廢氣成分為無紡布添加親水涂料在烘干過程中揮發(fā)出的VOCs、水汽及因電加熱管表面局部過熱(VOCs熱解或聚合)而產(chǎn)生的焦油和顆粒物等。
現(xiàn)場(chǎng)考察后,經(jīng)目測(cè)排氣筒排放物為白煙。
設(shè)計(jì)原則
(1)協(xié)助企業(yè)采用科學(xué)合理的收集方式,在達(dá)到收集效果的前提下,盡量減少氣量。
(2)積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新設(shè)備,結(jié)合企業(yè)的現(xiàn)狀和管理水平采用先進(jìn)、可靠的污染治理工藝,力求運(yùn)行穩(wěn)定、費(fèi)用低、管理方便、維護(hù)容易,從而達(dá)到徹底消除廢氣污染、保護(hù)環(huán)境的目的。
(3)妥善解決項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污染物,避免二次污染。
(4)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的防火、安全、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等國家和地方頒布的規(guī)范、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。
(5)選擇新型、高效、低噪設(shè)備、注意節(jié)能降耗。
(6)總平面布置力求緊湊、合理通暢、簡(jiǎn)潔實(shí)用。盡量減小工程占地和施工難度。
(7)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),重視消防、安全工作。
(8)依據(jù)國家和地方有關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策要求對(duì)工業(yè)污染進(jìn)行治理,充分發(fā)揮建設(shè)項(xiàng)目的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2 工藝技術(shù)選擇
2.1 工藝技術(shù)對(duì)比
目前,
有機(jī)廢氣處理的傳統(tǒng)方法有燃燒法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法、低溫等離子法等。
2.1.1 冷凝法
冷凝法適用于VOCs濃度在10000ppm以上的較高濃度及低氣量的有機(jī)蒸汽。VOCs的去除率與其初始濃度和冷卻溫度有關(guān)。冷凝法常使用的冷卻介質(zhì)主要有冷水、冷凍鹽水(冷卻溫度4.4~34.0℃)和CFC(冷卻溫度-34.4~68.0℃。要達(dá)到較高的回收率,需采用很低溫度的冷凝介質(zhì)或采用高壓措施,這些都勢(shì)必會(huì)增加設(shè)備投資并提高處理成本,而且在通常的操作條件下,由于相平衡的制約,有機(jī)物蒸汽壓較高,故離開冷凝器的排氣中的VOCs含量仍不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,冷凝法常作為其它方法凈化高濃度廢氣的前處理,以降低有機(jī)負(fù)荷,回收有機(jī)物。
2.1.2 燃燒法
燃燒法主要有根據(jù)燃燒的溫度及輔助介質(zhì)不同又分為直接燃燒法和催化燃燒法兩種。
催化燃燒法較適合于高濃度、小風(fēng)量廢氣的凈化,在處理低濃度的廢氣時(shí),由于要維持300~400℃的催化燃燒溫度,需借助于活性炭吸附等濃縮工藝來提高廢氣的燃燒熱值,但廢氣中的水氣、油污及顆粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化劑中毒失活等問題,使得該方法的推廣和使用在一定程度上受到了限制。
直接燃燒法是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒,直接焚燒工藝成熟,控制一定的溫度條件下污染物去除效率高,焚燒徹底,但在使用過程中一般會(huì)有一下問題:
①若焚燒含氯、溴代有機(jī)物和芳烴類物質(zhì)時(shí)極易產(chǎn)生二惡英類強(qiáng)致癌物質(zhì),尤其在焚燒爐啟動(dòng)和關(guān)閉過程中更易產(chǎn)生,為避免二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,而且對(duì)焚燒爐的要求也大大提高。
②焚燒含氯代有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生氯化氫腐蝕問題,尤其是在高溫狀態(tài)下,氯化氫的腐蝕性能大大增強(qiáng),不僅對(duì)管道存在腐蝕,更嚴(yán)重的是會(huì)引起焚燒爐的腐蝕。
③焚燒時(shí)存在爆炸的潛在危險(xiǎn),尤其是易揮發(fā)性可燃?xì)怏w,若達(dá)到其爆炸極限遇明火則有可能引起爆炸。
另外,若廢氣中含有鹵素、氮元素和硫元素的情況下,采用燃燒法極易產(chǎn)生二次污染物質(zhì)二惡英、氮氧化合物和硫氧化合物。
依據(jù)化工設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)滿足防爆要求。此時(shí)熱力焚燒法、催化燃燒法均不能滿足工作場(chǎng)所要。
2.1.3 吸收法
利用污染物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì),使用水或化學(xué)吸收液對(duì)廢氣進(jìn)行吸收去除的方法。該方法在設(shè)計(jì)操作合理的情況下去除效率很高,運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便,但對(duì)設(shè)備及運(yùn)行管理要求極高,而且只有能溶解于吸收液或能與吸收液反應(yīng)的污染物才能被有效去除。
吸收法常用于處理高濕度廢氣(>50%),該法的處理濃度范圍為500~5000ppm,效率高達(dá)95%~98%。按照吸收機(jī)理可分為物理吸收和化學(xué)吸收。
2.1.4 吸附法
