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金潔環保工業廢氣處理:丙類車間廢氣處理工程

一、 廢氣處理工程概述

1、工程概況

某新材料科技有限公司,位于珠海。公司專注于各類膠粘劑的技術研發、生產制造及銷售服務,主要產品為新型集成材密封膠、新型聚氨酯密封膠、新型環保白乳膠及新型環保水基膠粘劑。公司計劃新建車間生產新型集成材密封膠、新型聚氨酯密封膠、新型環保白乳膠和新型環保水基膠粘劑。所配套的生產設備在投產后會產生大量有機廢氣及一定量的粉塵,公司在注重企業發展的同時也特別重視環境保護工作,現計劃對項目的丙車間優先進行廢氣治理,受貴公司委托,我公司本著嚴肅認真的態度和實事求是的原則,對這些廢氣提出如下治理設計方案。

2、廢氣處理技術選用主要原則

1、技術成熟,廢氣處理效果能滿足企業和環境保護的要求;

2、廢氣處理設施設備的使用壽命在3年以上;

3、投資和運行費用低,操作維修方便,布置緊湊,占地面積小。

3、設計依據

1、《中華人民共和國環境保護法》;

2、《環境空氣質量標準》(GB3095-1996);

3、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)新污染源二級標準;

4、《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93);

5、《家具制造行業揮發性有機化合物排放標準》(DB44/814-2010)第Ⅱ時段排放限值;

6、《環保機械設備設計.制造.安裝及質量檢測通用標準實用手冊》;

7、國家及地區頒發的其他有關設計規范;

8、業主提供的有關廢氣排放的設計資料。

4、設計執行的有關國家標準、行業標準依據

本車間各類廢氣排放分別執行以下相應標準:

車間產生的VOCs甲苯廢氣執行廣東省《家具制造行業揮發性有機化合物排放標準》(DB44/816-2010)第Ⅱ時段排放標準值和廣東省《制鞋行業揮發性有機化合物排放標準》(DB44/817-2010)第Ⅱ時段排放標準值中較嚴標準,具體指標如下:

總VOCs排放濃度≤30mg/m3,排放速率≤2.6Kg/h;

甲苯排放濃度≤15mg/m3,排放速率≤1.0Kg/h;

根據業主提供的MSDS報告分析,廢氣中不含有苯乙烯成分,因此本方案不涉及該指標的處理工藝。

粉塵廢氣排放執行廣東省《大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)第Ⅱ時段二級排放限值,具體指標如下:

顆粒物≤120mg/m3

同時參考以下相關設計標準及規范

《環境空氣質量標準》(GB3095-1996);

《工業企業總平面設計規范》(GB50187-1993)

《工業金屬管道工程施工及驗收規范》(GB150235-97)

《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)

《涂裝前表面銹蝕等級和除銹等級》(GB8923-1988)

《鋼結構工程及施工驗收規范》(GB50205-95)

《工業與民用供配電系統設計規范》(GB50052-95)

二、 丙類廠房車間有機廢氣處理工藝設計

1、風量及污染物說明

丙類廠房總高度23.75m,包含樓頂共5層建筑,其中2-4F均安裝有反應釜、分散釜和粉料罐等設備,車間包含拼板膠和聚氨酯密兩種產品的生產工序。設備生產所需的反應釜在溢散排氣時主要產生甲苯和VOCs廢氣,所有反應釜均采用斗型集氣罩收集廢氣。對現場情況統計如下:

序號 反應釜類型及容量 數量 廢氣類別 備注
1 10KL儲槽及反應釜 12個 有機廢氣 2層4個、3層4個、4層4個
2 5KL儲槽、反應釜及分散釜 6個 2層6個
3 3KL分散釜、攪拌釜、儲槽 5個 2層3個,3層1個、4層1個
4 2KL儲槽 1個 4層1個
5 1KL粉料罐 2個 粉塵 3層2個
6 2KL粉料罐 12個 3層12個
7 3KL粉料罐 8個 3層8個

從以上統計數據得出,丙類廠房共有24個罐體設備產生有機廢氣。根據罐體的設計規格,其中有20個罐體留有Φ50mm的排氣口,有4個人工投料罐體,人工投料罐體的投料口尺寸約Φ500mm。

設計剩余風量系數取1.2,則丙類廠房的有機廢氣風量計算如下:

A、[3600×π×(0.6÷2)2×5×4+3600×π×(0.05÷2)2×15×20]×1.2=26960m3/h;

B、3臺真空泵在工作時產生的廢氣約1000m3/h;

