家具廠噴漆廢氣處理設(shè)計(jì)方案

一、項(xiàng)目概況：

家具廠在生產(chǎn)過(guò)程噴漆工序所采用的噴涂劑主要為油漆，有一定量的廢氣外排，廢氣的主要成分是油漆粉塵（漆霧）及易揮發(fā)的苯及苯系物（俗稱(chēng)天那水），對(duì)周?chē)h(huán)境有一定影響。

現(xiàn)該廠有超前的環(huán)保意識(shí)，走可持續(xù)發(fā)展之路，為維護(hù)員工利益、改善工作環(huán)境及周邊環(huán)境不受影響。特委托我公司擬定此設(shè)計(jì)方案，供貴廠領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)環(huán)保技術(shù)部門(mén)審評(píng)。

二、污染物及其危害性

Ⅰ、主要污染物：

㈠ 漆霧； ㈡ 揮發(fā)性有機(jī)廢氣

Ⅱ、污染物的形成及危害性：

l漆霧：液態(tài)油漆在氣壓作用下形成的霧化粉塵顆粒物，呈粘稠狀，極易吸附在所接觸的人或物體上，而且還是潛在的致癌物質(zhì)，對(duì)整個(gè)大氣環(huán)境造成污染。

l揮發(fā)性有機(jī)廢氣：有機(jī)溶劑，主要為三苯（苯、甲苯、二甲苯）是用來(lái)稀釋油漆以達(dá)到物件表面光滑美觀的目的，但有機(jī)溶劑極易揮發(fā)，不能長(zhǎng)時(shí)間隨油漆附著於物件表面，在噴涂及晾干過(guò)程將全部釋放出來(lái)，從而形成有機(jī)廢氣，其特點(diǎn)為無(wú)色、極具刺激性，隨空氣的流動(dòng)而擴(kuò)散於大氣中，能通過(guò)人體呼吸或直接作用人體，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、血液、心肺、肝臟、黏膜、眼睛、神經(jīng)等造成傷害，也會(huì)通過(guò)皮膚直接傷害人們。

三、設(shè)計(jì)依據(jù)與原則：

1、設(shè)計(jì)依據(jù)：

（1）、遵循《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》；

（2）、遵循《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；

（3）、遵循《大氣污染物控制工程》；

（4）、遵循《通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程》；

（5）、遵循《工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

（6）、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及參考廠方要求；

（7）、依據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)及參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)廠家資料；

（8）、遵循廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB44/27-2001《大氣污染物排放限值》；

（9）、電氣工程采用國(guó)家級(jí)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：

1）、GBJ54-83《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》

2）、GBJ50034-93《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》

3）、GBJ50055-93《通用用電設(shè)備配電規(guī)范》

2、設(shè)計(jì)原則：

（1）、環(huán)保設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)正常生產(chǎn)不造成影響；

（2）、設(shè)計(jì)科學(xué)、布局合理、運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能；

（3）、投資省，設(shè)備管理、維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低；

（4）、不出現(xiàn)抽排風(fēng)過(guò)大或不及，不出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水等現(xiàn)象；

（5）、保證污染物經(jīng)治理后達(dá)標(biāo)排放，不產(chǎn)生二次污染；

（6）、工藝先進(jìn)，兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3、設(shè)計(jì)范圍：

（1）、廠方原有外排風(fēng)管之后的所有設(shè)施設(shè)備；

（2）、整套治理系統(tǒng)的工藝選擇及設(shè)計(jì)編寫(xiě)說(shuō)明；

（3）、標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造與設(shè)備造型；

（4）、工程設(shè)施、設(shè)備的制作、安裝、調(diào)試及驗(yàn)收；

（5）、全部工程電器設(shè)計(jì)及工程造價(jià)估算；

四、設(shè)計(jì)目標(biāo)：

經(jīng)治理后，污染物排放達(dá)到廣東省《家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB 44/814-2010第二時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)；

