一.項目概況
國家在“十五”期間實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的總體思路是:實施“以人為本”的發(fā)展戰(zhàn)略,以發(fā)展經(jīng)濟、全面提高人民生活質量為核心,實行最嚴格的環(huán)保政策,保護生態(tài)、整治環(huán)境、改善人民生存居住的生活環(huán)境。
有機廢氣一般是指室溫下飽和蒸氣壓超過70.91Pa或沸點小于260℃ 的有機物,簡稱VOCs。在印刷行業(yè)中產(chǎn)生的有機廢氣, 主要是由于印刷油墨的使用造成的, 特別是印品干燥過程中, 占油墨總量70 %~ 80% 的有機溶劑的揮發(fā)產(chǎn)生大量的VOCs,一方面造成人身傷害和大氣污染;另一方面也造成了有機溶劑的巨大浪費,嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。如何消除VOCs的排放對環(huán)境的沉重壓力和對人體健康的嚴重危害,并有效地回收利用這些VOCs,實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和社會環(huán)境保護的“雙贏”,已成為印刷行業(yè)所面臨的一個重要任務。我公司設計生產(chǎn)的低溫等離子有機廢氣凈化設備是目前市場上最成熟、最有效的油墨廢氣處理設備。
二.執(zhí)行依據(jù)
1、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297—1996)
2、《中華人民共和國環(huán)境保護法》
3、《大氣污染控制設計手冊》;
4、《工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》
5、《中華人民共和國大氣污染防治法》
6、《涂裝作業(yè)安全規(guī)章》(GB7691-87)
7、《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)
8、《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)
9、《鋼結構設計規(guī)范》GBJ17-88
10、客戶提供的現(xiàn)場數(shù)據(jù)
本設計采用成熟、穩(wěn)定、可靠的廢氣治理方法及工藝。確保廢氣治理后可滿足達標排放的要求,且無二次污染發(fā)生.
三.設計原則
1.確保處理后的廢氣達標排放;
2.設置安全保護系統(tǒng),確保設施安全;
3.在投資可行和合理的前提下,降低運行成本;
4.應用自動控制,達到現(xiàn)場無專人值守;
5.布局合理、緊湊、美觀。
四、設計目標
4.1、污染物濃度
由于廠方暫無監(jiān)測數(shù)據(jù)作為設計依據(jù),根據(jù)我單位以往工程的設計經(jīng)驗,現(xiàn)取廢氣污染物濃度如下表:
單位:(mg/m3)
項目名稱 | 染料塵 | 苯 | 甲苯 | 二甲苯 |
處理前濃度 | 180 | 80 | 150 | 100 |
4.2、設計標準
根據(jù)要求,處理后排氣須執(zhí)行國家《大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二時段最高允許排放濃度。
名稱 | 允許濃度mg/m3 | 允許速率kg/h |
15m | ||
苯 | 12 | 0.5 |
甲苯 | 40 | 3.1 |
二甲苯 | 70 | 1.0 |
非甲烷總烴 | 120 | 10 |
顆粒物 | 120 | 3.5 |
五.方案設計說明
5.1、現(xiàn)場勘查說明及設備風量選型:
經(jīng)我司工程師勘查現(xiàn)場分析貴公司具體情況后,廢氣產(chǎn)生源主要有1-4樓的印刷機、噴碼機、涂膠機、覆膜機、烘烤機等設備產(chǎn)生的廢氣,有些有安裝廢氣收集管道和風機排風到廠房外、有些已經(jīng)通過管道排放到樓頂,具體廢氣排放總量如下:
