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新闻中心

抽粒废气治理设计方案

编辑：启绿环保   浏览：  时间：2016-03-09

一、  项目概况：
该厂在生产塑胶抽粒加工高温工序产生一定量的废气外排，废气的主要成分是白色胶烟及易随气流扩散的刺激性胶味（非甲烷总烃），对周围环境有一定影响。
现该厂有超前的环保意识，走可持续发展之路，为维护员工利益、改善工作环境及周边环境不受影响。特委托东莞市启绿保科技有限公司拟定此设计方案，供贵厂领导及有关环保技术部门审评。
 
二、  污染物及其危害性
Ⅰ、主要污染物：
  ㈠白色胶烟； （二）刺激性胶味（非甲烷总烃）
Ⅱ、污染物的形成及危害性：
l  胶烟：粉状或固状塑胶原料在高温作用下形成的烟雾状粉尘颗粒物，呈白色，极易吸附在所接触的人或物体上，而且还有潜在的致癌物质，对整个大气环境造成污染。
l  刺激性胶味（非甲烷总烃）：也是粉状或固状塑胶原料在高温作用下形成的，其特点为无色、具刺激性，肉眼无法观察到，极易随空气的流动而扩散於大气中，能通过人体呼吸或直接作用进入人体，对人体的呼吸系统、血液、心脏、黏膜、眼睛、神经等造成伤害，浓度过高时还会对人们造成缺性窒息，直接伤害人们。
 
三、    设计依据与原则：
1、      设计依据：
（1）、遵循《中华人民共和国环境保护法》；
（2）、遵循《大气污染物综合排放标准》；
（3）、遵循《大气污染物控制工程》；
（4）、遵循《通风与空气调节工程》；
（5）、遵循《工业管道工程施工及验收规范》；
（6）、依据现场环境及参考厂方要求；
（7）、依据以往工作经验及参考国内外同类厂家资料；
（8）、遵循广东省地方标准DB44/27-2001《大气污染物排放限值》；
（9）、电气工程采用国家级设计规范与标准：
1）、GBJ54-83《低压配电装置及线路设计规范》
2）、GBJ50034-93《工业企业照明设计规范》
3）、GBJ50055-93《通用用电设备配电规范》
 
2、      设计原则：
（1）、环保设备运行时对正常生产不造成影响；
（2）、设计科学、布局合理、运行稳定、环保节能；
（3）、投资省，设备管理、维护方便，运行费用低；
（4）、不出现抽排风过大或不及，不出现漏风、漏水等现象；
（5）、保证污染物经治理后达标排放，不产生二次污染；
（6）、工艺先进，兼顾长远发展。
 
3、      设计范围：
（1）、厂方原有外排风管之后的所有设施设备；
（2）、整套治理系统的工艺选择及设计编写说明；
（3）、标准与非标准设备制造与设备造型；
（4）、工程设施、设备的制作、安装、调试及验收；
（5）、全部工程电器设计及工程造价估算；
 
四、    设计目标：
经治理后，污染物排放达到广东省地方标准DB44/27-2001《大气污染物排放限值》第二时段一级排放标准；
即非甲烷总烃低于2.92mg/m3
 
