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抽粒廢氣治理設計方案

編輯：啟綠環保   瀏覽：  時間：2016-03-09

一、  項目概況：
該廠在生產塑膠抽粒加工高溫工序產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散的刺激性膠味（非甲烷總烴），對周圍環境有一定影響。
現該廠有超前的環保意識，走可持續發展之路，為維護員工利益、改善工作環境及周邊環境不受影響。特委托東莞市啟綠保科技有限公司擬定此設計方案，供貴廠領導及有關環保技術部門審評。
 
二、  汙染物及其危害性
Ⅰ、主要汙染物：
  ㈠白色膠煙； （二）刺激性膠味（非甲烷總烴）
Ⅱ、汙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，對整個大氣環境造成汙染。
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，其特點為無色、具刺激性，肉眼無法觀察到，極易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進入人體，對人體的呼吸係統、血液、心髒、黏膜、眼睛、神經等造成傷害，濃度過高時還會對人們造成缺性窒息，直接傷害人們。
 
三、    設計依據與原則：
1、      設計依據：
（1）、遵循《中華人民共和國環境保護法》；
（2）、遵循《大氣汙染物綜合排放標準》；
（3）、遵循《大氣汙染物控製工程》；
（4）、遵循《通風與空氣調節工程》；
（5）、遵循《工業管道工程施工及驗收規範》；
（6）、依據現場環境及參考廠方要求；
（7）、依據以往工作經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《大氣汙染物排放限值》；
（9）、電氣工程采用國家級設計規範與標準：
1）、GBJ54-83《低壓配電裝置及線路設計規範》
2）、GBJ50034-93《工業企業照明設計規範》
3）、GBJ50055-93《通用用電設備配電規範》
 
2、      設計原則：
（1）、環保設備運行時對正常生產不造成影響；
（2）、設計科學、布局合理、運行穩定、環保節能；
（3）、投資省，設備管理、維護方便，運行費用低；
（4）、不出現抽排風過大或不及，不出現漏風、漏水等現象；
（5）、保證汙染物經治理後達標排放，不產生二次汙染；
（6）、工藝先進，兼顧長遠發展。
 
3、      設計範圍：
（1）、廠方原有外排風管之後的所有設施設備；
（2）、整套治理係統的工藝選擇及設計編寫說明；
（3）、標準與非標準設備製造與設備造型；
（4）、工程設施、設備的製作、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：
經治理後，汙染物排放達到廣東省地方標準DB44/27-2001《大氣汙染物排放限值》第二時段一級排放標準；
即非甲烷總烴低於2.92mg/m3
 
 
五、處理工藝：
現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，經機械隔離，從而達到治理效果。
優點：對煙塵治理效率高，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，以達到廢氣淨化的目的。
優點：淨化效率高，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等造成二次汙染。
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，從而使廢氣得以淨化。吸收液另行處理。
優點：投資小，運行費用低，操作簡單。
缺點：處理效率低，不穩定，淨化效率不高，約為50%，難於達到相關環保要求，有二次汙染。
l  冷凝法：通過冷凝降溫，當溫度低於有害物質的凝結點時，氣態的有害物質轉化為液態，從空氣中分離出來，從而淨化。
優點：運行穩定，淨化效率高。
缺點：投資較大，對環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、液態、氣態之外的第四種狀態，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、激發態粒子和光子等。這些活性粒子和氣體分子碰撣的結果，產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。
優點：廣泛適用性，適合於處理低濃度（〈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，副產物較多；且在氧等離子體下產生大量的臭氧；能耗較高；脫除效率較低等。
l  吸附法：利用多孔性的活性炭、矽澡土、無煙煤等分子級的大表麵剩餘能，將有機氣體分子吸附到其表麵，從而淨化。
優點：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：係統風壓損失大，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、    工藝流程框圖及說明：
1、      處理工藝的選定：
綜上所述，各種方法均有優缺點，一個優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。
實踐證明，單獨采用任何一種方法都不能達到高效治理目標，因此本方案選用組合式二級除塵處理，從而達到最佳、高效處理效果。
根據塑膠抽粒廢氣的特點及環保要求，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。
 
2、      流程框圖：塑膠廢氣——集氣罩——風管——旋流板廢氣處理塔——加壓引風機——活性炭吸附塔——達標排放


 

3、      工藝說明：
塑膠廢氣產生於抽粒加溫過程，產生一定量的白色膠煙，膠味濃度較大，易隨大氣的流動而隨處飄走，因而要通過集氣罩收集，經支管、主管進入旋流板廢氣處理塔，經濕式旋流板廢氣塔進一步清洗處理後，通過加壓引風機進入活性碳吸附床，有機氣體在床內被活性炭吸附，淨化氣體由外排風管高空排放。
該法淨化效率可達95％以上，大大改善了大氣環境。
 
