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廣東啟綠環(huán)保工程設(shè)備有限公司
地址:廣東省東莞市塘廈鎮(zhèn)大坪社區(qū)上沿路2號(hào)
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新聞中心抽粒廢氣治理設(shè)計(jì)方案
編輯：?jiǎn)⒕G環(huán)保 瀏覽： 時(shí)間：2016-03-09
一、 項(xiàng)目概況：
該廠在生產(chǎn)塑膠抽粒加工高溫工序產(chǎn)生一定量的廢氣外排，廢氣的主要成分是白色膠煙及易隨氣流擴(kuò)散的刺激性膠味（非甲烷總烴），對(duì)周圍環(huán)境有一定影響。
現(xiàn)該廠有超前的環(huán)保意識(shí)，走可持續(xù)發(fā)展之路，為維護(hù)員工利益、改善工作環(huán)境及周邊環(huán)境不受影響。特委托東莞市啟綠�？萍加邢薰緮M定此設(shè)計(jì)方案，供貴廠領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)環(huán)保技術(shù)部門審評(píng)。
二、 污染物及其危害性
Ⅰ、主要污染物：
㈠白色膠煙； （二）刺激性膠味（非甲烷總烴）
Ⅱ、污染物的形成及危害性：
l 膠煙：粉狀或固狀塑膠原料在高溫作用下形成的煙霧狀粉塵顆粒物，呈白色，極易吸附在所接觸的人或物體上，而且還有潛在的致癌物質(zhì)，對(duì)整個(gè)大氣環(huán)境造成污染。
l 刺激性膠味（非甲烷總烴）：也是粉狀或固狀塑膠原料在高溫作用下形成的，其特點(diǎn)為無色、具刺激性，肉眼無法觀察到，極易隨空氣的流動(dòng)而擴(kuò)散於大氣中，能通過人體呼吸或直接作用進(jìn)入人體，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、血液、心臟、黏膜、眼睛、神經(jīng)等造成傷害，濃度過高時(shí)還會(huì)對(duì)人們?cè)斐扇毙灾舷ⅲ苯觽θ藗儭?/FONT>
三、 設(shè)計(jì)依據(jù)與原則：
1、 設(shè)計(jì)依據(jù)：
（1）、遵循《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》；
（2）、遵循《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；
（3）、遵循《大氣污染物控制工程》；
（4）、遵循《通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程》；
（5）、遵循《工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；
（6）、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及參考廠方要求；
（7）、依據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)及參考國內(nèi)外同類廠家資料；
（8）、遵循廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB44/27-2001《大氣污染物排放限值》；
（9）、電氣工程采用國家級(jí)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：
1）、GBJ54-83《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》
2）、GBJ50034-93《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》
3）、GBJ50055-93《通用用電設(shè)備配電規(guī)范》
2、 設(shè)計(jì)原則：
（1）、環(huán)保設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)正常生產(chǎn)不造成影響；
（2）、設(shè)計(jì)科學(xué)、布局合理、運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能；
（3）、投資省，設(shè)備管理、維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低；
（4）、不出現(xiàn)抽排風(fēng)過大或不及，不出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水等現(xiàn)象；
（5）、保證污染物經(jīng)治理后達(dá)標(biāo)排放，不產(chǎn)生二次污染；
（6）、工藝先進(jìn)，兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
3、 設(shè)計(jì)范圍：
（1）、廠方原有外排風(fēng)管之后的所有設(shè)施設(shè)備；
（2）、整套治理系統(tǒng)的工藝選擇及設(shè)計(jì)編寫說明；
（3）、標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造與設(shè)備造型；
（4）、工程設(shè)施、設(shè)備的制作、安裝、調(diào)試及驗(yàn)收；
（5）、全部工程電器設(shè)計(jì)及工程造價(jià)估算；
四、 設(shè)計(jì)目標(biāo)：
經(jīng)治理后，污染物排放達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB44/27-2001《大氣污染物排放限值》第二時(shí)段一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)；
即非甲烷總烴低于2.92mg/m3
五、處理工藝：
