截至2015年12月，江苏省农药行业规模以上企业28家，实现总产值430亿元。根据《国民经济行业类》(GB／T4754—2011)，农药生产属于化学原料及化学制品制造业范畴，原辅材料种类多，有机溶剂消耗量大，工艺过程及产物环节多，易造成环境污染。该行业常用有机溶剂包括芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯类、酮类等，这类有机溶剂使用过程挥发形成的VOCs(VolatileOrganicCompounds)是大气臭氧和二次有机气溶胶污染的重要前体物，且具有高毒性、致癌性，直接排放对人体健康会造成一定的危害。
根据《十三五规划全国分行业VOCs排放基数．江苏省》可知，目前江苏省VOCs排放总量230．85万吨，工业源排放量108.07万吨，占比46.81％，远高于交通源、生活源或农业源。工业源中化学原料及化学制品制造业VOCs排放量2.75万吨，占工业源排放量2.54％，成为江苏省目前VOCs的源头之一。
目前，常用于回收VOCs方法有吸收、吸附、生物净化、锅炉热力焚烧低温等离子体、光催化氧化、蓄热式热氧化等。吸收法净化效率取决于VOCs的水溶性，总体净化效率较低，且易产生二次污染；对于易脱附且具有利用价值的物质可选用吸附一再生法，如不可再生或无回收价值的采用吸附法，运行费用偏高；低温等离子体、光催化氧化和生物法一般仅适用于低浓度大风量有机废气处理；锅炉热力焚烧净化效率高，但需依托锅炉，运行成本较高，且使用场合受限制；与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比，RTO具有热回收效率(95％)和净化效率(98％)高、运行成本低、抗污染物浓度变化强、能处理大风量低浓度工业废气等特点，逐步应用于化工、涂装、印刷等行业挥发性有机废气的污染防治中。
1项目概况
江苏盐城某农药企业主要生产氟环唑，氰氟草酯、吡氟草胺、二噻农、咪酰胺、烯酰吗啉、除草定、抗倒酯等产品。在正常生产过程中，各类反应釜、精馏塔、真空泵、离心机和离心母液收集槽、干燥机、原料及产品储罐等设备均会产生废气，废气中主要含有甲醇、异丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、苯酚、二乙胺、三乙胺、氯化亚砜、乙酸、二氯乙烷、石油醚、正丁醇、二甲基亚砜等挥发性有机物和少量NOx、SO2、HC1、HBr、Br2、C12等无机污染物。企业原有废气治理手段包括冷凝、水洗、碱洗、次氯酸钠吸收、活性炭吸附等。
根据现场实地调查，该企业废气收集处理主要存在以下问题：①冷凝法可大量回收有机物料，水洗和碱洗对无机污染物具有一定效果，但对绝大多数VOCs效果欠佳；②次氯酸钠吸收在一定程度上可去除具有还原性的VOCs，但存在二次污染问题；③现有活性炭吸附净化装置无脱附再生系统，极易饱和，仅采用活性炭吸附难以确保达标排放，同时又可产生大量废活性炭等二次污染物。为此笔者结合该农药公司实际情况，提出采用RTO净化工艺处理含VOCs废气。
2工艺流程
三床式RTO处理该农药企业VOCs工艺流程，车间产生的含VOCs废气经预处理后由前送风机送至前两级水喷淋塔，除去无机废气和少量水溶性有机废气，同时起到除尘和降温作用，以减轻RTO处理负荷；接着经气水分离器，除去水喷淋塔带入的水分，避免安全事故；然后废气经主风机送至RTO进行高温焚烧处理；焚烧后的废气通过混合箱、水冷却塔、后碱洗塔，经降温和除去焚烧产生的酸性气体，经排气筒达标排放。
3设计要点
3.1设计参数
根据企业已有的废气收集系统，实测废气流量为Q--8000m3／l1，排气温度为30~C，考虑处理系统留有20％的操作余量，确定进入RTO装置的废气处理能力Q=10000m3／h。
3.2防火间距
《建筑设计防火规范》(GB50016—2014)明确提出了厂房、仓库、储罐以及可燃材料堆场与明火或散发火花地点(IO焚烧炉)的最小防火间距，即：RTO焚烧炉与甲、乙类厂房的防火间距不宜小于30m，
与甲类仓库的防火间距至少为25m，与甲乙丙类液体储罐的防火间距至少为25m，与湿式可燃气体储罐的防火间距至少为20m，与湿式氧气储罐的防火间距至少为25m，与可燃材料堆场的防火间距至少为12．5m。本项目RTO焚烧炉选址处与甲类厂房的防火距离为35m，满足GB50016．2014要求。
3.3选材原则
该农药企业废气中含卤素、氮、硫等元素，这类有机物经高温焚烧后产生卤化氢等酸性气体，对RTO炉体造成严重腐蚀，从而影响设备正常运行，因此，RTO选材必须考虑防腐问题。本系统为减缓RTO及辅助设备腐蚀，在选材方面做了以下工作：1)蓄热室炉栅采用316L不锈钢；2)RTO壳体内壁涂耐温防腐浇注材料(如耐酸胶注料)；3)混合箱、水冷却塔、后碱洗塔等配套设备亦采用316L不锈钢，送风机和主风机采用防腐防爆型风机。
3.4蓄热陶瓷体
陶瓷蓄热体起到气流定期转换过程中的吸热放热功能，使RTO进出口废气的平均温差控制在30~C100~C，换热效率大于95％，减少RTO的能源消耗以降低运行费用。本项目陶瓷蓄热体采用LANTEC