C、丙類車間有機廢氣理論量為27960m3/h,實際風量按照30000m3/h設計,并與環評報告書的評價參數相匹配。

丙類車間共設計1套有機廢氣處理設施,計劃采用粉塵過濾器器+UV光催化氧化+活性炭吸附的工藝處理有機廢氣,處理完后的廢氣在丙類廠房由3#排放口達標排放。

2、有機廢氣工藝設計

2.1 有機廢氣處理工藝流程:

工藝說明:

本工藝采用過濾器攔截粉塵+UV光解+活性炭吸附處理的工藝,以UV光解和活性炭為核心處理單元。

人工投料溶解釜產生的有機廢氣主要以溢散的形式排出,廢氣收集時將在每臺設備上方安裝集氣罩收集廢氣,然后統一進入廢氣主管;預留排氣口的反應釜采用收集管收集,然后統一進入廢氣主管。通過風機輸送首先進入粉塵過濾器進行預處理,處理后的廢氣進入UV光解和活性炭吸附塔,經處理后的廢氣達標排放,排放口位于丙類廠房樓頂。

  1. 粉塵過濾器采用橫向平流的方式使廢氣均勻通過過濾層,在過濾器內部豎向布置大面積過濾棉,使廢氣中的細小顆粒物在過濾棉上被有效攔截,定期清理或更換過濾棉即可,經過濾器過濾后的廢氣從出口進入UV光解處理設備。
  2. UV光解是一種干法處理有機廢氣的凈化設備,無需再生處理原料,無需專人負責,不產生二次污染,更換及維護保養方便(可在設備正常運行情況下更換維護操作)。UV光解前端有光觸媒過濾棉,以高純度TiO2做為光觸媒催化劑,廢氣在紫外線光束的照射下,會產生類似光合作用的光催化反應,產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧,具有很強的光氧化還原功能,可氧化分解各種有機化合物和部分無機物,能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質,可殺滅細菌和分解有機污染物,把有機污染物分解成無污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有極強的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。我公司采用德國拜爾公司的專業級TiO2做為觸媒催化劑,紫外線燈管采用100w,波長185nm的石英燈管,當納米級二氧化鈦超微粒子接受紫外線照射時,其內部由于吸收光能而激發產生電子·空穴對,即光生載流子,然后迅速遷移到其表面并激活被吸附的氧和水分,產生活性自由氫氧基(·OH)和活性氧(·O),當污染物吸附其表面時,就會發生鏈式降解反應。因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合,進而產生臭氧。UV+O2→O+O (活性氧)  O+O2→O3(臭氧),臭氧對有機物具有極強的氧化作用,對廢氣及其氣味有很強的清除作用。經過UV光解處理后的廢氣在連接管道內進行自身降解。
  3. 活性炭吸附處理,吸附是有機廢氣處理比較經濟的方法,它是利用流體混合物通過多孔性固體物質時,流體中的某一組分或某些組分被吸引到固體表面并濃集保持其上,從而達到氣體凈化目的的一種氣體凈化手段。活性炭是應用最早、用途較廣的一種優良吸附劑。它是由各種含碳物質如煤、木材、石油焦、果殼、果核等炭化后,再用水蒸氣或化學藥品進行活化處理,制成孔穴十分豐富的吸附劑,活性炭可提供巨大的吸附面積,對有機廢氣吸附能力很強。活性炭長期使用后由于吸附孔和面飽和而失去吸附作用,需要更換或再生,再生周期根據廢氣的實際濃度決定,若采用更換的方式,一般3個月更換1次。

2.2 主要設備工作原理:

  1. UV光解利于超強172微波對有機廢或無機廢氣進行快速列解分裂打短,再利用高能高臭氧紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧,因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合,進而產生臭氧。最后通過臭氧發生器制造足夠的氧離子對廢氣進行氧化,達到讓廢氣生成二氧化碳和水的效果。眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用,對有機廢氣氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。有機廢氣氣體利用風機輸入到UV光解后,凈化設備運用高能紫外線光束及臭氧對惡臭氣體進行協同分解氧化反應,使惡臭氣體物質其降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通過排風管道排出室外。 利用高能紫外線光束裂解惡臭氣體中細菌的分子鍵,破壞細菌的核酸(DNA),再通過臭氧進行氧化反應,徹底達到脫臭及殺滅細菌的目的。
  2. 活性炭在制造過程中,其揮發性有機物被去除,晶格間生成了空隙,形成許多不同形狀、不同大小的細孔。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆粒總體積的30%~45%。這些孔隙形狀多樣,孔徑分布范圍很廣,細孔壁的總表面積即比表面積一般高達500~1700m2/克。這就是為什么活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。

