1.工程設(shè)計

（1）工程概況

某公司在生產(chǎn)過程（主要是噴漆）中產(chǎn)生了有機(jī)廢氣,對周圍大氣造成了污染,但還未能得到有效控制。按照國家環(huán)保管理部門的有關(guān)要求,必須嚴(yán)格控制噴漆生產(chǎn)過程中有機(jī)廢氣甲苯、二甲苯及非甲烷總烴的排放量及粉塵的控制量。對此,該公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視,決定對公司噴漆線有機(jī)廢氣綜合治理,確保有機(jī)廢氣排放中的甲苯、二甲苯及非甲烷總烴含量達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)企業(yè)社會與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

（2）設(shè)計范圍

廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容:廢氣出口集氣箱總管至排氣筒之間的廢氣處理設(shè)施（工藝、設(shè)備、電氣等在內(nèi)）的工程設(shè)計、安裝指導(dǎo)及調(diào)試。

（3）設(shè)計原則

根據(jù)環(huán)保要求,以保證該項目對企業(yè)周邊的空氣環(huán)境質(zhì)量影響在允許規(guī)定范圍內(nèi)為原則:

①堅持安全、經(jīng)濟(jì)、適用,兼顧美觀的精心設(shè)計原則。

②選擇工藝成熟、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、管理方便、無二次污染的治理技術(shù)。

③在運(yùn)行過程中,便于操作管理、維修,節(jié)省動力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。

④廢氣凈化系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮現(xiàn)有場地和設(shè)施,因地制宜、合理布局。

（4）設(shè)計參數(shù)與指標(biāo)

①生產(chǎn)工藝簡介

噴漆加工的生產(chǎn)工藝如圖3-16所示。

圖3-16　噴漆生產(chǎn)廢氣排放流程

生產(chǎn)工藝說明:在噴漆過程中使用的涂料、固化劑及其稀釋劑雖然都符合產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),都有環(huán)保標(biāo)記,但涂料、固化劑及其稀釋劑本身具有一定的揮發(fā)性,在噴槍噴射過程中有大量的有機(jī)廢氣進(jìn)入大氣中,產(chǎn)生異味,同時產(chǎn)品加工時也有少量有機(jī)廢氣產(chǎn)生,對車間空氣和周邊的環(huán)境帶來一定的影響,需要對其進(jìn)行處理。

②污染物源強(qiáng)分析

噴漆加工過程的廢氣主要是甲苯、二甲苯、非甲烷總烴、臭氣濃度等,化學(xué)組分復(fù)雜,產(chǎn)品原料不同,成分和濃度不一,只能按照目前行業(yè)治理的現(xiàn)狀分析數(shù)據(jù)。根據(jù)調(diào)查和有關(guān)資料得知,噴漆加工過程的有害氣體主要是苯系物、非甲烷總烴等有機(jī)物,其中主要控制甲苯和二甲苯所含比率。打磨臺打磨時也會產(chǎn)生粉塵廢氣。

根據(jù)提供的資料,噴漆區(qū):噴漆房6m×7m,共2個,全部進(jìn)行抽風(fēng)處理；烘箱區(qū)11m×14.57m,共2個；兩個噴漆房8h使用涂料量為400kg；每天工作8h。主要廢氣物化指標(biāo)見表3-8和表3-9。

表3-8　主要廢氣物化指標(biāo)（1）

表3-9　主要廢氣物化指標(biāo)（2）

其余VOCs大部分為溶于水,可溶于有機(jī)物,密度小于水,性質(zhì)穩(wěn)定,易揮發(fā)。

③設(shè)計參數(shù)

該車間噴漆房系統(tǒng)廢氣處理分成2套處理設(shè)備來處理,每套處理設(shè)備處理風(fēng)量為80000m3/h。

兩個噴漆房8h涂料使用量為400kg,噴漆過程中廢氣揮發(fā)量按80%計算,每小時廢氣排放速率為40kg/h。每個噴漆房廢氣排放速率為20kg/h。

根據(jù)噴臺及污染物外排量估算,每套處理設(shè)備處理風(fēng)量為80000m3/h,噴漆房廢氣排放速率為20kg/h,則未經(jīng)處理前該廢氣排放濃度分別為250mg/m3。

④排放標(biāo)準(zhǔn)

有關(guān)污染物的排放及廠界標(biāo)準(zhǔn),見表3-7。

⑤廢氣治理指標(biāo)

根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),排氣筒高度應(yīng)設(shè)為15m以上。經(jīng)過核算每套設(shè)備廢氣均能達(dá)到且低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