現(xiàn)階段針對(duì)有機(jī)廢氣的處理工藝主要有：隔離法、燃燒法、吸收法、冷凝法、等離子低溫催化氧化法、吸附法。
l 隔離法：是通過特種過濾材料，置放於廢氣外排過程，經(jīng)機(jī)械隔離，從而達(dá)到治理效果。
優(yōu)點(diǎn)：對(duì)煙塵治理效率高，無技術(shù)要求，操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：不能有效去除有機(jī)物。
l 燃燒法：利用加熱高溫的方法，將有機(jī)廢氣直接燃燒處理，以達(dá)到廢氣凈化的目的。
優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高，可達(dá)95%以上。
缺點(diǎn)：需要大量熱能，需要消耗大量能源，也易在高溫下生成NOX等造成二次污染。
l 吸收法：利用吸收液與廢氣相互接觸，使廢氣中的有害物質(zhì)溶入吸收液中，從而使廢氣得以凈化。吸收液另行處理。
優(yōu)點(diǎn)：投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：處理效率低，不穩(wěn)定，凈化效率不高，約為50%，難於達(dá)到相關(guān)環(huán)保要求，有二次污染。
l 冷凝法：通過冷凝降溫，當(dāng)溫度低于有害物質(zhì)的凝結(jié)點(diǎn)時(shí)，氣態(tài)的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，從空氣中分離出來，從而凈化。
優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高。
缺點(diǎn)：投資較大，對(duì)環(huán)境及操作人員要求較高，且能耗過大，運(yùn)行費(fèi)用高。
l 等離子低溫催化氧化法：等離子體是物質(zhì)存在的除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四種狀態(tài)，具有宏觀度內(nèi)的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中含有大量的活性電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和光子等。這些活性粒子和氣體分子碰撣的結(jié)果，產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很強(qiáng)的O3；有機(jī)物分子受到高能電子碰撞，被激發(fā)及原子健斷裂而形成小碎片基團(tuán)或原子；O·、OH·、HO2、O3等與激發(fā)原子、有機(jī)物分子、基團(tuán)、自由基等反應(yīng)，最終使有機(jī)物分子氧化降解為CO、CO2和HO2。
優(yōu)點(diǎn)：廣泛適用性，適合于處理低濃度（〈1～1000ppm〉）、劇毒劇臭的有害氣體，彌補(bǔ)了其他技術(shù)無法處理的空白。以及操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)的低溫等離子體技術(shù)在處理有害氣體時(shí)還是有其欠缺的地方，如不能完全徹底地把有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體，副產(chǎn)物較多；且在氧等離子體下產(chǎn)生大量的臭氧；能耗較高；脫除效率較低等。
l 吸附法：利用多孔性的活性炭、硅澡土、無煙煤等分子級(jí)的大表面剩余能，將有機(jī)氣體分子吸附到其表面，從而凈化。
優(yōu)點(diǎn)：處理效率高（活性炭吸附可達(dá)99%以上），適用廣泛，操作簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用低。
缺點(diǎn)：系統(tǒng)風(fēng)壓損失大，使得能耗較高，吸附劑的飽和點(diǎn)難掌握，吸附劑容量有限，運(yùn)行費(fèi)用較高。
六、 工藝流程框圖及說明：
1、 處理工藝的選定：
綜上所述，各種方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)秀的處理工藝必需是集眾所長(zhǎng)，避其所短，必需高效、實(shí)用、低能耗、易操作。
實(shí)踐證明，單獨(dú)采用任何一種方法都不能達(dá)到高效治理目標(biāo)，因此本方案選用組合式二級(jí)除塵處理，從而達(dá)到最佳、高效處理效果。
根據(jù)塑膠抽粒廢氣的特點(diǎn)及環(huán)保要求，擬采用水浴清洗工藝（旋流板塔）加活性炭吸附工藝進(jìn)行綜合治理。
2、 流程框圖：塑膠廢氣——集氣罩——風(fēng)管——旋流板廢氣處理塔——加壓引風(fēng)機(jī)——活性炭吸附塔——達(dá)標(biāo)排放
3、 工藝說明：
塑膠廢氣產(chǎn)生于抽粒加溫過程，產(chǎn)生一定量的白色膠煙，膠味濃度較大，易隨大氣的流動(dòng)而隨處飄走，因而要通過集氣罩收集，經(jīng)支管、主管進(jìn)入旋流板廢氣處理塔，經(jīng)濕式旋流板廢氣塔進(jìn)一步清洗處理后，通過加壓引風(fēng)機(jī)進(jìn)入活性碳吸附床，有機(jī)氣體在床內(nèi)被活性炭吸附，凈化氣體由外排風(fēng)管高空排放。
該法凈化效率可達(dá)95％以上，大大改善了大氣環(huán)境。
4、 設(shè)備說明：
（1）濕式旋流板塔廢氣處理塔
濕式旋流板塔廢氣處理塔在濕法除塵中技術(shù)較先進(jìn)，在鍋爐上除塵脫硫及噴涂除漆霧效果尤為顯著，應(yīng)用也非常廣泛，較噴淋及其它濕法工藝除塵效果更好，凈化后氣體濕度含量更低。既清除95％以上的煙塵，又保證氣體濕度含量低，濾水簡(jiǎn)單。確保下一工序活性炭的使用效率及延長(zhǎng)使用周期，從而降低成本。
（2）活性炭吸附器