2.3  主要設備特點:

粉塵過濾器的特點

  1. 采用橫向水平過濾,結構簡單,操作維護方便。
  2. 箱體采用氣密性設計,密封性好,檢查門用優良的密封材料,制作過程中以煤油檢漏,漏風率很低。
  3. 進、出口風道布置緊湊,氣流阻力小。

活性炭吸附塔的特點

  1. 活性炭的吸附能力強,吸附速度快,可使吸附周期大大縮短,從而使吸附劑的使用量減小。
  2. 吸附塔處理效率高,經測試可達90%-95%;
  3. 活性炭微孔多而小,比表面積大;具有凈化效率高,占地少,運行費用低,操作安全簡便,無二次污染,活性炭可再生后重復使用。
  4. 設備阻力低,在額定風量下不超過200Pa;
  5. 使用壽命長,占地面積小。

UV光解的特點

  1. 高效除惡臭:能高效去除揮發性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物,以及各種惡臭味,脫臭效率最高可達99%以上。
  2. 無需添加任何物質:經過活性炭吸附塔后,只需要設置相應的排風管道和排風動力,使有機廢氣廢氣通過本設備進行脫臭分解凈化,無需添加任何物質參與化學反應。
  3. 適應性強:紫外線光解廢氣凈化設備可適應高濃度,大氣量,不同工業廢氣物質的脫臭、凈化處理,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠。
  4. 運行成本低:紫外線高效光解廢氣凈化設備無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,只需作定期檢查,本設備能耗低,設備風阻極低<50pa,可節約大量排風動力能耗。
  5. 設備占地面積小,適合于布置緊湊、場地狹小等特殊條件。
  6. 優質進口材料制造:防火、防腐蝕性能高,設備性能安全穩定,采用靜電噴漆電泳工藝,設備主體使用壽命在三年以上。

2.4、工藝參數設計

粉塵過濾器,1套

處理風量Q=30000m3/h=8.33m3/s;

過濾速度:v=2m/s;

過濾面積A=Q/v=8.33÷2=4.17m2

過濾層規格為2.5×2m,5m2

過濾器箱體尺寸:2200×2000×2500mm;

壓力損失為250Pa;

外箱體采用2.5mm碳鋼防銹加工

集氣罩:Φ600mm,4個

UV光解,1套

處理風量Q=30000m3/h=8.33m3/s;

單位風量UV燈管配置:16條/10000m3/h(2500W/10000m3/h);

UV燈總配置:48條,150w,長度890mm,波長185nm;

鎮流器配制:48套,型號PL1-800-150W;

箱體尺寸:3200×1280×1450mm,靜電烤漆板;

壓力損失:400Pa。

活性炭吸附塔,1套

設計處理量30000m3/h=8.33m3/s;

活性炭吸附塔設計空塔速度:v=1.6m/s;

吸附面積A=8.33÷1.6=5.2m2

設計尺寸L×B×H=3500×2000×1500mm,吸附面1.5×2m,兩層共6m2

壓力損失:500Pa。

配套風機:Q=31237m3/h,P=1902Pa,N=30Kw,4-72-10C。

第三章 丙類廠房粉塵處理工藝設計

1、風量及污染物說明

丙類廠房共有22個粉料罐,罐體在投料和卸料時主要產生一定量的細微粉塵。每臺粉料罐留有Φ250mm排氣口,計劃采用Φ350的集氣罩對粉塵進行有效收集,集氣罩吸風速度設計為2.5m/s,每兩個粉料罐設計一套脈沖布袋除塵器。設計剩余風量系數取1.1,則丙類廠房的每套脈沖布袋除塵器風量計算如下:

A、3600×π×(0.35÷2)2×2.5×22×1.05=19992m3/h;

B、實際風量按照20000m3/h設計,并與環評報告書的評價參數相匹配。

2、投料粉塵處理工藝設計

2.1  投料粉塵處理工藝流程:

工藝說明:

