.3.2.2 进入催化燃烧装置前废气中的颗粒物含量高于 10 mg/m3时，应采用过滤等方式进行预处理。6.3.2.3 过滤装置两端应装设压差计，当过滤器的阻力超过规定值时应及时清理或更换过滤材料。6.3.2.4 当废气中有机物浓度较高时，应采用稀释等方式调节至满足 4.2 的要求。6.3.3 催化燃烧 6.3.3.1 催化剂