|
鋼桶涂裝生產有機廢氣治理系統工藝設計
文/上海僑生
摘要：揮發性有機廢氣未經處理直接排入大氣中，會嚴重影響大氣質量，影響動植物生長和人類健康。本文通過對自己公司噴漆房有機廢氣的治理設計方案，充分闡述了有機廢氣治理的工藝流程和設備選型配置情況。并對系統工藝原理做了詳細描述，同時對該系統的先進性和特點做了歸納，為從事有機廢氣治理人員提供了較好的設計思路和范本。
0、引言
噴漆廢氣是大氣環境主要污染源之一。由于它的毒性大,對人體健康的危害十分嚴重,尤其是苯類和多環芳烴,它們侵犯人的神經、呼吸、血液和生育系統,輕則使人頭昏、眩暈、惡心,重則導致再生障礙性貧血、白血病、致癌危及生命,故迫切需要治理。
本裝置采用最新工藝設計, 即干式過濾+活性炭吸附脫附+催化燃燒方式，在治理VOCs污染中效果十分顯著,對環境保護、勞動保護和保護人體健康有良好的實用價值。下面以自己公司噴漆廢氣的治理設計方案為例展開說明。
1、有機混合氣體處理設計指標需求
（1）廢氣量：30000Nm3/h；
（2）操作溫度：常溫；
（3）廢氣輸送壓力：3000Pa；
（4）處理效率：80%；
（5）入口濃度：≤200mg/m3
（6）出口濃度：≤50mg/m3
2、工藝原理及流程描述
（1）工藝原理：
當氣體分子運動到固體表面時，由于氣體分子與固體表面分子之間相互作用，使氣體分子暫時停留在固體表面，形成氣體分子在固體表面濃度增大，這種現象稱為氣體在固體表面上的吸附。被吸附物質稱為吸附質，吸附質的固體物質稱為吸附劑。而活性炭吸附法是以活性炭作為吸附劑，把廢氣中有機物化合物吸附到固相表面進行吸附濃縮，從而達到凈化廢氣的方法。
大風量、低濃度有機廢氣經過前端初效三級干式過濾器去除漆霧和粉塵，然后通入活性炭吸附床，與蜂窩活性炭充分接觸，再進行脫附再生后轉換成小風量、高濃度的有機廢氣。該部分氣體進入后端的催化燃燒氧化設備進行氧化反應，使廢氣中的揮發性有機物在催化氧化室中氧化分解成二氧化碳和水，并放出熱量，經過換熱器預熱進入催化床前的脫附氣體后經過煙囪高空排放。同時系統利用部分熱氣體對活性炭進行再生過程，保證活性炭得到重復使用。
（2）工藝流程說明
本裝置工作過程可分為四個階段：廢氣收集階段、初效干式過濾階段、活性炭吸附階段和活性炭脫附再生階段。
廢氣收集階段：
在噴漆房內設置專門的廢氣收集罩和管道系統，將廢氣集中收集。
初效干式過濾階段：
來自噴漆房的廢氣首先進入到初效干式過濾器進行預處理，經過初效干式過濾器的三級過濾，攔截住有機廢氣中的顆粒物，為后續活性炭吸附過程提供了有力條件，并保證活性炭的使用壽命。
活性炭吸附過程：
經過初效干式過濾器后的有機廢氣進入到活性炭吸附裝置。有機廢氣通過活性炭層時，有機廢氣中的有機組分被吸引到活性炭的表面并濃集保持其上。有機組分從而與其他組分分開，其他組分（潔凈氣體）經風機排空。
活性炭脫附過程：
活性炭使用一段時間，吸附了一定量的溶劑后，會降低或失去吸附能力，此時活性炭需要脫附再生，再生后活性炭重新恢復吸附能力，可繼續使用。再生時，啟動催化燃燒裝置預熱室電源，將空氣預熱，預熱后的氣體送入吸附箱，箱中的活性炭受熱后，活性炭吸附的溶劑揮發出來，溶劑經風機送入催化燃燒室燃燒，分解生成CO2和H2O等熱空氣，熱空氣一部分回到活性炭吸附箱繼續給活性炭加熱，另一部分排空，熱空氣內部循環多次活性炭即可得到再生。
3、本工藝的主要特點
（1）生產環境好，無污染。
（2）工藝設備可靠性強，故障與維修量小，維修費用低，減少維修人員的工作量。
（3）由于自動化程度比較高，操作人員少，勞動強度小。
（4）能夠充分回收余熱、節能。
（5）系統投資小，運行成本低。
4、有機廢氣處理工藝總圖布置
（1）初效干式過濾器：布置在廠房內。本方案選用1臺DN1000初效干式過濾器；
（2）活性炭吸附箱：布置在廠房內。本方案選用3臺活性炭吸附箱，運行方式：2開1備；
（3）催化燃燒器：布置在廠房內。本方案選用1臺2500Nm3/h催化燃燒器；
（4）煙囪：在室外露天布置。煙囪設計直徑DN1000，高度16米；
（5）主排風機：布置在廠房內。配置1臺排風機。型號：4-72-9 右45°，流量35700Nm3/h,全壓2914Pa,電機：45KW；
（6）脫附風機：布置在廠房內。配置1臺脫附風機。型號：6-35-4右0°，流量2314Nm3/h,全壓2512Pa,電機：3KW；
（7）補冷風機：布置在廠房內。配置1臺補冷風機。型號：4-72-2.8右0°，流量1141Nm3/h,全壓963Pa,電機：1.5KW；
（8）有機廢氣的處理廠房應與其他生產廠房分開布置，其間距應符合現行國家標準《建筑設計防火防范》的有關規定；
（9）有機廢氣的處理區內的消防車道，應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》的有關規定；
（10）有機廢氣處理工藝總圖布置，具體詳見圖4-1有機廢氣處理工藝總圖。
編號說明：1、初效干式過濾器；2、活性炭吸附箱;3、催化燃燒器；4、煙囪；5、主排風機；6、脫附風機；7、補冷風機
圖4-1有機廢氣處理工藝總圖
5 環保及安全
（1）適用范圍廣。催化燃燒器幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業排放的低濃度、多成分、無回收價值的廢氣，采用吸附—催化燃燒器法的處理效果更好。
（2）處理效率高，無二次污染。用催化氧化法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上，最終產物為無害的 CO2 和 H2O，且由于燃燒溫度低，能大量減少 NOx 的生成，因此不會造成二次污染。
（3）有機混合廢氣的處理由自動控制系統控制，操作工藝簡單，啟動、停爐簡單，故障率低，運行周期性長，安全性好。
6 結論
該技術成本低、易操作、壽命長適宜制桶行業的涂裝生產。
|