相鄰兩臺投料罐的粉塵經過收集管道收集后,進入布袋除塵器進行粉塵過濾收集,本工藝以脈沖布袋除塵器為核心處理單元。

脈沖布袋除塵器是在布袋除塵器的基礎上,改進的新型高效脈沖袋式除塵器。為了進一步完善脈沖袋式除塵器,脈沖袋式除塵器保留了凈化效率高、處理氣體能力大、性能穩定、操作方便、濾袋壽命長、維修工作量小等優點。脈沖布袋除塵器由灰斗、上箱體、中箱體、下箱體等部分組成,上、中、下箱體為分室結構。工作時,含塵氣體由進風道進入灰斗,粗塵粒直接落入灰斗底部,細塵粒隨氣流轉折向上進入中、下箱體,粉塵積附在濾袋外表面,過濾后的氣體進入上箱體至凈氣集合管-排風道,經排風機排至大氣。 清灰過程是先切斷該室的凈氣出口風道,使該室的布袋處于無氣流通過的狀態(分室停風清灰)。然后開啟脈沖閥用壓縮空氣進行脈沖噴吹清灰,切斷閥關閉時間足以保證在噴吹后從濾袋上剝離的粉塵沉降至灰斗,避免了粉塵在脫離濾袋表面后又隨氣流附集到相鄰濾袋表面的現象,使濾袋清灰徹底,并由可編程序控制儀對排氣閥、脈沖閥及卸灰閥等進行全自動控制。經過脈沖布袋除塵器過濾的粉塵由底部灰斗收集,潔凈的氣體從箱體上端排風口進入風機后達標排放。

2.2  脈沖布袋除塵器的特點:

  1. 脈沖布袋除塵器 采用分室停風脈沖噴吹清灰技術,克服了常規脈沖除塵器和分室反吹除塵器的缺點,清灰能力強,除塵效率高,排放濃度低,漏風率小,能耗少,鋼耗少,占地面積少,運行穩定可靠,經濟效益好。適用于冶金、建材、水泥、機械、化工、電力、輕工行業的含塵氣體的凈化與物料的回收。
  2. 由于采用分室停風脈沖噴吹清灰,噴吹一次就可達到徹底清灰的目的,所以清灰周期延長,降低了清灰能耗,壓氣耗量可大為降低。同時,濾袋與脈沖閥的疲勞程度也相應減低,從而成倍地提高濾袋與閥片的壽命。
  3. 檢修換袋可在不停系統風機,系統正常運行條件下分室進行。濾袋袋口采用彈性漲圈,密封性能好,牢固可靠。濾袋龍骨采用多角形,減少了袋與龍骨的磨擦,延長了袋的壽命,又便于卸袋。
  4. 采用上部抽袋方式,換袋時抽出骨架后,臟袋投入箱體下部灰斗,由人孔處取出,改善了換袋操作條件。
  5. 箱體采用氣密性設計,密封性好,檢查門用優良的密封材料,制作過程中以煤油檢漏,漏風率很低。
  6. 進、出口風道布置緊湊,氣流阻力小。

2.3、工藝參數設計

脈沖布袋除塵器,11套

處理風量Q=20000m3/h=333.33m3/min;

過濾速度:v= 1.6m/min;

過濾面積A=Q/v=33.33÷1.5=208.33m2

濾袋規格:Φ0.16×3m,面積=1.5m2/條;

所需濾袋數量:208.33÷1.5=139條,實際數量144條;

濾帶排列方式:12條×12條,中心間距210mm;

除塵器箱體尺寸:2570×2570×5800mm;

壓力損失為700Pa;

外箱體采用2.5mm碳鋼防銹加工

配套風機:Q=22435m3/h,P=2390Pa,N=22Kw,4-72-8C。

3、工程布置

1、粉塵過濾器、UV光解設備、活性炭吸附塔、脈沖布袋除塵器、風管及風機等設備,根據甲方目前現場的實際情況,安裝于丙類車間的頂樓,并保留甲類車間廢氣的安裝位置。

2、處理后的潔凈氣體排入大氣。

3、長期使用后失效的活性炭顆粒更換后作為危險廢物,轉交給有資質的公司處理。

4、系統用電采用三相五線制輸送配電,由業主提供壓縮空氣源、電源至設備附近10m范圍內,我方施工時進行駁接。

4、運行和管理

1、有機廢氣和粉塵分期處理的的風機控制箱布置在車間生產線附近,方便就近控制。

2、系統處理工程運行電器部分主要為離心風機,能夠長期穩定運行,故障維護及管理工作較簡單。其他主要材料為優質鍍鋅板、穿孔板、鋼板、角鋼等,全部材料防火、防爆,均可持久使用。

3、定期檢查活性炭吸附塔的吸附層,運行達到3個月進行一次更換。

金潔環保是位于深圳環保公司,自2006年起致力于工業廢氣處理設備研發、制造以及銷售。擁有專業的廢氣處理設備生產、研發團隊。產品包括:vocs廢氣處理設備,工業廢氣處理設備,工業廢氣凈化器,工業油霧凈化器,粉塵處理設備,餐飲廚房油煙凈化器,uv光解凈化器等。我們的金潔環保品牌已經被眾多企業使用及認可。


關鍵詞: VOCs,揮發性有機物



 
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