苯外排濃度低于1mg/m3。

甲苯與二甲苯外排濃度低于20mg/m3。

總VOCs外排濃度低于 30 mg/m3

二甲苯排放速率不得超過(guò)1.0kg/h。

五、處理工藝：

現(xiàn)階段針對(duì)有機(jī)廢氣的處理工藝主要有：隔離法、燃燒法、吸收法、冷凝法、等離子低溫催化氧化法、吸附法。

l隔離法：是通過(guò)特種過(guò)濾材料，置放於廢氣外排過(guò)程，經(jīng)機(jī)械隔離，從而達(dá)到治理效果。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)漆霧治理效率高，無(wú)技術(shù)要求，操作簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：不能有效去除有機(jī)物。

l燃燒法：利用加熱高溫的方法，將有機(jī)廢氣直接燃燒處理，以達(dá)到廢氣凈化的目的。

優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高，可達(dá)95%以上。

缺點(diǎn)：需要大量熱能，需要消耗大量能源，也易在高溫下生成NOX等造成二次污染。

l吸收法：利用吸收液與廢氣相互接觸，使廢氣中的有害物質(zhì)溶入吸收液中，從而使廢氣得以?xún)艋Ｎ找毫硇刑幚怼?/span>

優(yōu)點(diǎn)：投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：處理效率低，不穩(wěn)定，凈化效率不高，約為50%，難於達(dá)到相關(guān)環(huán)保要求，有二次污染。

l冷凝法：通過(guò)冷凝降溫，當(dāng)溫度低于有害物質(zhì)的凝結(jié)點(diǎn)時(shí)，氣態(tài)的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，從空氣中分離出來(lái)，從而凈化。

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，凈化效率高。

缺點(diǎn)：投資較大，對(duì)環(huán)境及操作人員要求較高，且能耗過(guò)大，運(yùn)行費(fèi)用高。

l等離子低溫催化氧化法：等離子體是物質(zhì)存在的除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四種狀態(tài)，具有宏觀度內(nèi)的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中含有大量的活性電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和光子等。這些活性粒子和氣體分子碰撣的結(jié)果，產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很強(qiáng)的O3；有機(jī)物分子受到高能電子碰撞，被激發(fā)及原子健斷裂而形成小碎片基團(tuán)或原子；O·、OH·、HO2、O3等與激發(fā)原子、有機(jī)物分子、基團(tuán)、自由基等反應(yīng)，最終使有機(jī)物分子氧化降解為CO、CO2和HO2。

優(yōu)點(diǎn)：廣泛適用性，適合于處理低濃度（〈1～1000ppm〉）、劇毒劇臭的有害氣體，彌補(bǔ)了其他技術(shù)無(wú)法處理的空白。以及操作簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)的低溫等離子體技術(shù)在處理有害氣體時(shí)還是有其欠缺的地方，如不能完全徹底地把有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，副產(chǎn)物較多；且在氧等離子體下產(chǎn)生大量的臭氧；能耗較高；脫除效率較低等。

l吸附法：利用多孔性的活性炭、硅澡土、無(wú)煙煤等分子級(jí)的大表面剩余能，將有機(jī)氣體分子吸附到其表面，從而凈化。

優(yōu)點(diǎn)：處理效率高（活性炭吸附可達(dá)99%以上），適用廣泛，操作簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用低。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)風(fēng)壓損失大，使得能耗較高，吸附劑的飽和點(diǎn)難掌握，吸附劑容量有限，運(yùn)行費(fèi)用較高。

六、工藝流程框圖及說(shuō)明：

1、處理工藝的選定：

綜上所述，各種方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)秀的處理工藝必需是集眾所長(zhǎng)，避其所短，必需高效、實(shí)用、低能耗、易操作。

實(shí)踐證明，單獨(dú)采用任何一種方法都不能達(dá)到高效治理目標(biāo)，因此本方案選用組合式二級(jí)除塵，從而達(dá)到最佳、高效處理效果。