 
五、处理工艺：
现阶段针对有机废气的处理工艺主要有：隔离法、燃烧法、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法、吸附法。
l  隔离法：是通过特种过滤材料，置放於废气外排过程，经机械隔离，从而达到治理效果。
优点：对烟尘治理效率高，无技术要求，操作简单。
缺点：不能有效去除有机物。
l  燃烧法：利用加热高温的方法，将有机废气直接燃烧处理，以达到废气净化的目的。
优点：净化效率高，可达95%以上。
缺点：需要大量热能，需要消耗大量能源，也易在高温下生成NOX等造成二次污染。
l  吸收法：利用吸收液与废气相互接触，使废气中的有害物质溶入吸收液中，从而使废气得以净化。吸收液另行处理。
优点：投资小，运行费用低，操作简单。
缺点：处理效率低，不稳定，净化效率不高，约为50%，难於达到相关环保要求，有二次污染。
l  冷凝法：通过冷凝降温，当温度低于有害物质的凝结点时，气态的有害物质转化为液态，从空气中分离出来，从而净化。
优点：运行稳定，净化效率高。
缺点：投资较大，对环境及操作人员要求较高，且能耗过大，运行费用高。
l  等离子低温催化氧化法：等离子体是物质存在的除固态、液态、气态之外的第四种状态，具有宏观度内的电中性与高导电性。等离子体中含有大量的活性电子、离子、激发态粒子和光子等。这些活性粒子和气体分子碰掸的结果，产生大量的强氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很强的O3；有机物分子受到高能电子碰撞，被激发及原子健断裂而形成小碎片基团或原子；O·、OH·、HO2、O3等与激发原子、有机物分子、基团、自由基等反应，最终使有机物分子氧化降解为CO、CO2和HO2。
优点：广泛适用性，适合于处理低浓度（〈1～1000ppm〉）、剧毒剧臭的有害气体，弥补了其他技术无法处理的空白。以及操作简单。
缺点：单独的低温等离子体技术在处理有害气体时还是有其欠缺的地方，如不能完全彻底地把有害气体转化为无害气体，副产物较多；且在氧等离子体下产生大量的臭氧；能耗较高；脱除效率较低等。
l  吸附法：利用多孔性的活性炭、硅澡土、无烟煤等分子级的大表面剩余能，将有机气体分子吸附到其表面，从而净化。
优点：处理效率高（活性炭吸附可达99%以上），适用广泛，操作简单，投资费用低。
缺点：系统风压损失大，使得能耗较高，吸附剂的饱和点难掌握，吸附剂容量有限，运行费用较高。
 
六、    工艺流程框图及说明：
1、      处理工艺的选定：
综上所述，各种方法均有优缺点，一个优秀的处理工艺必需是集众所长，避其所短，必需高效、实用、低能耗、易操作。
实践证明，单独采用任何一种方法都不能达到高效治理目标，因此本方案选用组合式二级除尘处理，从而达到最佳、高效处理效果。
根据塑胶抽粒废气的特点及环保要求，拟采用水浴清洗工艺（旋流板塔）加活性炭吸附工艺进行综合治理。
 
2、      流程框图：塑胶废气——集气罩——风管——旋流板废气处理塔——加压引风机——活性炭吸附塔——达标排放


 

3、      工艺说明：
塑胶废气产生于抽粒加温过程，产生一定量的白色胶烟，胶味浓度较大，易随大气的流动而随处飘走，因而要通过集气罩收集，经支管、主管进入旋流板废气处理塔，经湿式旋流板废气塔进一步清洗处理后，通过加压引风机进入活性碳吸附床，有机气体在床内被活性炭吸附，净化气体由外排风管高空排放。
该法净化效率可达95％以上，大大改善了大气环境。
 
4、      设备说明：
（1）湿式旋流板塔废气处理塔
湿式旋流板塔废气处理塔在湿法除尘中技术较先进，在锅炉上除尘脱硫及喷涂除漆雾效果尤为显著，应用也非常广泛，较喷淋及其它湿法工艺除尘效果更好，净化后气体湿度含量更低。既清除95％以上的烟尘，又保证气体湿度含量低，滤水简单。确保下一工序活性炭的使用效率及延长使用周期，从而降低成本。
 
（2）活性炭吸附器
     活性炭吸附器它适应于大流量低浓度的有机废气，活性炭采用颗料状活性炭，比表面积（吸附面积）高达500-1500m2/g.比表面积大，因而具有很高的表面活性炭和吸附能力。排出的低浓度有机气体被吸附在它的活性表面上，达到净化目的。
     饱和活性炭可再生后循环使用：活性炭再生装置所产生的蒸气将活性炭所吸附的物质吸扫出，然后进入催化床催化燃烧，使有机废气最终转化为H2O、CO2等无害气体。
 