（5）廢氣處理工藝比選

目前,國內(nèi)常用的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）污染治理技術(shù)主要有蓄熱式催化燃燒法、吸附脫附催化燃燒法、活性炭吸附法三大類。隨著科技的發(fā)展,對環(huán)保節(jié)能的要求越來越高,等離子凈化技術(shù)隨之誕生。該項技術(shù)是2009年8月由環(huán)境保護(hù)部污染防治司主辦、中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會承辦的工業(yè)VOCs污染控制技術(shù)與管理對策研究會上推薦的唯一技術(shù)?，F(xiàn)將其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)相比較,具體見表3-10。

表3-10　不同廢氣處理方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)比較

綜上所述,考慮到各有機(jī)物的水溶性較差,且廢氣濃度較低,本設(shè)計以低溫等離子凈化法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣。因?yàn)閲娖釓U氣中含有大量黏性漆霧及微小粉塵,為避免對處理設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響,該項目擬定在有機(jī)廢氣處理前增加前級預(yù)處理,即項目廢氣處理總工藝為前級預(yù)處理＋低溫等離子,主要包括漆霧的預(yù)處理和有機(jī)廢氣的凈化兩方面的內(nèi)容。

（6）廢氣處理方案

①工藝流程圖

本工程建議采用預(yù)處理＋等離子凈化法處理技術(shù)。噴漆廢氣處理工藝流程見圖3-17。

圖3-17　噴漆廢氣處理工藝流程

②工藝流程說明

2個噴漆房噴漆生產(chǎn)過程中使用溶劑及烘房時所揮發(fā)出來的廢氣經(jīng)管道收集后分別進(jìn)入2個穩(wěn)壓箱,在每個穩(wěn)壓箱上開3個調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行風(fēng)壓的調(diào)節(jié)；廢氣經(jīng)風(fēng)管調(diào)節(jié)閥連接后進(jìn)入旋流除塵塔將大顆粒及溶于水的物質(zhì)先噴洗,再經(jīng)過脫水器將水霧分離,這是為了利用脫水器的脫水功能除去廢氣上攜帶的水分；排出的廢氣進(jìn)入等離子凈化器處理,經(jīng)噴淋箱將溶于水的有機(jī)廢氣溶解在水中；凈化后的廢氣由引風(fēng)系統(tǒng)抽出,完成廢氣治理（該廢氣處理需將門上漏氣的地方封閉起來,以免廢氣外溢,還有外部噴漆房水噴淋使用的循環(huán)水池需進(jìn)行有機(jī)廢氣處理）。

循環(huán)系統(tǒng)的采用:第一次使用循環(huán)水池時需灌滿,水池內(nèi)嚴(yán)禁無水是為了保證正常使用水位。循環(huán)水池內(nèi)的水在循環(huán)過程中會少量蒸發(fā),此時可由自動補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水,來保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的水位及水質(zhì)（循環(huán)水不必外排）。運(yùn)行一段時間后,循環(huán)池內(nèi)沉渣變多,需要定期清渣,以保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),避免水管噴嘴堵塞。清出的廢渣需由專業(yè)固廢中心定期集中處理。

控制系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)凈化效率穩(wěn)定,便于操作,電控部分實(shí)現(xiàn)噴房和設(shè)備兩地控制。

③設(shè)備設(shè)計

a.旋流除塵塔

規(guī)格型號:矱3000mm,H＝5200mm。數(shù)量:2臺。處理風(fēng)量:80000m3/h。

b.脫水器

規(guī)格型號:矱3200mm,H＝3000mm。數(shù)量:2臺。處理風(fēng)量:80000m3/h。

c.等離子凈化器

規(guī)格型號:DLC—20×4。數(shù)量:2套。處理風(fēng)量:80000m3/h。

d.噴淋箱

規(guī)格型號:1050mm×3360mm×2080mm。數(shù)量:2臺。處理風(fēng)量:60000m3/h。

e.循環(huán)水池

規(guī)格型號:8000mm×2500mm×1000mm。數(shù)量:2座。

2.案例評析

本工程應(yīng)用等離子法,具有如下優(yōu)點(diǎn):①使用方便,隨時開機(jī),隨時使用,不需要預(yù)熱過程,只要噴房開始工作,廢氣處理隨之啟用；②維護(hù)保養(yǎng)簡單,電控部分除電子元件正常老化外不需要更換,安全可靠；長時間使用凈化率穩(wěn)定（廢氣進(jìn)口總濃度≤300mg/m3）；③運(yùn)行費(fèi)用低,運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定,消除企業(yè)因考慮治理運(yùn)行成本而停開偷排廢氣違法行為,是目前噴漆行業(yè)中廢氣處理的最優(yōu)方法；④設(shè)備造價較低,運(yùn)行效果穩(wěn)定,為企業(yè)減少治理投資。

通過工程實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證,其系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高,污染物去除效率高,完全達(dá)到了國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),在技術(shù)上是可靠的,可作為參考。