农药行业VOCs污染控制关键技术

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

单位简介
南京工大环境科技有限公司是南京工业大学的高科技学科型公司，是国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”企业，江苏省“双创团队”企业、江苏省瞪羚企业等。公司成立于2008年，现有规模近200人。公司创新研发团队实力雄厚，拥有由3名“国家特聘专家”领衔的六十多名化工、环保、安全等多学科交叉的专职研发团队。承担了数十项国家级、省部级科研项目。获国家及省部级科技奖13项（一等奖3项），拥有授权专利80余件。
技术原理
鉴于农药行业废气具有产物环节多、成分复杂以及浓度波动大等特点，公司技术团队针对大风量无组织低浓度VOCs，研发团队开发了大风量无组织低浓度VOCs高效多元协同催化氧化关键技术；针对高浓度非含卤VOCs（甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、甲醇等），研发成功非含卤VOCs安全型蓄热式氧化关键技术（S-RTO）。
大风量无组织低浓度VOCs高效多元协同催化氧化关键技术：在高频低温等离子技术基础上，通过攻克大功率高压纳秒窄脉冲电源激发高能电场均匀释放，并强化介入微波激发装置，实现电、波激发能量场的协同，同时优化了反应器结构，耦合了自主研发的催化氧化系统，首次开发集“光电波氧”于一体的多元协同催化氧化技术及装置，该成套装备克服了传统氧化技术能量密度低，释放不均匀，处理效果低、能耗大、成本高以及稳定性差等关键技术难题。
高浓度非含卤VOCs—非含卤VOCs安全型蓄热式氧化关键技术（S-RTO）：对照相关安全设计要求和环保排放标准，创新性地设计“前置超温工艺”，解决了农药行业因污染物特性堵塞管道等安全隐患；联合开发了包括新型气体混流器、高效双密封阀门、防堵结构、新型蓄热体以及新型防腐结构等关键部件，并基于COMSOL Multiphysics模拟流场对S-RTO设备结构优化设计，显著提升装置的运行、结构强度等安全系数。
适用范围
大风量无组织低浓度VOCs高效多元协同催化氧化关键技术，可有效解决工业企业无组织排放恶臭气体污染的突出难题，特别是对含硫类、胺类、醚类及酯类等恶臭气体的处理效果十分显著。
安全型蓄热式焚烧炉（S-RTO），突破了传统多厢式RTO的缺陷，解决了工业废气易腐蚀、易泄漏等问题，并基于模拟流场对S-RTO设备结构优化设计，显著提升了装置安全性和稳定性，可广泛应用于石油化工、精细化工、喷涂、印刷等行业生产过程中产生的挥发性有机物处理。
工艺流程及说明
低浓度VOCs多元协同催化氧化关键技术：通过高能量转化功率电源系统的开发、反应器内部结构的系统优化和相应的高性能催化剂的成型设计实现了技术的效能突破，显著提高了体系应对农药行业复杂多变的废气源强的耐冲击负荷和稳定性。
非含卤VOCs安全型蓄热式氧化关键技术（S-RTO）：创新性地采用以“前置超温工艺”为核心安全工艺以及设备本质安全设计等优化，大幅度提高设备安全性，并基于COMSOL Multiphysics对蓄热体构型进行的改良设计，增加了气体在内部的流通性，减少阻力降，进一步提高了系统的稳定性。
主要技术参数
1、产品装置运行功率＜5kW/单位气量（以10000m3/h计），反应瞬时功率＞12.5MW；
2、装置运行耐受湿度最高可达98%，残留臭氧分解效率＞99%；
3、产品装置在额定功率基础上，实现节能30%以上；