MLM180专利产品，其特点在于比表面积大680m2／m3，阻力小，热容量大0．22BTU／lb*F(2．326J／kg*F)，耐温高可达1200~C，耐酸度99．5％，吸水率小于0．5％，压碎力大于4kgf／cm2，热胀冷缩系数小，为4．7X10一／~C，抗裂性能好，寿命长。
3.5切换阀
切换阀是蓄热陶瓷体实现蓄热、燃烧与吹扫功能的关键部件之一，因废气中含有腐蚀性介质和粉尘颗粒，切换阀的频繁动作会造成腐蚀和磨损，进而出现阀门密封不严、动作速度慢等问题，导致排气出现瞬间浓度超标现象，极大影响了净化效果，如何解决高温条件下旋转灵活和密封的矛盾至关重要们。为此本系统中所有切换阀全部采用进口优质气动蝶阀，选用的切换阀精度高，泄漏量小(≤1％)，寿命长(可达100万次)，启闭迅速(≤ls)，运行可靠。
3.6燃烧器
燃烧器的主要目的是确保燃料在低氧环境中燃烧，避免形成局部高温或燃烧不充分，这就需要考虑到燃料与气体间的扩散、与炉内废气的混合以及射流的角度及深度等因素，然后根据实际的工艺需求选择最合适的燃烧器，否则会直接影响RTO的焚烧效果。本系统选用美国NA5424—5(20×104kcal／h)燃油比例调节式燃烧器，其特点是可进行连续比例调节(调节范围10：1)，高压点火，可适应多种情况。
3.7控制系统
采用DCS系统对RTO进行自动控制，配计算机对整个系统运行工况进行实时监控。DCS系统主要包括燃爆检控系统、炉膛温控系统和负压控制系统。
1)燃爆检控系统：本系统在前级水洗塔和RTO焚烧炉之间相应位置废气总管上设置VOCs可燃气体在线检测仪，用于测定废气的VOCs可燃气体的浓度，给RTO前的阀门留有足够的切换时间，确保进入
RTO的VOCs可燃气体浓度小于混合气体爆炸下限的25％。
2)炉膛温控系统：当炉膛温度超过上限温度920℃时，本系统将自动打开新风阀；当炉膛温度超过上限温度970~C时，本系统将自动打开超温排放阀；当炉膛温度超过上上限温度l050℃时，本系统将自动报警并自动停机，同时打开旁通排放阀。
3)负压控制系统：本系统在前级水洗塔和RTO焚烧炉之间相应位置废气总管设置压力传感器，负压控制送风风机变频器，来控制调节送风机风量；由炉膛的压力传感器负压控制排风机变频器，来控制调节排风机风量。
3.8二嗯英防治
基于二嗯英产生机理[1引，本系统做了以下工作：1)对反应釜、真空泵等设备产生含二氯乙烷废气的加强冷凝回收；2)将含二氯乙烷废气单独收集后采用活性炭吸附一蒸汽脱附回收；3)在尽量减少含二氯
乙烷废气进入RTO情况下，对蓄热室尺寸进行合理设计，缩短燃烧后的高温废气极冷时间，确保废气在中温区(300~C～5o0℃)停留时间小于2S，从而减少二嗯英的产生。
4运行效果
RTO处理该农药企业VOCs己稳定运行两年，委托第三方检测机构对RTO装置进出口尾气进行了取样监测。
RTO装置进出口标干废气量8000m3／h，排气筒高度H=25111；甲苯和非甲烷总烃排放限值执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297．1996)表2二级标准；二氯乙烷排放浓度根据美国EPA工业环境实验室计算，排放速率限值根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB／T3840．1991)计算；二嗯英排放限值执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014)。
甲苯和非甲烷总烃排放限值满足GB16297—1996中表2二级标准，二氯乙烷排放限值满足EPA和GB／T3840—1991计算值。因尾气中含有二氯乙烷，故对RTO出口的二嗯英进行了监测，结果表明，二嗯英浓度为0．011ngTEQ／Nm3，远低于GB184852014中二嗯英的浓度标准限值O．1ngTEQ／Nm3。
5经济分析
1)RTO系统(包括炉体、前后喷淋吸收塔、防腐风机等)总投资共计150万元。
2)RTO系统总装机功率50kW，按70％运行效率计算运行功率35kW，按0．75元／kW˙h(峰谷电平均价)计算，电费为630元／d。
3)系统正常运行后，轻柴油平均用量为6kg／h，按6．5元／kg轻柴油价格计算，轻柴油费用为936元／d。
4)消耗30％的液碱约100kg／d，按1000元／t的液碱价格，液碱费用为100元／d。按年运行300天计，不计设备折旧、资金利息、维修费用等，RTO系统总运行费用约为49．98万元／a。
6结论
采用RTO氧化焚烧技术治理农药行业挥发性有机废气，现场运行数据表明：甲苯和非甲烷总烃排放限值满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)中表2二级标准，二氯乙烷排放限值满足美国EPA工业环境实验室和《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB／T3840．1991)计算值，二嗯英排放限值满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014)表4标准。RTO系统总投资共计150万元，年运行费用49．98万元，对该企业不构成经济负担。该装置的使用，可以大大减少VOCs的排放量，具有良好的经济效益和环境效益。
