东莞市某某古典家具有限公司废气治理

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东莞市XX古典家具有限公司废气治理发布日期：2019-06-13 17:42:28 点击：2285

设计单位：东莞市越创环保科技有限公司

概况

东莞某某古典家具有限公司在生产过程中有喷漆工序，由于使用油漆及稀释剂，会因挥发而产生一定量的有机废气，主要成分为油漆颗粒、苯、甲苯、二甲苯等，对周围环境有一定的影响。

企业在生产优质产品同时不忘环境保护，管理层高瞻远瞩，现阶段计划兴建有机废气治理设施，我公司受托对该项目工程规划设计。

一、设设计计依据和原则

1．1设计依据

（1）．《中华人民共和国环境保护法》；

（2）．《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；

（3）．《广东省大气污染物排放限值标准》（DB4427-2001）；

（4）．《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）；

（5）．《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；

（6）．《工作场所有害因素职业接触限值-化学有害因素》（GBZ2。1-2007）；

（7）．《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；

（8）．《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。

1．2设计原则

（1）．严格执行国家及地方有关环保法规及相关的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于国家和地方标准。

（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）．工艺设计与设备选型，能够在生产运行过程中，具有较大的灵活性和调节余地，确保废气达标排放。

（4）．在净化设备运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。

二、设计参数及要求

1、污染物浓度

由于厂方暂无监测数据作为设计依据，根据我单位以往工程的设计经验，现取废气污染物浓度如下表：

单位：（mg/m3）

项目名称	染料尘	苯	甲苯	二甲苯
处理前浓度	180	80	150	100

2、设计标准

根据要求，处理后排气须执行国家《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二时段最高允许排放浓度。

名称	允许浓度mg/m3	允许速率kg/h
名称	允许浓度mg/m3	15m
苯	12	0.5
甲苯	40	3.1
二甲苯	70	1.0
非甲烷总烃	120	10
颗粒物	120	3.5

三、废气来源及风量设计

3.1废气来源流程图

半成品喷漆晾自然干组装成型

有机废气（主要成分甲苯、二甲苯、及非甲烷总烃）

3.2 废气来源说明：废气主要来源于喷涂木质家具时，油漆在高压空气的冲击下形成细小的漆雾、漆液珠，它们随着空气急速向前，均匀的散开，然后粘附在玩具表面，形成漆膜，随后挥发出来的有机工业废气主要成分为染料尘、苯、甲苯、二甲苯等向外扩散；

3.3设计处理废气量

该喷漆工艺有3台水帘柜六台轴流风机，设计废气量为50000m3/h。

四、废气治理分析

4．1废气净化处理工艺选择

喷漆废气具有高浓度的有机污染物质和固体颗粒物（漆雾），在处理该废气时需要先去除固体颗粒物，主要由细小的漆雾、漆液珠组成；气相污染物，主要由碳、氢、氧、氮、硫、卤素等元素构成。就化学结构而言，有物质分子多因剩余电子，而有刺激人类嗅觉的特性。

有机废气（臭气）处理技术分为物理、化学、生物等三大类，一般可用单一技术或两种以上技术组合来完成单一臭气处理工作。常用的物理法是活性碳吸附或酸碱水洗喷淋，化学法是化学洗涤、焚化，光氧化，生物法则包括生物洗涤、植物液喷洒、生物滴滤、生物滤床等。

根据客户废气治理的要求及该种废气的特点，拟采用水喷淋漆雾净化、光氧催化、活性炭吸附组合工艺来净化此废气处理，可完全到国家及客户的废气净化排放标准和要求。

4．2废气处理工艺介绍及流程

喷漆废气——水喷淋漆雾净化塔—— 脱水—— 光氧催化净化器活性炭净化器—— 风机 ——达标排放

4．3工艺说明（技术原理）

（水喷淋内部结构　图一）

A、水喷淋净化装置原理（参考图一）：

喷漆废气细小的漆雾、漆液珠组成颗粒直径在5-500um之间，由于废气具有粘性并且颗粒大小不一，为了能和水最大限度的接触我公司设计的水喷淋净化装置设置了多种不同密度的填料层，废气以1.5m/s左右的缓慢速度通过填料层，接触时间为1.8秒。喷淋室内喷淋液经过高压螺旋喷头的雾化形成层层水膜，废气中的细微颗粒（油漆颗粒、甲苯颗粒、二甲苯颗粒）被净化器中的水捕获，形成较重的大颗粒沉降；废气在进入填料层时再次与填料上的水充分接触固气得到分离，气体得到净化。喷淋水流入喷淋循环水池中与油漆絮凝剂混合反应生成较大的油漆絮凝体从水中分离，从而保证了喷淋的雾化状态和水泵的使用寿命。

光氧催化净化设备实物参考图

B、光氧催化净化原理（参考图二）：光氧催化设备分解废气中的有机污染物分成两个阶段，

第一阶段利用高能高臭氧UV紫外线光束（发出的波长主要为170nm及184.9nm,能量为742kj/mol和647kj/mol）照射恶臭气体，打开有机（恶臭）废气如：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，VOC类，苯、甲苯、二甲苯等分子键结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子键断裂；在高能紫外线光束照射下废气中氧气转化为臭氧（高臭氧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)）与被打开的有机分子键的游离态的原子氧化（分子重组）转变成低分子化合物，如CO2、H20等。

