新型涂层废气处理新工艺 文档.docx

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新型涂层废气处理新工艺文档

新型涂层废气处理设计方案

二〇一一年十二月

1.项目概述

随着新的、严格的环境保护政策的执行，对生产制造类企业如何解决涂层废气处理是一个崭新的课题。

2.设计依据

设计收到喷漆车间在生产过程中排放出大量的涂层烘干废气，废气中含有较高浓度的油漆挥发物（250°C以下挥发下文对此挥发物简称VOC）。

该废气若不经处理直接排入大气，不仅会污染周围的环境，而且导致了极大的原物料消耗，同时对企业的形象也会造成一定的影响，为此，必须进行处理。

该项目设计单位江苏。

。

。

装备集团

有限公司，在原来的涂装车间涂层废气处理方案基础上，联合上海。

。

。

净化设备有限公司，根据现场调查和研究分析，就涂层废气中的VOC废气治理和苯类回收工艺制定本项目可行性方案（因企业考虑对大气环境的保护及社会责任，目前已采用无苯或者低笨油漆，本方案不涉及回收），以供环保管理部门审核，为今后工程的正式实施提供准备。

2.1废气中所含污染物种类、浓度及温度

污染物种类：

voc

污染物排放量：

VOC为43kg/h，废气排放量为309380m3/h

出口温度：

小于60℃

通过计算可得VOC浓度为：

138mg/m3，故属于高浓度高风量型。

2.2设计规模

废气处理量：

309380m3/h；voc排放量为43kg/h（最大值）

备注：

本方案按最大值设计。

2.3设计范围

从车间排气管汇合后出口开始，经装置入口至排风机出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、风机、电气装置、自动控制设备等。

2.4处理后气体排放浓度

废气排放标准应执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中的一级标准，具体见表1。

表1GB16297-1996中非甲烷总烃的一级排放标准

序号

污染物

最高允许排放浓度，mg/m3

最高允许排放速率，kg/h

排气筒高度，m

一级标准

1

非甲烷总烃

120

15

10

20

17

30

53

40

100

2.5设计参考资料以及法规标准

《涂装作业安全规程——涂漆工艺通风净化》

GB6515-86国家标准局1986

《通风除尘技术》

《工业通风》

《环保设备材料手册》

《建设项目环境保护管理条例》

中华人民共和国国务院令第253号1998

2.6控制系统

采用可编程逻辑控制器（PLC）系统的自动控制，以实现治理系统的操作最优化，降低运行费用，增加设备运行的可靠性。

3.工艺设计

3.1设计原则

1.严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放标准，使处

理后的废气各项指标达到且优于标准指标。

2.采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环

境效益、社会效益和经济效益。

3.工艺设计和设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活

性和调节余地，确保达标排放。

4.在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和

运行费用。

3.2废气处理方法选择

目前，有机废气处理主要有以下几种方法：

（1）燃烧法包括高温燃烧和催化燃烧，前者需要附加燃料燃

烧，因此，使用该法时要考虑回收利用热能；催化燃烧能耗低，但在工作初期，需用电加热将废气加热到起燃温度，故对于频繁开停车的场合不合适。

考虑到高温燃烧法回收的热量超过生产所需的热能，故并不合适。

而直接采用催化燃烧投资太大。

（2）吸收法即采用适当的吸收剂（如柴油、煤油、水等介质）在吸收塔内进行吸收，吸收到一定浓度后进行溶剂和吸收液的分离，溶剂回收，吸收液重新使用或另行处理，采用这种方法的关键是吸收剂的选择。

由于溶剂和吸收剂的分离较为困难，因此其使用受到了一定的限制。

（3）活性炭吸附法采用多孔活性炭或活性炭纤维吸附有机废气，饱和后用低压蒸汽再生，再生时排出溶剂废气经冷凝、水分离后回收溶剂，适用于不连续的处理过程，特别对低浓度有机废气中的溶剂回收有很好的效果。

（4）冷凝法主要利用冷介质对高温有机废气蒸汽进行处理，可有效回收溶剂。

处理效果的好坏和冷媒的温度有关，处理效率较其他方法相对较低，适用高浓度废气的处理。

根据本项目情况，采用冷凝－活性炭吸附法较好。

将这两种方法联用回收烘干废气中的甲苯，综合了冷凝法适用于高浓度废气处理和活性炭吸附法处理效果好的优势，又可以通过前期冷凝降低甲苯浓度，减少活性炭吸附负荷，延长活性炭再生周期，能够兼顾回收率和处理成本。

