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蘇州工業園區塑膠廢氣治理

2019-4-25 22:44:56 876

一、廢氣概況

廢氣主要爲以樹脂粉爲原料的天天爱去生産過程中配料、混料、切割工序産生的粉塵以及擠出工序産生的少量廢氣(以氯乙烯、HCl和非甲烷總烴計);以塑料顆粒爲原料的天天爱去生産過程中混料工序産生的混料粉塵、注塑成型工序産生的少量廢氣(以氯乙烯、HCl和非甲烷總烴計)以及粉碎機粉碎和磨粉機粉碎過程中産生的粉塵。

二、常见的有机廢氣處理方法比较


有機廢氣淨化的方法有直接燃燒法、催化燃燒法、活性炭吸附法、吸收法、生物過濾法、膜分離法、冷凝法、光催化法等,其中較爲常用的是燃燒法(包括直接燃燒和催化燃燒)、活性炭吸附法、吸收法、冷凝法和光催化法等。



有機廢氣主要淨化方法比較

淨化

方法

優點

缺點

適用條件

吸附法

淨化效率高,可回收有机

物質,系統運行穩定,操作維修方便。

吸附劑需定期更換,再生費用大,設備龐大,占地多。

大風量、低濃度,溫度一般20-30℃,濃度1-500mg/m3

燃燒法

操作簡單,維護容易,無

須預處理,有機物可完全

燃燒。燃燒熱可作爲烘幹

室的熱源綜合利用。

有害氣體不能回收利用,易産生二次汙染。

適用高濃度廢氣

吸收法

处理量大,淨化效率高,

節省能源,節省運行費用。

吸收液需再處理,否則會産生二次汙染。

適用于高、低濃度有機廢氣

冷凝法

設備、操作條件簡單,

回收物質純度高。

淨化效率低,不能

達到標准要求

適用于組分單一的高濃度有機廢氣

光催化氧化法

操作極爲簡單,占地面積小

對不能吸收光子的汙染物質效果差,對于成分複雜的廢氣無法達到預期處理效果

適用于濃度較低,且能吸收光子的汙染物質,可以處理大氣量的、低濃度的臭氣

綜上所述,利用單一的工藝技術很難把有機廢氣中的汙染物降到所要求的程度。針對本項目有機廢氣,本環項目采用“UV光催化氧化+活性炭吸附”的处置方式,对有机廢氣處理效率可达90%。


三:處理工藝


(一)挤出和注塑廢氣處理:廢氣經集氣罩收集後進入UV光催化氧化+活性炭吸附裝置進行處理,廢氣收集率≥90%,非甲烷總烴和氯乙烯經UV光催化氧化+活性炭吸附裝置處理率≥90%,氯化氫經UV光催化氧化+活性炭吸附裝置處理率≥40%,風機風量爲10000m3/h,最後經15米高2#排氣筒排放。


有机废气及氯化氢、氯乙烯廢氣處理工艺流程图

廢氣處理装置简介:

廢氣經集氣罩收集後進入光催化氧化設備,光催化氧化設備可産生紫外線,在紫外線的照射下將空氣中的氧分子裂解爲臭氧,臭氧具有強氧化性可降解空氣中的大分子使其生産小分子的無害物質,此設備在UV的基礎上增加了催化劑TiO2,大大增加了反應的效率,剩余未來得及反應的廢氣及臭氧同時進入活性炭,活性炭起到緩沖作用,在活性炭內部繼續充分反應後達標排放。

①光催化氧化

光催化氧化技术是一种新兴的绿色廢氣處理技术,具有反应条件温和、能耗低、操作简单、能矿化绝大多数有机物和消除重金属污染,可减少二次污染等突出優點。

工作原理:

泡沫鎳因其獨特的三維網狀結構,可作爲一種優良的光催化載體,而負載在其表面的納米TiO2是迄今爲止研究和應用最多的一種光催化劑。TiO2其電子結構特點爲一個滿的價帶和一個空的異帶,在大于其帶隙能(Eg=3.2ev,相當于波長387.5nm的光子能量)的光照條件下,電子就可從價帶激發到導帶形成自由電子,而在價帶形成一個帶正電的空穴,形成電子——空穴對:

TiO2+hu→(TiO2h++(TiO2e-

價帶空穴是良好的氧化劑,導帶電子是良好的還原劑。空穴一般與表面吸附的H2O或OH-離子反應形成具有強氧化性的活性羟基(?OH):

h++H2O→?OH+H+

h++OH-→?OH

電子則與表面吸附的氧分子(O2)反應,生成超氧離子(?O2-)。超氧離子可與水進一步反應,生成過羟基(?OOH)和雙氧水(H2O2):

e-+O2→?O2-

?O2-+H2O→?OOH+OH-

2?OOH→H2O2+O2

?OOH+H2O+e-H2O2+OH-

H2O2+e-→?OH+OH-

TiO2光催化氧化是活性羟基(?OH)和其他活性氧化類物質(?O2-,?OOH,H2O2)共同作用的結果。在TiO2表面産生的?OH基團反應活性很高,具有高于有機物各類化學鍵能的反應能,加上?O2-,?OOH,H2O2活性氧化類物質的協同作用,能迅速有效地分解有機物。

紫外光激活照射:

紫外光燈與日光燈、節能燈發光原理一樣,燈管內的汞原子被激發産生汞的特征線。低壓汞蒸氣主要産生254nm和185nm紫外線。

日光燈、節能燈燈管采用的是普通玻璃,紫外線不能透出來,被熒光粉吸收後發出可見光,而紫外光燈管則用透紫外玻璃或石英玻璃生産。紫外線穿過玻管壁投射出來。

紫外線燈作爲光催化氧化的光能提供體,光催化劑納米粒子在一定波長的紫外光線照射下才能受激發生成電子——空穴對,空穴分解催化劑,整個光催化氧化過程不會産生臭氧,不會因爲産生臭氧而帶來新的環境問題。

技術先進性:

光催化工藝主要是由鑲嵌有納米二氧化钛(TiO2)的泡沫鎳網,産生254nm和185nm紫外線、電控系統及設備殼體等四大部分組合。光催化工藝能有效地去除部分揮發性有機物和無機化合物,如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氫等。這些有害氣體可經過二氧化钛的催化作用被完全分解破壞,達到無機化,而不形成中間産物。

②活性炭吸附裝置

活性炭爲多孔結構和對氣體、蒸汽或膠態固體有強大吸附性能的碳,能較好地吸附臭味中的有機物質。每克活性炭的總表面積可達 800~2000m2。真比重約1.9~2.1,表觀比重約1.08~0.45,含炭量10~98%,可用于糖液、油脂、甘油、醇类、药剂等的脱色淨化,溶剂的回收,气体的吸收、分离和提纯,化学合成的催化剂和催化剂载体等。活性炭吸附气体,主要是利用活性炭的吸附作用,因为吸附反应是放热的反应,因此,随着反应体系温度的升高,活性炭的吸附容量就会随之逐渐降低。本项目活性炭吸附装置由引风风机、吸附器等组成。



(二)配料、混料、切割、粉碎和磨粉粉塵治理:集氣罩+脈沖袋式除塵器1套,收集率≥95%,去除率≥99%,風量6000m3/h,最後經15米高1#排氣筒排放。


粉塵處理工藝流程圖

處理方法:在配料、混料機、切割機、粉碎機及磨粉機出口上方安裝集氣管道與設備固定排放口連接,利用抽風機(負壓)對粉塵進行抽吸,收集的粉塵廢氣通過管道密閉輸送至尾部的脈沖袋式除塵器處理。

原理:脉冲袋式除尘器本体由框架箱体、滤袋袋笼、喷吹清灰装置、排灰装置等部分组成。壳体部分由上箱体、中箱体、灰斗、进出风口组成。粉尘从入口导入脉冲袋式除尘器的外壳和排气管之间,形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁,并随外旋流转到除尘器下部,由排尘孔排出。淨化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。本处理工艺设计不考虑系统漏风问题。

除塵器結構示意圖如下:


粉尘由进风口进入脉冲袋式除尘器,首先碰到进出风口中间的斜板及挡板,气流便转向流入灰斗,同时气流速度放慢,由于惯性作用,使气体中粗颗粒粉尘直接流入灰斗,进入灰斗的气流随后折而向上通过内部装有金属骨架的滤袋,粉尘被捕集在滤袋的外表面,淨化后的气体进入滤袋室上部清洁室,汇集到出风口排出。含尘气体通过滤袋淨化的过程中,随着时间的增加而积附在滤袋上的粉尘越来越多,因而使滤袋的阻力逐渐增加,致使处理风量逐渐减少,为正常工作,要控制阻力在一定范围内,这时当阻力升到限定范围的时候(1.0~1.2kPa),由脈沖控制儀發出指令按順序觸發各控制閥開啓脈沖閥,氣包內的壓縮空氣由噴吹管各孔經文式管噴射到各相應的濾袋內,濾袋瞬間急劇膨脹,使積附在濾袋表面的粉塵脫落,濾袋得到再生。

本項目尾部設置的脈沖袋式除塵器布袋材質爲合成纖維,孔徑爲m,除塵器設計處理風量爲6000m3/h,入口溫度爲常溫,濾袋數量爲60只,過濾風速爲2.0-4.0m/min,排氣筒出口煙氣流速爲17.33m/s,濾袋更換頻次爲1次/半年,顆粒物去除效率能達到99%以上,經處理後1#排氣筒顆粒物排放濃度爲5.515mg/m3,排放速率爲0.0331kg/h,其排放能達到《合成樹脂工業汙染物排放標准》(GB31572-2015)中表5標准,故經脈沖袋式除塵器處理後的廢氣可實現達標排放。同時,本項目脈沖袋式除塵器參數根據《袋式除塵工程通用技術規範》(HJ2010-2012)相關要求設計,其排氣筒出口煙氣流速爲17.33m/s,在該規範規定的15m/s~20m/s範圍內,滿足其要求。

脉冲袋式除尘器清下粉尘落入灰斗经排灰系统排出机体。由此积附在滤袋上的粉尘周期地脉冲喷吹清灰,使淨化气体正常通过,保证除尘器的正常运行。

脈沖袋式除塵器結構簡單,工藝技術成熟,運用廣泛,維護操作方便;除塵效率高,對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率;在保證同樣高除塵效率的前提下,造價低于電除塵器;對粉塵的特性不敏感,不受粉塵及電阻的影響。在運行過程中主要費用爲電費、維護費(更換布袋等)及人工費,運行成本低。

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