4、      設備說明：
（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較先進，在鍋爐上除塵脫硫及噴塗除漆霧效果尤為顯著，應用也非常廣泛，較噴淋及其它濕法工藝除塵效果更好，淨化後氣體濕度含量更低。既清除95％以上的煙塵，又保證氣體濕度含量低，濾水簡單。確保下一工序活性炭的使用效率及延長使用周期，從而降低成本。
 
（2）活性炭吸附器
     活性炭吸附器它適應於大流量低濃度的有機廢氣，活性炭采用顆料狀活性炭，比表麵積（吸附麵積）高達500-1500m2/g.比表麵積大，因而具有很高的表麵活性炭和吸附能力。排出的低濃度有機氣體被吸附在它的活性表麵上，達到淨化目的。
     飽和活性炭可再生後循環使用：活性炭再生裝置所產生的蒸氣將活性炭所吸附的物質吸掃出，然後進入催化床催化燃燒，使有機廢氣最終轉化為H2O、CO2等無害氣體。
 
七、    廢氣的風量與汙染物濃度：
根據廠方提供的數據，風量設計為20000m3/h;
依據現場情況，設計一套治理設施對其進行治理。
 
 
八、  設計參數：
1、風機（恒通牌）
型號：4-72-6C             功率：15kw        電壓：380V
風量：11139-22278m3/h     風壓：2953-1872Pa  數量：1台
2、風管
廢氣經過集氣罩進行收集，然後彙入支管，由支管彙入集氣總管，然後再進入廢氣淨化係統，經淨化處理後達標排放。取主風管內的風速為18-20m/s。
則主風管截麵積為：
S＝q/v＝20000/3600/18=0.308m2
主風管尺寸為：φ616mm。
為方便生產，最終確定主風管尺寸為：φ630mm。
3、濕式旋流板塔廢氣處理塔（自製）
1、提升泵（上海鴻龍）
型號：ISW50-125<I>    材質：鑄鐵          功率:1.5kw
轉速：2900r/min       揚程：12米          流量：22m3/h
2、淨化塔主體

Q
V

20000
5.0×3600

1）塔體麵積S的確定

取空塔氣速5.0m/s，則S=    =        =1.11(m2)= φ1110mm
2）水浴淨化塔：
實際製作為：φ1400×5700mm          除塵淨化效率≥95%  
材質:δ3mm炭鋼製作內刷防腐外刷防鏽，除霧淨化效率≥95%
設備阻力：500～600Pa
3）循環水水箱：
   實際製作為：19000 mm×1400 mm×1000 mm
   材質：δ3mm鋼板製作，內刷防腐外刷防鏽，與淨化塔連體
 
4）噴淋頭
型號：DN25           數量：2個/套
功能：有利於擴大廢氣與水的接觸麵。
 

4、活性炭吸附器

1）活性炭
煤柱狀活性炭是具有大比表麵積，微孔結構，高附容量，高表麵活性炭的產品，在空氣汙染治理領域中普遍應用，選用活性炭吸附法即廢氣與具有大表麵的多孔性的活性炭接觸，廢氣中的汙染物被吸附，使其與氣體混合物分離而起到淨化作用。選用活性炭參數：
碘吸附值800mg/g  膠味吸附率ŋ≥30%     裝填密度ρ=500g/L              比表麵積≥1000m2/g  裝填高度H=100mm    規格：φ4×20mm
查有關資料，膠分子的臨界直徑為6.8A0,甲苯分子的臨界直徑為6.7 A0，參照同行業的經驗，該活性炭對膠味的吸附率95%。
2）活性炭飽和期確定
活性炭飽和期限定為一個月，按每天8小時工作製，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=20000m3/h
汙染物甲苯的質量流量為m=20000m3/h×2×10-5=0.4kg/h
則一個飽和期內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）塔體截麵積S的確定
依據《大氣控製原理》，活性炭最佳吸附過濾風速為0.7m～0.9m/s，本方案設計選用0.8m/s過濾風速。

Q
V

20000
0.8×3600

則：S=    =        =6.94(m2)

5）活性炭吸附器：
外形主體製作為：2000×1250×1250mm，另加雙向引風喇叭口,材質δ1.2A3鋼製作,實際外型尺寸為：3100×1250×1500外刷油漆防鏽。
活性炭托板為：2000×1250×100mm，分三層均勻置放於塔體中，通風間距295mm，活性炭堆高100mm，主要材質δ1.2A3鋼多密度穿孔網製作。
實際過濾麵積為：2000×1250mm×3=7.5 m2
主體風壓損失約為△P=600～700Pa
 
 
九、  運行費用分析
主要是電費和人工費。首先確定操作製度：設1人操作本係統。
1.人工：1電工或現場生產工人順帶管理，無需另計人工；
2.電費：本方案運行新增動力有11KW風機1台+1.5kw水泵1台，按每度電0.8元計算，則每小時費用為：（11+1.5）×1×0.8=10元
3、活性炭更換費用：本方案活性炭飽和期限定為一個月，采用一般質量活性炭為4000元/噸，則費用為：0.25噸×4=1000元。
 

 

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