3.3系统工艺流程

根据该厂的实际情况，要提高非甲烷总烃的回收效率，需加强以下两方面的工作：

一是水循环过滤，尽可能带走油漆中5微米以上的雾状颗粒；二是对通过活性炭吸附过滤及高能离子段的氧化处理的过程。

工艺流程如图3-1所示：

图3-1系统工艺流程图

工艺流程说明：

由于烘房出口废气中voc浓度较高，因此统一收集后先通过一组过滤阻火器，去除尾气中的固体杂质，然后进入高能离子氧化段，然后一次吸附过滤段。

然后再进入二次吸附。

4.工艺系统说明

4.1概述

本工艺系统可分为如下3个系统：

废气收集系统，废气净化处理系统，排风系统。

废气收集系统主要包括局部排风罩，风量调节阀，管道。

废气净化处理系统主要包括除尘器，活性炭吸附装置。

排风系统主要包括排风机，风量调节阀和烟囱。

4.2主要工艺设备功能简述

1.除尘器

主要作用：

主要是为了除去有机废气中的漆雾粒子，避免漆雾粒子粘在吸附床内的活性碳纤维材料上，影响有害气体吸附效果。

其次是为了防止生产设备出现着火事故时影响净化设备。

2.活性炭吸附装置

活性炭吸附装置是净化装置重要组成部分，设置目的是利用吸附法截留废气中的有机物进一步净化废气，并利用低压蒸汽吹脱及冷凝等手段回收部分甲苯。

3.高能离子处理

电能氧离子净化系统是一种空气净化高新技术，它采用当今世界上最尖端的空气净化技术----电能氧离子技术，模拟自然界空气自净过程的氧离子发生器产生高能粒子，不添加任何化学物质，就能彻底、全面消除空气中的各种异味，杀灭空气中的细菌,去除可吸入颗粒物等有害物质，且安全可靠无二次污染。

5.主要设备设计

5.1主要设计参数

主要设计参数及要求的处理效果见表5-1。

表5-1主要设计参数及要求处理效果

生产工艺

风量

（m3/h）

VOC入口浓度

（mg/m3）

处理后浓度

（mg/m3）

效率（%）

活性炭吸附器

309380

138

6.07

95.6

5.2主要设备

1.除尘器

（方案一）根据废气性质和气量，本项目选用涂装旋风除尘器，规格为-------。

旋风除尘器除了有长锥体结构外在排气管内还设有弧形减阻器以降低除尘器的阻力系数。

具体参数如下：

进口风速：

24m/s；

风量：

309380m3/h；

压力损失：

1039Pa；

除尘效率：

可除去5µm以上的粉尘，效率95％－99％。

4.活性炭吸附装置及附属设备

1.高能离子

VOC处理能力80%出口浓度143mg/m³，通过高能离子的处理生成水和二氧化碳，到吸附段的浓度28.6mg/m³.实际到吸附段的浓度8.6kg/h

（2）根据废气性质和气量，本项目采用活性炭吸附系统进一步回收废气中的非甲烷总烃。

废气气量为309380m3/h，温度24℃，废气中含有143mg/m3的VOC，要求出口voc浓度小于40mg/m3，即净化率达到95.6％。

（3）活性炭对非甲烷总烃的饱和吸附量计算

选用碘值900活性炭的参数如下：

堆积密度＝450kg/m3，

＝4mm，空隙率

＝0.40。

VOC在该活性炭上的吸附等温线方程为

式中：

a－气相浓度为

时的平衡吸附量，kg/kgAC；

－气相中voc的浓度，g/m3。

由废气中浓度为

＝0.286g/m3可得，活性炭吸附voc的静态饱和吸附容量a＝0.280kg/kgAC。

（3）固定床吸附器主要参数计算

选定吸附器中的气速为0.4m/s，吸附带中活性炭的动态吸附容量按静态饱和吸附容量的35％计，则吸附带中活性炭所吸附的voc为0.1867kg/kg。

吸附带外已经动态饱和的活性炭吸附容量按静态饱和吸附容量的90％计，则吸附饱和后活性炭所吸附的voc为0.297kg/kg。

吸附带内的活性炭量为

7.2m³*450=3240KG

吸附带内的活性炭可吸附的voc量为

活性炭总用量为7.2m³，可以连续使用70小时。

活性炭按1月份的市价每吨12000元，每次更换量3.24吨。

5.3其他

1.电气及自控系统

略

2.供汽

略

3.供水

略

5.4主要设备表

主要设备见表5-3。

表5-3主要设备表

序号

设备名称

型号或规格

数量

功率（kw）

备注

1

活性炭吸附系统

CFF6050

2

2

高能离子

CFF6050

2

1.5

配套

3

风管系统

1

6.劳动定员

设备运行每班1人：

四班共4人；化验计量工兼职1名；管理人员兼职1名。

合计4人。

7.投资估算

见表7-1。

表7-1投资估算表

序号

设备名称

主要技术参数

数量

（台套）

价格

（万元）

总价

（万元）

备注

1

活性炭吸附系统

CFF6050

2

15.5

31.00

2

高能离子

CFF6050配套

2

8.9

17.80

3

风管系统

1

30

30.00

合计

0

8.效益估算

8.1环境效益

根据年生产288天、日工作8时的生产能力估算，废气经处理后，每年可减少向大气环境排放有机物103吨的有机废气。

8.2运行费用

运行费用主要包括水、电费、人工费及设备折旧费，各项费用计算如下：

1、水费

2、活性炭消耗费（使用寿命以半年计）

活性炭按1月份的市价每吨12000元，每次更换量3.24吨。

每个月估计需要6.5-10吨的活性炭。

6、设备折旧费

设备设计年限10年，每年折旧费3.8万元

7、维修费

设备主要为风机的电机部分

总结结论：

本方案涂装车间里的废气（包含喷漆室、流平室、烘干室）等废气原排放量为43kg/h，排放浓度为138mg/m3，通过活性碳和高能离子吸附后浓度为6.07mg/m3、排放总量为1.88kg/h，最后通过30m烟卤集中高空排放后，远远低于国家环保标准值中的排放浓度（120mg/m3）和30m高度的排放总量（53kg/h）。