4、恶臭污染物去除率达95%以上，满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）以及《恶臭污染物排放标准》（GB14554-征求意见稿）；
5、运行温度-20℃～+80℃；
6、装置压损＜250Pa；
7、净化气体温升＜3℃；
8、成套装备的单台最大处理能力可达80000Nm3/h。
经济指标
1、运行成本降低 30% 以上； 2、综合能耗降低25%以上； 3、与进口品牌相比，价格是其50%~60%，可以实现进口替代。
工程示范及应用情况
1、蓝星安迪苏南京有限公司生产过程恶臭气体治理工程
2018年，为蓝星安迪苏南京有限公司（全球最大液体蛋氨酸企业）解决“恶臭扰民”问题——生产过程产生多种嗅阈值极低的含硫含氨物质。经低浓度VOCs多元协同催化氧化关键技术处理后，该企业升级为“南京市绿色标杆企业”，并且顺利获批二期项目，已于近期顺利投产。
2、南京高速齿轮制造有限公司恶臭废气治理项目
2020年至今，为南京高速齿轮制造有限公司（全球最大风力发电热处理企业）多期项目解决淬火等生产工段的异味问题,经低浓度VOCs多元协同催化氧化关键技术处理后，恶臭浓度可稳定≤200（无量纲），出气无可见黑烟。该项目成功解决了困扰热处理行业的世界性难题，并受到了中国化工报等媒体的专题报道。
3、兰精（南京）纤维有限公司恶臭废气治理项目
2021年，为兰精（南京）纤维有限公司处理纺丝车间产生大量的硫化氢和二硫化碳无组织废气，经低浓度VOCs多元协同催化氧化关键技术处理后，废气排放浓度H2S＜0.07mg/m³（＜0.0035kg/h），显著改善了周边环境，引领行业恶臭污染控制水平。
4、徐州诺特化工有限公司废气治理项目
2020年，为徐州诺特化工有限公司处理生产过程产生的叔丁醇、DMF、甲醇、环己烷、甲苯、异丙醇、二异丙胺、四氢呋喃、二甲胺等污染物，经非含卤VOCs安全型蓄热式氧化关键技术（S-RTO）处理后，VOCs去除率>99%。
推广前景
本项目开发的关键技术装备已投产3年以上，运行稳定，效果突出，具有明显的竞争优势，推广应用价值显著。可针对不同浓度不同种类废气进行柔性组合，装备集成化程度高，VOCs去除效果好，且绿色安全，不仅适用于新建项目，而且也能灵活应用于改造项目。本项目的技术开发和推广应用成功地解决了农药行业VOCs污染控制的共性关键技术难题，显著提升了农药企业的环保治理水平，支撑了农药行业的安全绿色高质量发展，而且为保障人民生命健康、生态安全、促进经济可持续发展和社会和谐稳定提供了重要支撑，具有显著的经济、社会和环境效益。
获奖情况
一、专利：
1、一种含中高浓度苯类废气处理方法及装置（ZL201610150754.4 ），发明专利；
2、一种分子裂解交流驱动器发明（ZL201710011872.1），发明专利；
3、一种废气错流式浓缩吸附设备（ZL201710412126.3），发明专利；
4、一种光气化反应尾气的处理方法（ZL201911412500.5）；发明专利；
5、基于双变压器多电平的高压高频 DBD 电驱动器（ZL201820624541.5），实用新型专利；
6、一种用于激励大面积介质阻挡放电的微秒脉冲电源（ZL201820624821.6），实用新型专利；
7、分子裂解设备用控制柜（ZL201820624824.X），实用新型专利；
8、一种醛类废气的处理系统（ZL201720307111.6），实用新型专利；
9、一种臭氧尾气处理装置（ZL202021710765.1），实用新型专利。
二、获奖：
1、2022年，“农药行业VOCs污染控制关键技术研发及集成应用”获得中国石油和化学工业联合会科学技术奖一等奖；