A、一樓印刷機烘干區(qū)域設備自帶集氣、抽風設備,根據(jù)風機參數(shù)風量約為2臺*26353/h;印刷機墨槽及膠輥印刷部分,由于需要經(jīng)常維護和更換油墨只能在設備頂部安裝橫管收集,兩臺機采用兩條橫管;加上烘干區(qū)域風量,共需要抽風量 12000m3/h 。
B、三樓有 2 臺噴碼機設備自帶集氣裝置,按風機排風量計算總排風量為3560m3/h*兩臺需要抽風量7120m3/h。
C、四樓有兩臺涂膠機設備自帶集氣裝置,并已安裝管道和排風機,按照風機參數(shù)排風量為3560m3/h*2臺;UV 印機現(xiàn)有集氣罩和排風機按風機參數(shù)排風量為2520m3/h;。在兩臺絲印機上安裝集氣罩,規(guī)格為1800*1000mm,在隧道烘干機出口處安裝集氣罩規(guī)格為2000*1200mm;經(jīng)計算兩臺涂膠機、兩臺UV印機、兩臺絲印機合計需要處理風量為
28160m3/h。
綜合1-4樓廢氣量需要處理的廢氣為12000+7120+28160=47280m3/h,考慮設備阻力和處理效率設計采用50000m3/h的凈化處理設備。
5.2工藝流程及工藝說明
印刷廢氣 管道 水噴淋凈化塔 復合等離子光氧催化凈化設備 風機 達標排放
5.3工藝原理說明
水噴淋凈化塔內部結構圖
5.3.1、水噴淋凈化裝置原理:水性油墨能溶于水的有機物、隧道爐產(chǎn)生細小的顆粒物能夠通過水體吸收而與廢氣分離,我公司設計的水噴淋凈化裝置設置了多種不同密度的填料層,廢氣以1.5m/s左右的緩慢速度通過填料層,接觸時間為1.8秒。噴淋室內噴淋液經(jīng)過高壓螺旋噴頭的霧化形成層層水膜,廢氣中的細微顆粒和溶于水的有機物質被凈化塔中的循環(huán)水液捕獲,通過添加的有機微生物分解還原為二氧化碳和水;廢氣在進入填料層時再次與填料上的水充分接觸固氣得到分離,氣體得到凈化。
光氧組件實物圖
5.3.2、光氧催化凈化原理:光氧催化設備分解廢氣中的有機污染物分成兩個階段,
第一階段利用高能高臭氧UV紫外線光束(發(fā)出的波長主要為170nm及184.9nm,能量為742kj/mol和647kj/mol)照射惡臭氣體,打開有機(惡臭)廢氣如:氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,VOC類,苯、甲苯、二甲苯等分子鍵結構,使有機或無機高分子惡臭化合物分子鍵斷裂;在高能紫外線光束照射下廢氣中氧氣轉化為臭氧(高臭氧紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧,即活性氧,因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合,進而產(chǎn)生臭氧;UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧))與被打開的有機分子鍵的游離態(tài)的原子氧化(分子重組)轉變成低分子化合物,如CO2、H20等。
第二階段利用燈管兩邊的催化層上的半導體光催化劑TiO2(光催化劑是指在光的輻照下,自身不發(fā)生變化,卻可以促進化學反應的物質;促進化合物的合成或使化合物降解的過程為光催化反應;光催化反應利用光能轉換成為化學反應所需的能量,來產(chǎn)生催化作用),在受到紫外線光激發(fā)下,電子從價帶躍遷到導帶位置,在導帶形成光生電子,在價帶形成光生空穴。利用光生電子-空穴對的還原性和氧化性能來降解廢氣中的有機污染物。
兩個階段相輔相成,利用復合工藝來達到最大化分解有機污染物的目的;以下為光氧催化的分解反應示意圖
常見的廢氣污染物化學性質及其物質光解氧化轉換表
序號 | 名稱 | 分子式 | 分子量 | 氣味特征 | 主要化 學鍵 | 對應化學鍵能KJ/moI | 光化學反應最終產(chǎn)物 |
1 | 氨 | NH3 | 17 | 強刺激氣味,無色氣體 | H-N | 389 | H2O、N2 |
2 | 硫化氫 | H2S | 34 | 有臭雞蛋氣味,無色氣體 | H-S | 339 | H2O、SO42- |
