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喷烤有机废气治理技术方案

日期:2016年12月27日

一、概况
喷涂生产过程中,会用到有机溶剂,有机溶剂易挥发。其中如二甲苯、甲苯、醋酸乙脂、丁酮等低沸点、高挥发性溶剂含有的芳香烃既有毒又易燃。
1、挥发性有机溶剂的毒害性:
有机化合物不仅对人体有刺激作用,而且其中不少对内脏有毒害作用,还有的是致突变物与致癌物。有机化合物中的烯烃和某些芳香烃化合物,在大气中,在阳光的作用下,还可以和氮氧化物发生反应形成洛杉矶型的光化学烟雾或工业型光化学烟雾,造成二次污染。
2、喷漆房通风的重要性:
人类的生存离不开空气,而空气物理性质的变化和化学成分的改变都直接影响到人体的健康。在喷漆过程中,有机溶剂挥发散发出易燃易爆的有毒有害的有机废气来,对企业和人员造成一定的威胁,为改善工作环境和保障工人的身体健康,需对其进行合理的通风或装置必要的净化系统。
因此,通风不仅能改善工人的劳动条件,提高劳动生产率,而且也是工业生产能正常进行技术操作、产品能达到质量标准的要求。
二、项目概况
喷涂车间共有6个喷涂工作位,并配备了水淋柜(装有风机)。经我司技术人员对设备运行参数资料收集,结合我公司在有机废气治理、系统排风、通风等领域的技术优势和成功经验,现编制如下治理方案,供参考实施。
三、治理原则、设计依据及执行标准
(一) 治理原则
1、将车间内的废气有组织的排放,减少车间内的异味,补充新风。
2、设备外形美观,便于操作和维修保养,使用寿命长,运行费用低。
3、设备运行稳定、安全、可靠。
(二)设计依据
1、该公司提供的的现场实际情况及设计要求;
2、同类企业中的成功经验;
3、《大气污染控制设计手册》;
4、《工业企业设计卫生标准》;
5、《中华人民共和国大气污染防治法》;
6、《中华人民共和国环境保护法》;
7、《大气污染物综合排放标准》;
8、《广东省大气污染物综合排放限值》
(三)设计参数及执行标准
1、设计风量:135000m3/h
2、废气成分:有机废气;

3、处理后排放浓度:苯≤12mg/m3,甲苯≤40mg/m3,二甲苯≤40mg/m3(地方标准)。
四、 工艺流程及说明
(一)工艺比较及选择

有机废气的处理方法种类繁多,特点各异,常用的有水喷淋法、冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法等。
1、水喷淋法:水喷淋工艺在大气污染处理上有着广泛的应用,在喷涂工序中也得到使用,例如水帘柜就是一例,其原理是通过将水喷洒废气,将废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来,达到污染物与洁净气体分离的目的。其优点是水资源易得,同时经过过滤、沉淀后可回用,最大限度降低水资源的浪费,水喷淋在处理大颗粒成分上有着相当高的效率,常作为废气处理的预处理。
2.冷凝回收法:将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大,因此无特殊需要,一般不采用此法。
3.吸收法:可分为化学吸收和物理吸收,但"三苯"废气化学活性低,一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂,它与被吸收组分有较高的亲和力,吸收饱和后经加热解析冷却后重新使用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气。装置复杂、投资大,吸收液的选用比较困难,存在二次污染。
4.直接燃烧法:利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700—800℃),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高。
5.催化燃烧法:将废气加热到200~300℃经过催化床燃烧,达到净化目的。该法能耗低、净化率高、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于高温高浓度的有机废气治理,不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。
6.吸附法:(1)直接吸附法:有机气体直接通过活性炭,可达到95%的净化率,设备简单、投资小、操作方便,但需经常更换活性炭,用于浓度低、污染物不需回收的场合。(2)吸附回收法:有机气体经活性炭吸附,活性炭饱和后用热空气进行脱附再生。
经过比较,针对该公司的生产特点及规律,我公司欲采用水喷淋预处理(主要处理漆雾、漆粉),吸附-脱附-催化燃烧法深度净化的工艺来治理该公司的有机废气。
(二)工艺流程

