深圳市金洁环保科技有限公司

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工程案例Engineering case

金洁环保:深圳某科技有限公司注塑机废气处理方案

2020-06-12(1643)次浏览

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一、项目背景简介
1.1 项目基本情况

深圳市某科技有限公司位于深圳市光明新区公明办事处田寮社区,是一家生产加工塑胶、模具、原料等产品的企业。该项目的废气主要是注塑机注塑及丝印时产生的废气。目前该项目未做环保设施。


1.2 废气排放分析
项目废气污染源主要是注塑机脱模、加料及丝印过程中产生的挥发性有机废气 。

本项目在注塑时产生注塑废气成分比较复杂,主要为颗粒物、氯乙烯、丙烯腈、非甲烷总烃等污染物。其中挥发性有机物﹙非甲烷总烃﹚通常指甲烷以外的所有可挥性的碳氢化合物﹙其中主要是C2-C8﹚。它们可在有机物质的生成过程中形成,也可以在有机物质发生化学分解或生物学降解的过程中 形成,并逸入大气。非甲烷总烃具有相对强的活性,是一种性格比较活泼的气体,导致它们在大气中既可以以一次挥发物的气态存在,又可以在紫外线照射下,在PM10颗粒物中发生无穷无尽的变化,再次生成为固态、液态或二者并存的二次颗粒物存在;且参与反应的这些化合物寿命还相对较长,可以随着风吹雨淋等天气变化,或者飘移扩散,或者进入水和土壤,污染环境。非甲烃总烃对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道,使皮肤过敏,使人产生头痛、咽痛与乏力,其中还包含了很多致癌物质。
 
二、验收标准及净化指标
本设计涉及到注塑有机废气处理,参照执行广东地方标准《大气污染物排放限值》DB44-27-2001;确保设计系统能满足并适应新的环保要求。

注:具体第三方检测标准,需以环评报告为准。


三、设计参考依据
3.1设计参考资料 
《大气污染控制技术手册》
《简明通风设计手册》
《废气处理工程设计手册》
 客户现场工艺数据及现场勘查数据


 3.2设计参考国家标准 
(1)《中华人民共和国环境保护法》
(2)《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(GB 16297-1996)
(3)《制鞋行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/817-2010)
(4)《工业企业卫生设计标准》(GBZ1-2002)
(5)《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》(GBZ2.1-2007)
(6)《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)
(8)《生产设备安全卫生设计总则》(GB5083-1999)
(9)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)
(10)《室内空气质量标准》(GB/T 18882-2002)
(11)《机械设备防护罩安全要求》(GB/T8196-1987)
(13)《机械设备安装施工及验收规范》(TJ231-78)
(14)《工业管道工程施工及验收规范》(GBJ235-82)
(15)《通风与空调工程施工及验收规范》(GBJ242-82)
(16)《建筑安装工程质量检测评定标准(通用机械安装工程)》(TJ305-75)
(17)《低压配电装置及线路设计规范》(GBJ54-83)
(18)《国产碳素钢Q235材质标准》(QB700-88)
(19)《钢结构设计规范》(GBJ17-88)
(20)《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)
(21)《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50221-95)
(22)《冶金建筑抗震设计规范》(YB9081-97)
(23)《钢铁企业总图运输设计规范》   
(24)《常用用电设备配电设计规范》
(25)《机械设备安装工程及验收规范》


3.3设计原则
(1)严格执行国家有关环境保护的各项规定,确保各项污染指标达到国家及地区有关污染物排放标准。
(2)经济性:在项目设计时,充分考虑到项目的实用性、可操作性、易维护性等方面的因素,本着合理、科学、实用和为业主节约造价、运行成本的原则,满足项目要求;
(3)处理裕量设计:废气治理工程应确保达到整体设计目标中的排放标准,还应针对废气季节性浓度变化的特点,有充分的应对措施,确保恶劣条件下的稳定达标。
(4)结合工程条件和排放标准,谨慎合理选择工程设计方案,并尽量采用先进技术、新材料、新布局,以减少运行费用,确保处理系统长期运行安全可靠;
(5)选用的设备、配件、材料等均要求质量可靠、通用性强、运行稳定、便于维修。
 
四、现有成熟废气净化工艺
1、冷凝法
将废气降温至挥发性有机化合物之露点温度以下,使之凝结为液态并加以回收的方法。冷凝法普遍应用于原料或产品之分离及纯化,亦可作为控制挥发性有机物之用。