3 | 三甲胺 | C3H9N | 59 | 無色氣體,有魚腥惡臭 | C-H、C-N | 414、305 | H2O、N2、CO2 |
4 | 苯酚 | C6HSOH | 94 | 常溫下為一種無色或白色晶體有特殊芳香氣味 | C=C、C-H、C-O | 611、414、326 | H2O、CO2 |
5 | 苯 | C6H6 | 78 | 常溫下為一種無色有甜味的透明液體并具有強烈的芳香氣味 | C=C、C-H | 611、414 | H2O、CO2 |
6 | 甲苯 | C7H8 | 92 | 常溫下為清澈的無色液體,具有類似苯的芳香氣味 | C=C、C-H、C-C | 611、414、332 | H2O、CO2 |
7 | 二甲苯 | C6H4(CH3)2 | 106 | 常溫下為無色液體,具有類似苯的芳香氣味 | C=C、C-H、C-C | 611、414、332 | H2O、CO2 |
8 | 苯乙烯 | C8H8 | 104 | 無色有特殊香氣的油狀液體 | C=C、C-C、C-H | 611、332、414 | H2O、CO2 |
9 | 乙酸乙酯 | C4H8O2 | 88 | 無色透明有芳香氣味的液體 | C-H、C-O、C=O、C-C | 414、326、728、332 | H2O、CO2 |
10 | 甲硫醚 | C2H6S | 62 | 有難聞的氣味 | C-C、C-H、C-S | 332、414、272 | H2O、CO2、SO42- |
11 | 甲硫醇 | CH4S | 48 | 無色氣體,有不愉快的氣體 | C-S、C-H、H-S | 272、414、339 | H2O、CO2、SO42- |
12 | 二甲二硫 | C2H6S2 | 94 | 淡黃色透明液體,有惡臭 | S-S、H-S、 S-C、C-H | 268、339、268、414 | H2O、CO2、SO42- |
13 | 乙醛 | C2H4O | 44 | 無色易流動液體有刺激性氣味 | C=C、C-O、C-H | 611、326、414 | H2O、CO2 |
14 | 甲醇 | CH3OH | 32 | 無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體,有惡臭 | C-H、C-O、H-O | 414、326、464 | H2O、CO2 |
15 | *** | C3H4O | 56 | 無色或淡黃色液體,有惡臭 | C=C、C-O、C-H | 611、326、414 | H2O、CO2 |
16 | 苯胺 | C6H5NH2 | 93 | 無色油狀液體,有特殊氣味 | C=C、C-H、 N-H、C-C | 611、414、389、332 | H2O、CO2、N2 |
5.3.4、低溫離子原理:YC-型低溫等離子有機廢氣凈化模塊采用了獨特的
吸附-分解-碳化最新工藝技術設計,采用標準模塊設計等優(yōu)點,是一種干法處理有機廢氣的凈化設備。它改變了使用活性碳材料的工藝技術,無需再生處理原料,無需專人負責,不產(chǎn)生二次污染,更換及維護保養(yǎng)方便(可在設備正常運行情況下更換維護操作)。YC-型系列等離子有機廢氣凈化器產(chǎn)品,無需增大抽風設備風阻小,安裝簡便,可根據(jù)客戶現(xiàn)場環(huán)境要求分組制造,方便運輸及安裝。設備結構緊湊,投資低,操作方便,產(chǎn)品采用標準型材料制造,或采用全不銹鋼材料制造,是目前處理工業(yè)有機廢氣污染的先進設備。其凈化作用機理是在產(chǎn)生等離子體的過程中,高頻放電所產(chǎn)生的瞬間高能足夠打開些有害氣體分子的化學能,使之分解為單質原子或無害分子;等離子體中包含大量的高能電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由基,那些活性粒子和部分臭氣分子碰撞結合,在電場作用下,使VOC廢氣分子處于激發(fā)狀態(tài)。當臭氣分子獲得的能量大于其分子鍵能的結合時,VOC廢氣分子的化學鍵斷裂,直接分解成單質原子構成得無害氣體分子。同時產(chǎn)生的大量OH,HO2,O等活性基和氣化性極強的O3,與有害氣體分子發(fā)生化學反應,最終生成無害產(chǎn)物。等離子體形成的過程中同時會產(chǎn)生高能量的靜電場,把通過電場的顆粒物吸附攔截,是煙霧煙塵從廢氣中分離。