(三)设计工艺说明
根据业主提供的数据,6台喷漆柜各配备1台2.2万风量的风机,考虑到节约初期投资,设计采用一套废气处理系统,喷漆废气先通过管道进入水漆雾喷淋房降尘处理后经预处理器,再到活性炭吸附床吸附净化排放;饱和的活性炭经热空气脱附-催化燃烧,把有机废气生成CO2和H2O后达标排放。
(四)处理设备说明
1、漆雾净化房
从现场排气管道分析,结合我司在同类企业中的经验,现有喷漆柜的除尘效率不能达到废气处理系统的要求,因此设计增加一个漆雾净化房,以保护后续的废气处理系统。当废气进入喷漆房后,由于截面急剧增大,风速下降,大尘粒(颗粒物)在重力作用下得到沉降;含尘气体在行进过程中,受到从喷头喷出的水滴(雾)作用,颗粒物被液滴包覆后,沉降下来,由此,颗粒物与气体分离,该工序对颗粒物分离有着良好的效率,减少了含尘气体对后续处理工序的冲击,延长了后续设备的使用周期,同时喷漆房废水经过过滤、沉降、生化处理后等工艺后可循环回用。
2、预处理器(漆雾过滤器)
为避免二次污染及保护活性碳,需采用净化效率高、无二次污染的干式过滤材料净化废气中的漆雾及水份。这种干式过滤材料是专门开发出来的适用漆雾净化特点的材料,用多层阻燃玻璃纤维复合而成,密度随着厚度逐渐增大,后用一层不同材质起支撑作用,过滤时多层纤维对漆雾粒子起拦截、碰撞、扩散、吸收等作用将漆雾粒子容纳在材料内,我公司制作的漆雾净化过滤器采用美国进口的专用漆雾过滤材料,具有组合净化效率高、漆雾容量大(3kg-8kg/m2)、易清理、运行费用低、无二次污染等优点。
⑴采用金属网制成框加架,内夹过滤材料,过滤器安装在金属箱体内,定期更换。
⑵过滤材料采用合成纤维无纺布和铝复合物制成褶皱状,具有通风量大、阻力小、容尘量大等特点。
3、活性炭吸附床
利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有机废气是一种最有效的工业处理手段。活性炭吸附床采用新型活性炭,该活性炭比表面积和孔隙率大,吸附能力强,具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性,净化效率高达95%。有机废气通过吸附床,与活性炭接触,废气中的有机污染物被吸附在活性炭表面,从而从气流中脱离出来,达到净化效果。从活性炭吸附床排出的气流已达排放标准,空气可直接排放。
4、催化燃烧床
在有机废气引入催化燃烧装置前,先通过预热器对废气进行先预热,再通过催化燃烧床内的电加热器加热废气使废气温度升高到2800C左右,在催化剂的作用下,热反应生成无害的H2O和CO2,此时无需电加热,通过自身平衡处理掉高浓度有机废气。燃烧后放出大量的热量,可采用热交换器将高温尾气回收利用以减少预热能耗。上述过程可通过PLC系统控制柜全自动操作。
五、有机废气净化装置特点及组成
1、系统组成部分及其主要特点

  

 

       组成部分   主要组成材料及特点    使用效果
        1   预处理 │ 吸附   预处理器(漆雾过滤器) 高效阻燃玻璃纤维, 净化效率高、漆雾容量大(3kg-8kg/m2)、易清理、运行费用低、无二次污染等优点 净化效率>95%,更换使用周期长
活性炭吸附床   组合抽屉单元,单元内充填蜂窝状活性炭,抽屉单元易拉出检修 有机废气净化效率>95%,阻力低,无运动部件,无磨蚀,寿命长
电动调节阀门 阀体和电动执行机构 精度高,复位快
检修旁通系统 阀体和电动执行机构 设备检修时临时使用
      2 脱附│催化燃烧   催化燃烧床   催化燃烧室,电加热室,高效换热器和传感器件,内外板用高效隔热材料. 催化燃烧净化效率>