活性炭吸附器它適應(yīng)于大流量低濃度的有機(jī)廢氣，活性炭采用顆料狀活性炭，比表面積（吸附面積）高達(dá)500-1500m2/g.比表面積大，因而具有很高的表面活性炭和吸附能力。排出的低濃度有機(jī)氣體被吸附在它的活性表面上，達(dá)到凈化目的。
飽和活性炭可再生后循環(huán)使用：活性炭再生裝置所產(chǎn)生的蒸氣將活性炭所吸附的物質(zhì)吸掃出，然后進(jìn)入催化床催化燃燒，使有機(jī)廢氣最終轉(zhuǎn)化為H2O、CO2等無害氣體。
七、 廢氣的風(fēng)量與污染物濃度：
根據(jù)廠方提供的數(shù)據(jù)，風(fēng)量設(shè)計(jì)為20000m3/h;
依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)計(jì)一套治理設(shè)施對(duì)其進(jìn)行治理。
八、 設(shè)計(jì)參數(shù)：
型號(hào)：4-72-6C 功率：15kw 電壓：380V
風(fēng)量：11139-22278m3/h 風(fēng)壓：2953-1872Pa 數(shù)量：1臺(tái)
2、風(fēng)管
廢氣經(jīng)過集氣罩進(jìn)行收集，然后匯入支管，由支管匯入集氣總管，然后再進(jìn)入廢氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。取主風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速為18-20m/s。
則主風(fēng)管截面積為：
S＝q/v＝20000/3600/18=0.308m2
主風(fēng)管尺寸為：φ616mm。
為方便生產(chǎn)，最終確定主風(fēng)管尺寸為：φ630mm。
3、濕式旋流板塔廢氣處理塔（自制）
1、提升泵（上海鴻龍）
型號(hào)：ISW50-125<I> 材質(zhì)：鑄鐵 功率:1.5kw
轉(zhuǎn)速：2900r/min 揚(yáng)程：12米 流量：22m3/h
2、凈化塔主體
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Q
V |
|
20000
5.0×3600 |
1）塔體面積S的確定
取空塔氣速5.0m/s，則S= = =1.11(m2)= φ1110mm
2）水浴凈化塔：
實(shí)際制作為：φ1400×5700mm 除塵凈化效率≥95%
材質(zhì):δ3mm炭鋼制作內(nèi)刷防腐外刷防銹，除霧凈化效率≥95%
設(shè)備阻力：500～600Pa
3）循環(huán)水水箱：
實(shí)際制作為：19000 mm×1400 mm×1000 mm
材質(zhì)：δ3mm鋼板制作，內(nèi)刷防腐外刷防銹，與凈化塔連體
4）噴淋頭
型號(hào)：DN25 數(shù)量：2個(gè)/套
功能：有利於擴(kuò)大廢氣與水的接觸面。
4、活性炭吸附器
1）活性炭
煤柱狀活性炭是具有大比表面積，微孔結(jié)構(gòu)，高附容量，高表面活性炭的產(chǎn)品，在空氣污染治理領(lǐng)域中普遍應(yīng)用，選用活性炭吸附法即廢氣與具有大表面的多孔性的活性炭接觸，廢氣中的污染物被吸附，使其與氣體混合物分離而起到凈化作用。選用活性炭參數(shù)：
碘吸附值800mg/g 膠味吸附率ŋ≥30% 裝填密度ρ=500g/L 比表面積≥1000m2/g 裝填高度H=100mm 規(guī)格：φ4×20mm
查有關(guān)資料，膠分子的臨界直徑為6.8A0,甲苯分子的臨界直徑為6.7 A0，參照同行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，該活性炭對(duì)膠味的吸附率95%。
2）活性炭飽和期確定
活性炭飽和期限定為一個(gè)月，按每天8小時(shí)工作制，減去4個(gè)星期天，則總時(shí)間為208小時(shí)。
3）所需活性炭的確定
廢氣總流量Q=20000m3/h
污染物甲苯的質(zhì)量流量為m=20000m3/h×2×10-5=0.4kg/h
則一個(gè)飽和期內(nèi)所需吸附的甲苯量為：m1=208×0.4=83.2kg)
|
100
30 |
所需活性炭量為：M= ×83.2=277(kg)≈0.25噸
4）塔體截面積S的確定
依據(jù)《大氣控制原理》，活性炭最佳吸附過濾風(fēng)速為0.7m～0.9m/s，本方案設(shè)計(jì)選用0.8m/s過濾風(fēng)速。
|
Q
V |
|
20000
0.8×3600 |
則：S= = =6.94(m2)
5）活性炭吸附器：
外形主體制作為：2000×1250×1250mm，另加雙向引風(fēng)喇叭口,材質(zhì)δ1.2A3鋼制作,實(shí)際外型尺寸為：3100×1250×1500外刷油漆防銹。
活性炭托板為：2000×1250×100mm，分三層均勻置放于塔體中，通風(fēng)間距295mm，活性炭堆高100mm，主要材質(zhì)δ1.2A3鋼多密度穿孔網(wǎng)制作。
實(shí)際過濾面積為：2000×1250mm×3=7.5 m2
主體風(fēng)壓損失約為△P=600～700Pa
九、 運(yùn)行費(fèi)用分析
主要是電費(fèi)和人工費(fèi)。首先確定操作制度：設(shè)1人操作本系統(tǒng)。
1.人工：1電工或現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工人順帶管理，無需另計(jì)人工；
2.電費(fèi)：本方案運(yùn)行新增動(dòng)力有11KW風(fēng)機(jī)1臺(tái)+1.5kw水泵1臺(tái)，按每度電0.8元計(jì)算，則每小時(shí)費(fèi)用為：（11+1.5）×1×0.8=10元
3、活性炭更換費(fèi)用：本方案活性炭飽和期限定為一個(gè)月，采用一般質(zhì)量活性炭為4000元/噸，則費(fèi)用為：0.25噸×4=1000元。
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