冷凝法对有机物质的回收程度,与废气中挥发性有机化合物的浓度、能被冷却的温度及冷媒的种类有关。由于以此方法回收挥发性有机化合物之成本较高,因此一般常用于欲回收之挥发性有机化合物具高回收价值且成分单纯、浓度高之情况。


2、 生物处理法
生物处理法为污染物(如挥发性有机化合物等)通过生物处理系统的过程中,藉由微生物之分解、氧化、转化等机制,将污染物完全分解氧化成二氧化碳、水、NO3-及SO42-等无害性之无机物。虽然生物处理法具有无二次污染的特性,然而与其它污染防治技术相较下,在选用时尤须考虑地域性参数所影响之整体成本,诸如土地价格、水费、电费之高低及法令标准等;除此之外,该技术的成熟性,亦直接影响后续的处理效率及操作维护费用。


生物处理法依微生物之型态,可区分为生物滤床、生物滴滤塔与生物洗涤塔等三种,一般应用在挥发性有机化合物控制上的生物处理法有生物滤床及生物滴滤塔。


3、直接燃烧与触媒催化燃烧
燃烧法乃将含有挥发性有机化合物成份的气体在高温下氧化分解,而达清净之废气以排放,此法主要优点为适用于所有可燃性成份,而其缺点为燃料消耗量大,操作成本高。焚化炉设计能供给氧气、满足燃烧温度、停留时间及废气扰流等四个燃烧条件,其中每个条件皆可视需要情况加以修正,并准确控制,以使废气完全燃烧,达到预期之处理效果。另外,挥发性有机化合物气体在与空气于一定温度下混合时,其体积之浓度分率需在燃烧界限范围内才可燃烧。若废气所含挥发性有机化合物污染物质浓度不高,则来自污染物成份之燃烧产生热对废气温度提升相当有限,欲如此处理尚需添加适量辅助燃料,才能达到所需之燃烧温度。


燃烧法依触媒之有无,一般分为直接燃烧(简称热焚化)及触媒燃烧二种。依热回收方式,燃烧设备又可分为热回收型及热再生型。热回收型者以表面式热交换器回收焚化设备高温排气热量,一般热回收率小于70%;热再生型者以陶磁蓄热材回收排气热量,一般热回收率可达90%以上。


4、吸收法
为气态污染物于废气与洗涤液接触时,藉由分子扩散、紊流等质量传送及化学反应等现象传入洗涤液,使污染物质分离而去除,以达到净气的效果。


吸收亦可称之为洗涤,可区分为物理吸收与化学吸收二种。化学吸收主要是利用吸收剂与气体污染物产生反应而予去除;而物理吸收主要是藉由气体在液体中的溶解度,而达到去除空气污染物的目的。通常化学吸收可藉升高操作温度、压力来增加反应速率,不过同时却降低了物理吸收的速率,至于物理吸收在较低温操作下可达到较佳的去除效果。一般而言,化学吸收可使污染物浓度趋近于零排放,而物理吸收只能把污染物浓度降低至某程度,因此化学吸收在某些气体污染物的控制及应用上相当重要。


吸收法之设备一般有喷雾塔、填充式洗涤塔及板状式洗涤塔等,一般业者基于经济性与效率的考虑,以填充式洗涤塔最常为业者所应用。吸收法对挥发性有机化合物的去除率与所选择之吸收剂种类、吸收塔之设计及系统操作情形有关,因此选用特定之吸收剂、降低操作温度或加大吸收设备,理论上皆可有效提高挥发性有机化合物去除率。


5、吸附法
吸附作用为固体本身表面力的作用吸引气体分子,而具有表面吸附能力的固体称为吸附剂,被吸附于固体表面的物质则称为吸附物质。


吸附法适于处理风量大含有低浓度挥发性有机化合物之废气,其最大特色为能在符合经济条件之操作范围内,几乎完全除去废气中某些挥发性有机化合物之成分。此等废气经吸附处理后,其污染物浓度一般皆可符合环保法令之排放浓度。最常用的吸附系统是以活性碳作为吸附剂,主要是由因为活性碳对某些特定挥发性有机化合物之物理吸附效果良好,且容易回收及再生,另外,进入活性碳吸附塔之废气需视实际情况进行废气之调理工作,若废气本身含有固体颗粒、高沸点有机物或易聚合物质时,则必需先进行过滤之预处理;若废气相对湿度大于50%,则必需先进行除湿;若废气温度超过40℃时,最好先加以冷却,因吸附效率在温度大于40℃时会明显降低。另外也要避免因活性碳吸附过程中产生之热量,造成活性碳床温度过热,因此当废气浓度高于10,000ppm时,应在吸附前采用稀释的方式降低污染物浓度。