 

97%,电加热时间短,节能效效果明显
脱附风机   直联传动,易保养
补冷风机   直联传动,易保养
温控传感装置   控制点多,效果好
电动调节阀门 阀体和电动执行机构 精度高,复位快
              3           电控系统 主风机电控箱 开关及启动保护  
        计算机运行过程      电气控制柜 PLC,仪表及各类元器件 运行显示直接,易操作
              主要功能 1).具有自动、手动两种操作方式 2).自动运行时具有连锁功能 3).系统具有自我诊断功能 4).运行时出现的异常情况可报警及自动停机 5).控制柜面板流程可显示运行主要参数 6).根据工艺要求改变控制参数如:脱附吸附周期 7).系统处于自动运行状态,不会因停电造成系统退出运行 8).自动运行时可根据工艺条件退出运行



2、废气净化系统的主要特点
①该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单、安全可靠、无二次污染。设备占地面积小、重量轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,更换容易。
②采用新型的活性炭吸附材料-蜂窝状活性炭,其与粒(棒)状相比具有优势的热力学性能,低阻低耗,高吸附率等,极适用于大风量下使用。
③催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,用低压风机就可以正常运转,不但耗电少,而且噪音低。
④根据本废气的浓度,催化燃烧装置的风量是废气源的十分之一,同时加热功率维持时间为1小时,节约能源。
⑤吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室净化,不需要外加能量,运行费用低,节能效果显著。
3、有机废气净化装置

 

设备型号  
处理废气量 45000m3/h
废气浓度范围 200~3000mg/m3(混合气体1/4爆炸下限)
处理废气类型 苯、酮、醇、醛、酚、醚、酯、烷类有机气体
工作方式  
工况温度 <50
脱附装置  
脱附床功率  
主排风机  
脱附风机  
补冷风机  
设备安装面积  
设备自重  
系统阻力  
净化效率 >95%
净化装置(长×宽×高)  
活性炭使用寿命  
主管道尺寸  

六、设备主要组成部分明细表
根据业主有机废气治理工程的现有水淋柜工作位情况,采用4个吸附床,三吸一脱工艺(每个吸附床风量为45000 m3/h)来处理。我公司选用有机废气净化吸附床4个。
从有机废气净化处理装置废气进口至有机废气净化装置废气出口设备、管道、阀门的数量及规格如下:

序号 名称 型号、规格 数量 产地/厂家
1 漆雾喷淋房      
2 活性炭吸附床      
3 电动调节阀门      
4 手动调节阀门      
5 蜂窝活性炭      
6 预处理器      
7 催化燃烧床      
8 管道      
9 PLC自控系统      
10 PT、PA催化剂      
11 脱附风机      
12 补冷风机      
13 系统风机      
14 阻火器      
15 漆雾过滤材料      
16 电缆及辅材      

七、售后服务
1、工程质量符合国家或行业的有关标准与规范。
2、治理效果达到《广东省大气污染物综合排放限值》(DB44/27-2001)标准和《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)标准相应时段和级段标准要求,如监测结果未能达到标准,本公司负责调试至达标;
3、本公司负责培训贵司操作人员熟悉操作至完全掌握为止;
4、对工程质量保修一年,终身维护。在保修期内因质量问题而发生的故障,本公司将在五小时内到现场解决,所发生的费用全部由我司负责。保修期满后,本公司将配合贵司的维修工作,有偿提供零部件或设备;
5、工程质量保修内公司定期派员工对处理设施进行检修指导;

所属类别: 钣喷流水线方案

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