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廣東啟綠環(huán)保工程設備有限公司
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新聞中心涂料廠有機廢氣治理設計方案
編輯：啟綠環(huán)保 瀏覽： 時間：2016-03-09
一、 項目概況：
涂料有限公司、在涂料生產(chǎn)攪拌過程工序所采用原材料主要為油墨，有一定量的有機廢氣外排，廢氣的主要成分是及易揮發(fā)的苯及苯系物，對廠區(qū)及車間有一定影響。
現(xiàn)該廠有超前的環(huán)保意識，走可持續(xù)發(fā)展之路，為維護員工利益、改善工作環(huán)境及周邊環(huán)境不受影響。特委托東莞市啟綠環(huán)保科技公司擬定此設計方案，供貴廠領導及有關技術部門審評。
二、 噴漆廢氣的污染物及其危害性
Ⅰ、主要污染物：
（二） 揮發(fā)性有機廢氣
Ⅱ、污染物的形成及危害性：
l 揮發(fā)性有機廢氣：有機溶劑，主要為三苯（苯、甲苯、二甲苯）是用來稀釋油漆以達到物件表面光滑美觀的目的，但有機溶劑極易揮發(fā)，不能長時間隨油漆附著於物件表面，在噴涂及晾干過程將全部釋放出來，從而形成有機廢氣，其特點為無色、極具刺激性，隨空氣的流動而擴散於大氣中，能通過人體呼吸或直接作用人體，對人體的呼吸系統(tǒng)、血液、心肺、肝臟、黏膜、眼睛、神經(jīng)等造成傷害，也會通過皮膚直接傷害人們。
三、 設計依據(jù)與原則：
1、 設計依據(jù)：
（1）、遵循《中華人民共和國環(huán)境保護法》；
（2）、遵循《大氣污染物綜合排放標準》；
（3）、遵循《大氣污染物控制工程》；
（4）、遵循《通風與空氣調節(jié)工程》；
（5）、遵循《工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范》；
（6）、依據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及參考廠方要求；
（7）、依據(jù)以往工作經(jīng)驗及參考國內外同類廠家資料；
（8）、遵循廣東省地方標準DB44/27-2001《大氣污染物排放限值》；
（9）、電氣工程采用國家級設計規(guī)范與標準：
1）、GBJ54-83《低壓配電裝置及線路設計規(guī)范》
2）、GBJ50034-93《工業(yè)企業(yè)照明設計規(guī)范》
3）、GBJ50055-93《通用用電設備配電規(guī)范》
2、 設計原則：
（1）、環(huán)保設備運行時對正常生產(chǎn)不造成影響；
（2）、設計科學、布局合理、運行穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能；
（3）、投資省，設備管理、維護方便，運行費用低；
（4）、不出現(xiàn)抽排風過大或不及，不出現(xiàn)漏風、漏水等現(xiàn)象；
（5）、保證污染物經(jīng)治理后達標排放，不產(chǎn)生二次污染；
（6）、工藝先進，兼顧長遠發(fā)展。
3、 設計范圍：
（1）、廠方原有外排風管之后的所有設施設備；
（2）、整套治理系統(tǒng)的工藝選擇及設計編寫說明；
（3）、標準與非標準設備制造與設備造型；
（4）、工程設施、設備的制作、安裝、調試及驗收；
（5）、全部工程電器設計及工程造價估算；
四、 設計目標：
經(jīng)治理后，污染物排放達到廣東省地方標準DB44/27-2001《大氣污染物排放限值》第二時段一級排放標準；
苯外排濃度低于12mg/m3。
甲苯外排濃度低于40mg/m3。
二甲苯外排濃度低于70mg/m3。
五、 處理工藝：
現(xiàn)階段針對有機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)機械隔離，從而達到治理效果。
優(yōu)點：對漆霧治理效率高，無技術要求，操作簡單。
缺點：不能有效去除有機物。
l 燃燒法：利用加熱高溫的方法，將有機廢氣直接燃燒處理，以達到廢氣凈化的目的。
優(yōu)點：凈化效率高，可達95%以上。
缺點：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：投資小，運行費用低，操作簡單。
缺點：處理效率低，不穩(wěn)定，凈化效率不高，約為50%，難於達到相關環(huán)保要求，有二次污染。
l 冷凝法：通過冷凝降溫，當溫度低于有害物質的凝結點時，氣態(tài)的有害物質轉化為液態(tài)，從空氣中分離出來，從而凈化。
優(yōu)點：運行穩(wěn)定，凈化效率高。
缺點：投資較大，對環(huán)境及操作人員要求較高，且能耗過大，運行費用高。
l 等離子低溫催化氧化法：等離子體是物質存在的除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四種狀態(tài)，具有宏觀度內的電中性與高導電性。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果，產(chǎn)生大量的強氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很強的O3；有機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或原子；O·、OH·、HO2、O3等與激發(fā)原子、有機物分子、基團、自由基等反應，最終使有機物分子氧化降解為CO、CO2和HO2。