2、2017年，“有毒恶臭气体分子裂解先进技术及成套装置”获得中国石油和化学工业联合会科学技术奖二等奖；
3、2017年，“工业有毒恶臭气体增强等离子体处理技术研究与应用”获得江苏省人民政府科学技术奖三等奖。
4、2019年，“GDMS-10有毒恶臭气体分子裂解成套装备”被江苏省工业和信息化厅认定为“江苏省首台套”。
三、荣誉
1、“无组织低嗅阈值恶臭气体“光电波氧”多元协同催化氧化装置”入选江苏省第30批省重点推广新产品新技术；
2、“安全型蓄热式焚烧炉（S-RTO）”入选江苏省第30批省重点推广新产品新技术。
四、技术鉴定/查新
1、2022年5月，“农药行业VOCs污染控制关键技术研发及集成应用”经中国石油和化学工业联合会鉴定，结果为：该技术可有力推动农药行业VOCs污染治理的技术进步，整体技术达到国际先进水平；
2.2022年5月，“农药行业VOCs污染控制关键技术研发及集成应用”经技术查新，结论为：项目具有新颖性。
其他说明
南京工大环境科技有限公司是南京工业大学的高科技学科型公司，是国家高新技术企业，国家专精特新“小巨人”企业，江苏省“双创团队”入选企业，江苏省服务型制造企业、江苏省瞪羚企业，中华环保联合会绿色产业（长三角）研究院理事长单位，江苏省环保产业技术创新战略联盟副理事长单位，中国化工园区优秀服务商，现有住建部环境工程专项设计甲级资质、住建部环保工程专业承包一级资质。公司在化工“三废”治理方面实力雄厚，享有很高的知名度。
公司由3名国家特聘专家领衔，涵盖有化工、环保、生工、安全等多学科领域专家组成的创新团队，其中博士或高级职称人才40名，另有30余名博士后及在读博士、硕士研究生参与研发工作。
公司建有8000m2的研发和产业化基地，拥有“江苏省企业技术中心”、与南京工业大学共建了“全国石油和化工行业煤炭清洁转化节水减排工程实验室”、“江苏省化工污染控制与事故应急工程中心”、“江苏省工业节水减排重点实验室”、“化工园区环境污染整治培训基地”、“江苏省污染场地修复工程技术研究中心”、“江苏省博士后创新实践基地”、“江苏省研究生工作站”等研发创新平台，为公司的持续创新研发和产品的精细化、专业化管理提供强有力的支撑。
公司坚持以“化工环保”为技术特色，先后承担了包括科技部创新基金项目、江苏省重大成果转化项目、江苏省工业与信息产业转型升级专项项目等10多项国家和省部级项目，获省部级科技进步奖7项，获批省首台套重大装备认定1项，入选江苏省污染防治技术指导目录2项，南京市新技术新产品2项，绿色化工园适用技术1项，申请专利100多项（授权83项），主导和参与行业标准制定4项。
公司一直坚持把技术创新摆在公司生存与发展的核心战略地位。近三年来，公司高度重视技术创新投入，累计投入研发费4265.22万元，累计销售收入88408.96万元（近三年平均研发占比4.82%）。2023年末公司资产总额28656.57万元，营业收入20376.48万元，利润总额327.81万元。
近年来，公司在难降解化工废水强化预处理、化工园区污水提标升级改造、高含盐有机废水强化处理与零排放、化工恶臭气体污染控制、化工废盐无害化及资源化回用于氯碱生产、智慧环保等方面创建了上百个重大示范工程。包括神华鄂尔多斯煤直接液化高浓污水近零排放示范工程（我国煤化工行业首个高浓度污水近零排放示范工程）、国家能源集团宁夏煤业煤间接液化费托合成废水处理优化升级改造工程、中石化南化公司集中污水厂综合废水提标改造工程（江苏省环保厅重点项目支持）、扬州化工园污水处理厂全流程改造（被环保部、长江委列为重大示范工程）、蓝星安迪苏恶臭废气综合治理工程等几十家化工园区及数百家化工企业，在行业里具有重要的社会影响。