第二阶段利用灯管两边的催化层上的半导体光催化剂TiO2（光催化剂是指在光的辐照下，自身不发生变化，却可以促进化学反应的物质；促进化合物的合成或使化合物降解的过程为光催化反应；光催化反应利用光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用），在受到紫外线光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴。利用光生电子-空穴对的还原性和氧化性能来降解废气中的有机污染物。

两个阶段相辅相成，利用复合工艺来达到最大化分解有机污染物的目的；以下为光氧催化的分解反应示意图

常见有机分子光氧催化转换表

序号	名称	分子式	分子量	气味特征	主要化学键	对应化学键能KJ/moI	光化学反应最终产物
1	氨	NH₃	17	强刺激气味，无色气体	H-N	389	H₂O、N₂
2	硫化氢	H₂S	34	有臭鸡蛋气味，无色气体	H-S	339	H₂O、SO₄2-
3	三甲胺	C₃H₉N	59	无色气体，有鱼腥恶臭	C-H、C-N	414、305	H₂O、N_2、CO₂
4	苯酚	C₆H_SOH	94	常温下为一种无色或白色晶体有特殊芳香气味	C=C、C-H、C-O	611、414、326	H₂O、CO₂
5	苯	C₆H₆	78	常温下为一种无色有甜味的透明液体并具有强烈的芳香气味	C=C、C-H	611、414	H₂O、CO₂
6	甲苯	C₇H₈	92	常温下为清澈的无色液体，具有类似苯的芳香气味	C=C、C-H、C-C	611、414、332	H₂O、CO₂
7	二甲苯	C₆H₄（CH₃）2	106	常温下为无色液体，具有类似苯的芳香气味	C=C、C-H、C-C	611、414、332	H₂O、CO₂
8	苯乙烯	C₈H₈	104	无色有特殊香气的油状液体	C=C、C-C、C-H	611、332、414	H₂O、CO₂
9	乙酸乙酯	C₄H₈O₂	88	无色透明有芳香气味的液体	C-H、C-O、C=O、C-C	414、326、728、332	H₂O、CO₂
10	甲硫醚	C₂H₆S	62	有难闻的气味	C-C、C-H、C-S	332、414、272	H₂O、CO_2、SO₄2-
11	甲硫醇	CH₄S	48	无色气体，有不愉快的气体	C-S、C-H、H-S	272、414、339	H₂O、CO_2、SO₄2-
12	二甲二硫	C₂H₆S₂	94	淡黄色透明液体，有恶臭	S-S、H-S、 S-C、C-H	268、339、268、414	H₂O、CO_2、SO₄2-
13	乙醛	C₂H₄O	44	无色易流动液体有刺激性气味	C=C、C-O、C-H	611、326、414	H₂O、CO₂
14	甲醇	CH₃OH	32	无色有酒精气味易挥发的液体，有恶臭	C-H、C-O、H-O	414、326、464	H₂O、CO₂
15	丙烯醛	C₃H₄O	56	无色或淡黄色液体，有恶臭	C=C、C-O、C-H	611、326、414	H₂O、CO₂
16	苯胺	C₆H₅NH₂	93	无色油状液体，有特殊气味	C=C、C-H、 N-H、C-C	611、414、389、332	H₂O、CO_2、N₂

C、活性炭吸附净化原理：

活性炭由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，此现象称为吸附。利用固体表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性固体物质相接触，废气中的污染物被吸附在固活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附两种。

物理吸附：它能象磁铁一样产生强大的吸附能力，使所有的分子之间都具有相互引力。因为活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到这种收集杂质的目的。所以，活性炭孔壁上的大量分子可以产生强大的引力，形成一个巨大的“黑洞效应”，能将介质中的杂质强力吸到孔径中去。

化学吸附：除了含碳外，活性炭表面还含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有的氧化物或化合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子：水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式，从而达到去除水中亚氯酸盐的目的，使水不再有令人反感的味道和气味。

五、设备特点

光氧催化净化设备的性能优势

（一）工艺完美结合：结合了光分解和催化剂催化氧化两种工艺的特点，使废气更加充分的被分解，同时也大大的延长了活性炭的使用周期。

（二）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，脱臭效率最高可达90%以上，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准（GB14554-93）和1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）。

（二）使用寿命长：高能紫外线灯管使用13000小时（2-3年），安装简便，操作过程实现全自动化；

（三）适应性强：光氧催化可适应高浓度，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；

（四）运行成本低：光氧催化净化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，设备风阻较低〈250pa,可节约大量排风动力能耗；

(五)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。

六、主要净化处理设备及其参数

复合型等离子光氧催化净化器设备参数如下
型号	YC-GJ-50K
数量	1台
处理气量/台	50000 m3/h
风阻系数	〈300pa
灯管数量	160支/150w
催化剂数量	600克/台
功率/电压/台	19.2KW/220V
设备尺寸/台	*350018003000mm*
法兰尺寸/台	Φ1100mm
设计流速	1.8m/s
设备材质	201不锈钢
水喷淋净化塔