在處理有機(jī)廢氣中,廣泛應(yīng)用了吸附法。吸附法在使用中表現(xiàn)了如下的特點(diǎn):可以較徹底地凈化廢氣,即可進(jìn)行深度凈化,比其它方法顯現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)本法為國內(nèi)現(xiàn)處理化工行業(yè)有機(jī)廢氣中最常用、最經(jīng)濟(jì)安全、并且可完全做到達(dá)標(biāo)排放的凈化方法。
吸附法適宜處理成分單一、氣流穩(wěn)定、濃度為300~5000ppm的有機(jī)廢氣,主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳?xì)浠衔、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類?/div>
一般常規(guī)的吸附劑分為為顆;钚蕴亢突钚蕴坷w維兩種,適用于不同行業(yè)。用于溶劑回收常采用活性炭纖維;钚蕴坷w維的吸附性能主要是與其獨(dú)特的物理性質(zhì)有關(guān)?妆诘目偙砻娣e一般高達(dá)1000 ~1600m2/g。
活性炭纖維(Activated carbon Fiber,ACF)是20世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來的第三代高效活性吸附材料和環(huán)保工程材料。與目前常用的粉末及顆;钚蕴肯啾绕浜剂扛、比表面積大、微孔豐富,孔徑小且分布窄,具有較大的吸附量和較快的吸附速度,再生脫附容易,工藝靈活(可制成紗、布、氈、紙等多種形態(tài))。目前ACF已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水、廢氣的處理;钚蕴坷w維具有以下特點(diǎn):
(1)比表面積大,以微孔為主、孔徑分布均勻;
(2)加工成型性好,可制成無紡布、布、紙、氈等;
(3)具有較高強(qiáng)度,不易粉化,不造成二次污染;
(4)吸附能力強(qiáng),吸附容量大;
(5)吸附、脫附速度快;
由于吸附劑對(duì)被吸附組分(常稱為吸附質(zhì))吸附容量的限制,吸附法常用于回收高濃度有機(jī)廢氣中物料或低濃度廢氣的深度處理。其中活性炭纖維具有吸附容量大、吸附-脫附速度快等優(yōu)點(diǎn),但活性炭纖維價(jià)格較高,對(duì)有較大回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物料常用該工藝,對(duì)無回收價(jià)值的物料常采用顆;钚蕴窟M(jìn)行吸附凈化。若無吸附再生配套設(shè)施,由于活性炭極易飽和而導(dǎo)致凈化裝置失效。
2.1.5 生物法
生物法是近年來研究較多的一種處理工藝,該方法最突出的優(yōu)點(diǎn)是處理成本低廉、基本無二次污染。生物法雖然在凈化低濃度有機(jī)污染物時(shí)效果明顯,具有能耗低的優(yōu)點(diǎn),但存在氣阻大、降解速率慢、設(shè)備體積龐大、易受污染物濃度及溫度的影響,而且該法僅適用于親水性及易生物降解物質(zhì)的處理,對(duì)疏水性和難生物降解物質(zhì)的處理還存在一定難度。
2.1.6 光催化技術(shù)
光敏半導(dǎo)體催化氧化或納米金屬氧化物光催化也是近年來的研究熱點(diǎn),但該技術(shù)的降解效率受控于污染物質(zhì)與催化劑表面界面擴(kuò)散速率,而且催化劑價(jià)格昂貴、很容易中毒失效,目前光催化技術(shù)很難用于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用,多局限于實(shí)驗(yàn)研究及小風(fēng)量應(yīng)用階段。光催化設(shè)備為非防爆設(shè)備,不適用于本項(xiàng)目。
2.1.7 低溫等離子法
1)等離子是物質(zhì)存在的除固態(tài),液態(tài),氣態(tài)之外的第四種狀態(tài),具有宏觀度的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中含有大量活性電子,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撞的結(jié)果,產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化性自由基0,有機(jī)物分子被這些強(qiáng)氧化性的物質(zhì)所氧化,最終降解為CO2和H2O。等離子體的發(fā)生技術(shù)主要有:直流電暈放電法、脈沖電暈放電法、介質(zhì)阻擋放電、表面放電,目前常見的放電反應(yīng)器電暈放電和介質(zhì)阻擋放電的氣體壓強(qiáng)為105Pa,電場(chǎng)強(qiáng)度分別為5×104和102-105,等離子體的產(chǎn)生采用的都是高壓電場(chǎng)放電,對(duì)于一些易燃易爆廢氣的處理存在危險(xiǎn)性,因此從安全角度考慮,本項(xiàng)目中不建議采用此法。
2)低溫等離子體的不足之處:
易產(chǎn)生火花放電,在高峰值電壓下,反應(yīng)器易產(chǎn)生火花放電,火花放電不僅增大電能消耗,而且破壞放電的正常進(jìn)行,凈化效率低,還存在危險(xiǎn)性。當(dāng)填充材料直徑為3mm時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度為4KV/cm時(shí),由于擊穿和火花的產(chǎn)生,對(duì)苯等有機(jī)物的分解并不十分完全。對(duì)于低溫等離子設(shè)備對(duì)設(shè)備部件的構(gòu)型設(shè)計(jì)、制造精度、嚴(yán)密性等要求很高。比如對(duì)電場(chǎng)頻率、電壓、高頻的脈沖等參數(shù),成套設(shè)備中如果其中的某個(gè)參數(shù)達(dá)不到要求,如電壓電低、頻率過高或過低等會(huì)對(duì)離子體的產(chǎn)生量造成很大的影響,甚至?xí)斐杀ㄊ录。綜上,低溫等離子非防爆設(shè)備,低溫等離子方法存在隱患,對(duì)本項(xiàng)目不適用。

冷卻之后的廢氣進(jìn)入除霧器過濾掉廢氣中的焦油和細(xì)小水滴,最后經(jīng)過活性炭吸附箱吸附掉廢氣中的VOCs經(jīng)20m排氣筒達(dá)標(biāo)排放。
根據(jù)業(yè)主要求收集系統(tǒng)進(jìn)設(shè)備前加裝超越管連接排氣筒,當(dāng)生產(chǎn)其他產(chǎn)品的時(shí)候可以直排。