低溫等離子體空氣凈化的作用機理如下: | ||||
e | ||||
O2→ 2O | H2O | |||
e | ||||
N2→ N2*(A) →? H + ?OH |
e
NOx→ N2+O2
e
SOx→ S+O2
O2(+M) + O→ O3(+M)
? OH+H2S → HS? +H2O O+H2S→ HS ?+ ?OH HS ?+ ?OH→S+H2O
?OH+NH3→ NH2+H2O
?OH+NH2→ N2+H2O
?OH+CO → CO2 +?H
六、設備特點
(一)材質優(yōu)良:主體設備水噴淋采用A級PP材質,復合等離子光氧設備采用304不銹鋼,設備結構穩(wěn)定,可長期使用;
(二)工藝完美結合:結合了光氧催化、低溫等離子、水噴淋三種工藝的特點,使廢氣更加充分的被分解,完全能達到國家環(huán)保部門要求的排放標準;
(三)使用壽命長:高能紫外線燈管使用11000小時,等離子放電組件使用壽命5年以上安裝簡便,操作過程實現(xiàn)全自動化;
(四)適應性強:復合型低溫等離子光氧催化凈化設備可適應高濃度,大氣量,不同惡臭氣體物質的脫臭、凈化處理,可每天24小時連續(xù)工作,運行穩(wěn)定可靠;
(五)運行成本低:復合型低溫等離子光氧催化凈化設備無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,只需作定期檢查,本設備能耗低,設備風阻較低〈350pa,可節(jié)約大量排風動力能耗;
(七)設備占地面積小自重輕:適合于布置緊湊,場地狹小等特殊條件。
七、廢氣主要凈化處理設備參數(shù)
復合型等離子光催化廢氣凈化設備參數(shù)如下 | |
型號 | YC-DLZ-50K |
安裝數(shù)量 | 1臺 |
處理氣量/臺 | 50000 m3/h |
風阻系數(shù) | 〈400pa |
功率/電壓/臺 | 22KW/220V |
設備尺寸/臺 | 4500*1920*2850 mm |
法蘭尺寸/臺 | 1000*1200 mm |
控制方式 | 多級控制 |
水噴淋凈化塔 | |
型號 | YC-SPL-50K |
安裝數(shù)量 | 1臺 |
處理氣量/臺 | 50000 m3/h |
風阻系數(shù) | 〈500pa |
功率/電壓/臺 | 11KW/220V |
設備尺寸/臺 | Φ2900*6200 mm(兩層噴淋兩層脫水) |
法蘭尺寸/臺 | 1000*1200 mm |
離心風機設備參數(shù)如下 | |
型號 | 4-72-12C |
數(shù)量 | 1臺 |
流量/臺 | 46845-65569m3/h |
功率 | 37kw |
轉速 | 900r/min |
全壓 | 1908pa |
控制方式 | 變頻器控制 |
部分使用光氧催化凈化設備客戶信息
公司名稱 | 行業(yè) | 設備 |
常州市順鑫包裝印刷有限公司 | 水性油墨等 | 光解凈化設備+等離子 |
無錫信文機械有限公司 | 印染行業(yè) | 光解凈化設備+蜂窩等離子 |
華以工業(yè)(上海)有限公司 | 電器印刷 | 光解凈化設備+等離子 |
上海鑫宇食品配料有限公司 | 香料香精 | 光解凈化設備 |
佛山杜邦鴻基薄膜有限公司 | 塑料 | 光解凈化設備 |
杭州蕭山易川塑業(yè)有限公司 | 橡膠制品 | 光解凈化設備+蜂窩等離子 |
蘇州興盛印刷公司 | 印刷 | 光解凈化設備 |
部分工程案例
售前服務
1、接受咨詢,提供專業(yè)指導。
2、協(xié)助產(chǎn)品選型。
3、非標產(chǎn)品可在客戶提供相應數(shù)據(jù)后定制。
售后服務
1、免費指導安裝、調試、協(xié)助環(huán)保監(jiān)測。
2、免費培訓2-3名操作工人。
3、我司質量管理體系按照ISO9001質量標準實施,以顧客的需求為實際出發(fā)點。
4、我司對所供設備提供一年保修,并承諾終身服務。