七、    废气的风量与污染物浓度：
根据厂方提供的数据，风量设计为20000m3/h;
依据现场情况，设计一套治理设施对其进行治理。
 
 
八、  设计参数：
1、风机（恒通牌）
型号：4-72-6C             功率：15kw        电压：380V
风量：11139-22278m3/h     风压：2953-1872Pa  数量：1台
2、风管
废气经过集气罩进行收集，然后汇入支管，由支管汇入集气总管，然后再进入废气净化系统，经净化处理后达标排放。取主风管内的风速为18-20m/s。
则主风管截面积为：
S＝q/v＝20000/3600/18=0.308m2
主风管尺寸为：φ616mm。
为方便生产，最终确定主风管尺寸为：φ630mm。
3、湿式旋流板塔废气处理塔（自制）
1、提升泵（上海鸿龙）
型号：ISW50-125<I>    材质：铸铁          功率:1.5kw
转速：2900r/min       扬程：12米          流量：22m3/h
2、净化塔主体

Q
V

20000
5.0×3600

1）塔体面积S的确定

取空塔气速5.0m/s，则S=    =        =1.11(m2)= φ1110mm
2）水浴净化塔：
实际制作为：φ1400×5700mm          除尘净化效率≥95%  
材质:δ3mm炭钢制作内刷防腐外刷防锈，除雾净化效率≥95%
设备阻力：500～600Pa
3）循环水水箱：
   实际制作为：19000 mm×1400 mm×1000 mm
   材质：δ3mm钢板制作，内刷防腐外刷防锈，与净化塔连体
 
4）喷淋头
型号：DN25           数量：2个/套
功能：有利於扩大废气与水的接触面。
 

4、活性炭吸附器

1）活性炭
煤柱状活性炭是具有大比表面积，微孔结构，高附容量，高表面活性炭的产品，在空气污染治理领域中普遍应用，选用活性炭吸附法即废气与具有大表面的多孔性的活性炭接触，废气中的污染物被吸附，使其与气体混合物分离而起到净化作用。选用活性炭参数：
碘吸附值800mg/g  胶味吸附率ŋ≥30%     装填密度ρ=500g/L              比表面积≥1000m2/g  装填高度H=100mm    规格：φ4×20mm
查有关资料，胶分子的临界直径为6.8A0,甲苯分子的临界直径为6.7 A0，参照同行业的经验，该活性炭对胶味的吸附率95%。
2）活性炭饱和期确定
活性炭饱和期限定为一个月，按每天8小时工作制，减去4个星期天，则总时间为208小时。
3）所需活性炭的确定
废气总流量Q=20000m3/h
污染物甲苯的质量流量为m=20000m3/h×2×10-5=0.4kg/h
则一个饱和期内所需吸附的甲苯量为：m1=208×0.4=83.2kg)

100
30

所需活性炭量为：M=    ×83.2=277(kg)≈0.25吨

4）塔体截面积S的确定
依据《大气控制原理》，活性炭最佳吸附过滤风速为0.7m～0.9m/s，本方案设计选用0.8m/s过滤风速。

Q
V

20000
0.8×3600

则：S=    =        =6.94(m2)

5）活性炭吸附器：
外形主体制作为：2000×1250×1250mm，另加双向引风喇叭口,材质δ1.2A3钢制作,实际外型尺寸为：3100×1250×1500外刷油漆防锈。
活性炭托板为：2000×1250×100mm，分三层均匀置放于塔体中，通风间距295mm，活性炭堆高100mm，主要材质δ1.2A3钢多密度穿孔网制作。
实际过滤面积为：2000×1250mm×3=7.5 m2
主体风压损失约为△P=600～700Pa
 
 
九、  运行费用分析
主要是电费和人工费。首先确定操作制度：设1人操作本系统。
1.人工：1电工或现场生产工人顺带管理，无需另计人工；
2.电费：本方案运行新增动力有11KW风机1台+1.5kw水泵1台，按每度电0.8元计算，则每小时费用为：（11+1.5）×1×0.8=10元
3、活性炭更换费用：本方案活性炭饱和期限定为一个月，采用一般质量活性炭为4000元/吨，则费用为：0.25吨×4=1000元。
 

 

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