優(yōu)點：廣泛適用性，適合于處理低濃度（〈1～1000ppm〉）、劇毒劇臭的有害氣體，彌補了其他技術無法處理的空白。以及操作簡單。
缺點：單獨的低溫等離子體技術在處理有害氣體時還是有其欠缺的地方，如不能完全徹底地把有害氣體轉化為無害氣體，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、無煙煤等分子級的大表面剩余能，將有機氣體分子吸附到其表面，從而凈化。
優(yōu)點：處理效率高（活性炭吸附可達99%以上），適用廣泛，操作簡單，投資費用低。
缺點：系統(tǒng)風壓損失大，使得能耗較高，吸附劑的飽和點難掌握，吸附劑容量有限，運行費用較高。
六、 工藝流程及說明：
1、 處理工藝的選定：
綜上所述，各種方法均有優(yōu)缺點，一個優(yōu)秀的處理工藝必需是集眾所長，避其所短，必需高效、實用、低能耗、易操作。
根據(jù)有機廢氣的特點及環(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行綜合治理，從而達到最佳、高效處理效果。
2、 流程：集氣罩——風管——活性炭吸附塔——加壓引風機——達標排放
3、 工藝說明：
有機廢氣產(chǎn)生機器攪拌過程，攪拌的過程中揮發(fā)出三苯等有機危害物，濃度較高，進入活性碳吸附床，有機氣體在床內被活性炭吸附，凈化氣體由外排風管高空排放。
該法凈化效率可達90％以上，大大改善了大氣環(huán)境。
4、 設備說明：
（1）離心風機
廢氣經(jīng)風管進本噴漆廢氣處理設備，水浴清洗及活性炭吸附過濾凈化工藝過程形成一定的阻力，本方案擬采用離心風機外排。
（2）活性炭吸附器
煤柱狀活性炭是具有大比表面積，微孔結構，高附容量，高表面活性炭的產(chǎn)品，在空氣污染治理領域中普遍應用，選用煤柱狀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。
七、 廢氣的風量與污染物濃度：
該廠生產(chǎn)車間現(xiàn)有八臺攪拌機，面積長寬為：1米×1米，另有二臺為2米×2米機器，為操作方便節(jié)省成本，擬將外排風管集中匯總于一條風管內用一套廢氣處理系統(tǒng)處理。
依據(jù)《大氣流動原理》，計算為本方案擬采用1臺600003/h座治理設施對其進行治理。
參考同類廠家，廢氣最高濃度大致如下：
苯外排濃度約為100mg/m3。
甲苯外排濃度約為200mg/m3。
二甲苯外排濃度約為300mg/m3。
八、 設計參數(shù)：
1、風機
選用：型號4-72-12C 30KW 。風量：60000 轉速：900
2、風管
有機廢氣經(jīng)過風管進行收集，然后再進入廢氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理后達標排放。取主風管內的風速為20m/s。
則主風管截面積為：
S＝q/v＝60000/3600/20=0.757m2
為方便生產(chǎn)，最終確定主風管尺寸為：φ1120mm。
3、活性炭吸附塔
1）活性炭
煤柱狀活性炭是具有大比表面積，微孔結構，高附容量，高表面活性炭的產(chǎn)品，在空氣污染治理領域中普遍應用，選用蜂窩狀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900mg/g 苯吸附率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
查有關資料，苯分子的臨界直徑為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，該活性炭對甲苯的吸附率取90%。
2）活性炭飽和期確定
為方便操作，活性炭飽和期限定為一個月，按每天8小時工作制，減去4個星期天，則總時間為208小時。
3）所需活性炭的確定
廢氣總流量Q=60000m3/h
污染物甲苯的質量流量為m=60000m3/h×2×10-5=1.2 kg/h
則一個飽和期內所需吸附的甲苯量為：m1=208×1.2=249.6（kg)
|
100
30 |
所需活性炭量為：M= ×249.2=830(kg)≈0.8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速為0.3m～0.5m/s，本方案設計選用0.5m/s過濾風速。
|
Q
V |
|
60000
0.5×3600 |
則：S= = =33.33(m2)
5）活性炭吸附器：
外形主體制作為：4000×1500×2200mm，另加雙向引風喇叭口,材質δ1.2A3鋼制作,實際外型尺寸為：4800×1500×2200外刷油漆防銹。
活性炭托板為：4000×1500×100mm，分五層均勻置放于塔體中，通風間距295mm，活性炭堆高100mm，主要材質δ1.2A3鋼多密度穿孔網(wǎng)制作。
實際過濾面積為：4000×1500mm×5=30 m2
主體風壓損失約為△P=500～600Pa
九、 運行費用分析
主要是電費和人工費。首先確定操作制度：設1人操作本系統(tǒng)。
1.人工：1電工或現(xiàn)場生產(chǎn)工人順帶管理，無需另計人工；
2.電費：本方案運行新增動力有30KW離心風機1臺，按每度電0.8元計算，則每小時費用為：30×1×0.8=24元
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