深圳市金洁环保科技有限公司

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工程案例Engineering case

注塑机废气治理

2020-06-12(833)次浏览

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一、工程概况 

某工业(深圳)有限公司位于深圳市盐田沙头角保税区,是一家生产加工光缆产品及光纤MTP跳线的企业。因生产需要,拟扩建1座注塑车间(5台注塑机,4台光纤机)。 在日常生产中,注塑机在高温热熔工序中会产生挥发性有机物,形成有机废物,这些挥发性有机物废物具有效强的刺激性气味,会刺激人的眼睛、呼吸系统和皮肤等。若上述注塑有机废气不经深度处理而直接排出室外,将对周围厂区周边大气环境造成污染。业主具有积极的环保意识,现计划投资建设1套车间注塑有机废气收集及深度净化治理设施,且该废气经净化治理后须达到广东省地方标准《大气污染物排放标准》(DB44/27-2001)第二时段二级标准中“现有污染源排放限值”规定的排放浓度和速率要求后引入高空排放。 受业主委托,深圳市金洁环保科技有限公司负责提供该项目扩建注塑车间1套注塑有机废气净化治理工程系统初步设计方案。


二、设计依据与原则
2.1 工程基本内容
拟建注塑(5台注塑机,4台光纤机)有机废气的收集、车间外净化治理设施、排放口和检测平台,主要包括:车间内集气罩和收集风管、车间外废气输送风管、中压离心风机、预处理+UV光催化氧化分解装置、检测平台和检测口、检修平台和检修门、防护栏、爬梯等。


2.2 工程设计基础资料
1、甲方提供的该工程项目设计委托;
2、甲方提供的扩建注塑车间废气产生点的现场平面位置图、已建构筑物位置图以及标高、工程场地等数据资料;
3、甲方提供的有关原材料中挥发性有机物的成分数据和说明资料;

4、甲方提供的废气种类、浓度范围、排放规律等数据资料;


2.3 设计依据
1、国家标准《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996);
2、国家标准《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010) ;
3、国家标准《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2007);
4、广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001) ;
5、深圳市人居环境委员会关于印发2014年挥发性有机物污染整治工作方案的通知(深人环﹛2014﹜265号);
6、深圳市人民政府关于印发大气环境质量提升计划(2017-2020年)的通知(深府[2017]1号。


2.4 设计参数资料
1、《三废处理工程技术手册•废气卷》化学工业出版社;
2、《环境工程计算手册》中国石化出版社;
3、《环保设备材料手册》(第二版)治金工业出版社;
4、《环保设备设计手册》化学工业出版社;
5、《工业废气净化与利用》化学工业出版社;
6、《环境工程手册▪工业废气控制卷》高等教育出版社;
7、《化工环境保护设计手册》化学工业出版社;
8、《大气环境工程师实用手册》化学工业出版社。
 
2.5 设计原则
· 经济与效益原则
  废气处理相对于其他行业是只投入而不产出,因此必须要以最小的投资,取得最大效益,同时还需确保废气参数达标排放。
· 采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则
  环境污染、大气霾物日趋严重,越来越引起人们的关注,各种环保技术也相继问世,然而许多环保技术仍需要实践检验,在选择处理技术时,必须采用先进成熟可靠、节省投资的技术。
· 建筑布局实用美观的原则
  废气处理构布局首先考虑的是其实用性,但随着审美的不断发展,废气处理构筑物的布局和外形也要有一定的美观性,既要和当地环境和建筑相协调,又要独树一帜,别具一格。
 
三、设计处理规模及治理目标
3.1 注塑车间废气排风量核算
3. 1.1 现场调查资料
业主拟扩建注塑车间1座,内部设立5台注塑机,4台光纤机。车间未建气罩、收集风管,楼顶未建注塑有机废气净化系统。


3.1.2 废气风量核算
﹙1﹚5台注塑机
若按照每台注塑机所产生注塑有机废气量1500m3/h.台进行核算,则5台注塑大机所产生注塑有机废气量为:Q=5台*1500m3/h.台=7500 m3/h。
(2) 4台光纤机
若按照每台光纤机所产生有机废气量1000 m3/h. 台进行核算,则4台注塑小机所产生注塑有机废气量为: Q=4000 m3/h,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=12000 m3/h的有机废气净化治理系统。

3.2 环保治理目标
按照深圳市人居委关于本项目的环评报告表及批复意见要求,该项目扩建注塑车间所产生注塑废气经净化治理后须达到广东省地方标准《大气污染物排放限值》﹙DB44/27-2001﹚第二时段二级标准中“现有污染源大气污染物排放限值”规定的排放浓度、排放速率﹙15m﹚要求,具体参数如下:



四、有害溶剂污染物基本性质
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。


五、废气处理方法简介及选择
目前,对注塑有机类废气净化方法 ,主要有吸收法 、吸附法、冷凝法、燃烧法、光催化氧化法。

5.1 吸收法
吸收法主要是采用适当的液体吸收剂(如水、天然樵物吸收剂、含化学药剂的溶液、柴油、硅油等)来吸收净化废气中的有机污染物。吸收法方法简单,运行费用低,处理风量不受限制,适于处理低浓度并含有颗粒物的废气。对不同的有机污染物,可选择不同的液体吸收剂。吸收法的设备有喷淋塔、填料塔、旋流板塔、鼓泡塔等。该法操作简单,能耗低,运行成本低廉,但对于废气中挥发性很强的有机溶剂,若采用合适的吸收剂,将达到很好的净化效果。而实际应用时没有选择合适的吸收液,挥发性气体处理效果不是很理想,因此,吸收法一般不被单独用来处理注塑废气,而多数被设计作为注塑类有机废气组合处理方法中的前处理工艺,用来去除废气中的颗粒物和挥发性有机物。


5.2 吸附法
吸附法主要是采用吸附材料(如活性炭、焦炭、硅藻土、分子筛等)来吸附净化废气中的有机污染物。这种方法比较适合于处理低浓度大风量的有机废气。该法操作简单,管理方便,处理效果好。由于吸附法的反应均发生在吸附材料的表面,水、溶液与油雾等都可以粘住吸附材料的表面使其丧失作用,故该法在使用中应防止上述物质对吸附材料的影响。


5.3 冷凝法
冷凝法是将废气的温度降低,使废气中的有机污染物冷凝、凝结成液体而与废气分离,以此来达到净化目的!这种方法适用于废气量较小、有机污染物浓度高的废气的净化,并可以回收资源。但该法投资大,能耗高,操作复杂,不适宜处理大风量、低浓度的废气!


5.4 燃烧法
由于有机物均具有可燃性,因此可以采用燃烧法来处理有机废气。燃烧法可分为直接燃烧法和催化燃烧法。
直接燃烧法:利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700-800℃),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高。
催化燃烧法:将废气加热到200~300℃经过催化床燃烧,达到净化目的。该法能耗低、净化率高、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于高温高浓度的有机废气治理,不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。


5.5 光催化氧化分解法
通过高压电源产生高磁,通过高磁发生器向设备内部发射高磁使UV光紫外灯产生紫外线和臭氧分解恶臭气体,改变恶臭气体如:氨、三甲胶、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯系物、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丙酮、丁酮、甲醛、乙醛、乙酸乙酯、苯乙烯、烷烃、烯烃、焕烃、芳香烃、酚、硫化氢、硫醇、硫醚、氨、胺、吲哚、硝基、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。


先利于超强高磁对流对有机废或无机废气进行快速列解分裂打短,再利用高能高臭氧 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 。最后通过臭氧发生器制造足够的氧离子对废气进行氧化 ,达到让废气生成二氧化碳和水的效果。


有机废气→对流高磁+光解+O2→O-+*(活性氧)O+O2 →O3→CO2+H2O(达标排放)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,有立杆见影的效果。


当有机废气经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。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。


通过以上对业主使用原材料分析、注塑有机废气浓度及生产工艺流程分析,并结合工程的情况(有机废气浓度很低、VOCs量少和颗粒物浓度低等点),本方案注塑废气的净化治理选用预处理+UV光催化氧化分解装置净化工艺。
 
 六、工程实施

6.1 废气净化工艺流程示意图

6.2 工艺流程说明
UV 光催化氧化分解器 ( VOCs 去除率 90% 以上)
车间拟扩建 8+4台注塑机所产生的低浓度有机废气被收集(收集率 90% 以上)后,通过管道和风机引入高效 UV光催化氧化分解器。UV光解光催化氧化废气处理设备利用特制的高能 UV紫外线光束照射VOC有机废气,裂解有机废气如 :氯乙烯、丙烯腈、非甲烷总等的分子结构,使有机化合物分子链 ,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。


利用高能 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 。众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用 ,对有机气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。


纳米光催化 Ti02 ,其作用机理简单来说 :纳米光催化剂 TiO2在特定波长的光的照射下受激生成”电子一空穴 对 (一种高能粒子),这种“ 电子一空穴”对和周围的水、氧气发生作用后 ,就具有了极强的氧化一还原能力 ,能将空气中醛类、烃类等污染物直接分解成无害无味的物质 ,从而达到了消除空气污染的目的。


6.3 工艺特点
1、系统过风速度小 ,阻力相对较低,耗能少;
2、设备安装维护简单 ,运行成本低 ;
3、无可燃性、爆炸性、危险性;
4、净化装置设有多套检修口 ,并相应配置检修平台 ,维护管理方便 。







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