6、紫外线光催化氧化废气净化设备处理法
1. 本产品利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体,裂解恶臭气体如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物,如CO2、H2O等。


2. 利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。


3. 恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。


4. 利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。


7、低温等离子法
低温等离子净化是利用高能电子与气体分子(或原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(或原子)的内能,发生激发、电离等一系列状态。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时,分子键断裂,污染物分解。低温等离子体去除苯系物的基本原理为:当低温等离子的电子能量大于苯系物气体分子的化学键键能时,分子发生断裂而分解,同时高能电子激发产生自由基具有很强的氧化性,最终可将苯系物气体转换成一氧化碳、二氧化碳和水。低温等离子体能降解脂肪族、芳香族、氟化物、氯化物、烃类化合物、含氮化合物等挥发性有机物。


五、本系统方案设计
5.1 收集方案设计说明


废气净化工艺流程示意图

工艺流程说明
1、废气收集:注塑机废气发生点采用软管进行收集,丝印废气采用烟罩进行收集,车间及外墙采用螺旋镀锌管道排风!
2、板式除尘:作为预处理装置,主要用于过滤掉废气中的颗粒异物。防止后端的灯管被灰尘覆盖,影响净化效果!
3、紫外光解氧化(紫外线光催化氧化废气净化设备处理法)——净化VOCs等有毒废气:有机废气从喷淋出来后,基本上不含有颗粒物,这部分废气VOCs,因此,经过高能紫外光联合作用下,VOCs被迅速氧化分解成为H2O,CO2和无机小分子。


经过我司工程人员现场勘察,考虑到现场条件、安全因素和尽量减少废气排放口原则,本项目计划配套建设1套* Q=35000 m3/h的有机废气净化治理系统。


5、2主要模块原理
光解氧化


紫外原子氧化原理
(1)净化原理
利用紫外灯,产生多波段高强度紫外线,采用紫外线光解技术,对有机废气进行分解。相对传统电极紫外灯,本产品通过紫外、臭氧、OH、羟基自由基的共同作用,更彻底的分解废气分子!相比传统的紫外灯,我司产品产生的紫外波长更短,其能量更大,可以直接裂解VOCs或恶臭气体;反应体系中存在氧分子、水蒸气等在高能光子的作用下产生O·、OH·等氧化自由基能加速氧化VOCs; 热效应不仅是VOCs的反应温度迅速升高,提高系统的氧化速度,而且它的非热效应在光解过程中作用更加突出,它能以亿倍的速度提高离子化的分子的运动速度,极大提升光子的撞击能量,达到雪崩式裂解污染物的作用,以高能量UV协同微波作用,使得VOCs的快速氧化分解(1s内即可反应完成)。因此,经产生VOCs和恶臭物质能在微波光解下发生裂解、氧化反应后最终变成CO2和H2O。


主要作用:将注塑产生的VOCs氧化分解为无机小分子、CO2和H2O。


(3)优势
1)高效除恶臭:能高效去除挥发性有机物(VOC)、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,以及 各种恶臭味,脱臭效率高可达85%以上;  
2)无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力,使恶臭气体通过本设备进行脱臭 分解净化,无需添加任何物质参与化学反应;   
3)适应性强:可适应高浓度,大气量,不同恶臭气体物质的脱臭净化处理,可每天24小时连续工 作,运行稳定可靠;
4)运行成本低:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查, 本设备能耗低,设备风阻极低,可节约大量排风动力能耗;  
5)无需预处理:恶臭气体无需进行特殊的预处理,如加温、加湿等,设备工作环境温度在摄氏 -30℃-95℃之间,湿度在30%-98%、PH值在2-13之间均可正常工作;  
6)设备占地面积小,自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件。


(4)设备风阻
设备风阻<100Pa。


风机模块
主风机使用九洲普惠 4-72 C式风机


万向节
注塑机废气采用软管进行收集!方便,耐用!


深圳市金洁环保科技有限公司是位于深圳环保公司,自2006年起致力于工业废气处理设备研发、制造以及销售。拥有专业的废气处理设备生产、研发团队。产品包括:vocs废气处理设备,工业废气处理设备,工业废气净化器,工业油雾净化器,粉尘处理设备,餐饮厨房油烟净化器,uv光解净化器等。我们的金洁环保品牌已经被众多企业使用及认可。







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