根據(jù)噴漆廢氣的特點(diǎn)及環(huán)保要求，擬采用水浴清洗工藝（旋流板塔）加活性炭吸附工藝進(jìn)行綜合治理。

2、流程框圖：

3、工藝說(shuō)明：

漆霧廢氣產(chǎn)生于噴涂過(guò)程，液態(tài)漆油在氣壓作用下形成霧化粉塵顆粒物及揮發(fā)三苯等有機(jī)危害物，濃度較高，粒徑較小，絕大部分在10µm以下，膠原漆霧廢氣經(jīng)過(guò)水簾柜清洗后，對(duì)膠油起到很好的清洗降解作用，經(jīng)濕式旋流板塔進(jìn)一步清洗處理后，再進(jìn)入活性碳吸附塔，有機(jī)氣體在塔內(nèi)被活性炭吸附，凈化氣體由外排風(fēng)管高空排放。

該法凈化效率可達(dá)95％以上，大大改善了大氣環(huán)境。

4、設(shè)備說(shuō)明：

（1）水簾柜：廠方原有。

（2）濕式旋流板水噴淋塔

濕式旋流板塔除塵器在濕法除塵中技術(shù)較先進(jìn)，在鍋爐上除塵脫硫及噴涂除漆霧效果尤為顯著，應(yīng)用也非常廣泛，較噴淋及其它濕法工藝除塵效果更好，凈化后氣體濕度含量更低。既清除95％以上的漆塵，又保證氣體濕度含量低，濾水簡(jiǎn)單。確保下一工序活性炭的使用效率及延長(zhǎng)使用周期，從而降低成本。

七、廢氣的風(fēng)量與污染物濃度：

該廠噴漆車(chē)間現(xiàn)有2臺(tái)8米長(zhǎng)水簾柜和1臺(tái)鐳射雕刻機(jī)，依據(jù)《大氣流動(dòng)原理》，設(shè)計(jì)1座40000m3/h和1座35000m3/h治理塔對(duì)其進(jìn)行治理。

參考同類(lèi)廠家，廢氣最高濃度大致如下：

苯外排濃度低于1mg/m3。

甲苯與二甲苯外排濃度低于20mg/m3。

總VOCs外排濃度低于 30 mg/m3

二甲苯排放速率不得超過(guò)1.0kg/h。

八、設(shè)計(jì)參數(shù)：

1、離心風(fēng)機(jī)：（40000m3/h）

型號(hào)：4-72-10C 功率：18.5Kw

風(fēng)量：30121-42161 m3/h 壓力：1295-1635Pa

2、離心風(fēng)機(jī)：（35000m3/h）

型號(hào)：4-72-10C 功率：15Kw

風(fēng)量：27109-37945 m3/h 壓力：1048-1323Pa

3、風(fēng)管（40000m3/h）

噴漆廢氣經(jīng)過(guò)集氣罩進(jìn)行收集，然后匯入支管，由支管匯入集氣總管，然后再進(jìn)入廢氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處, 理后達(dá)標(biāo)排放。取主風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速為20m/s。

則主風(fēng)管截面積為：

S＝q/v＝40000/3600/20=0.556m2 =φ945mm

為方便生產(chǎn)，最終確定主風(fēng)管尺寸為：φ1000mm。

4、風(fēng)管（35000m3/h）

噴漆廢氣經(jīng)過(guò)集氣罩進(jìn)行收集，然后匯入支管，由支管匯入集氣總管，然后再進(jìn)入廢氣凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。取主風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速為20m/s。

則主風(fēng)管截面積為：

S＝q/v＝35000/3600/20=0.486m2 =φ787mm

為方便生產(chǎn)，最終確定主風(fēng)管尺寸為：φ900mm。

5、濕式旋流板塔除塵器（40000m3/h）

凈化裝置主體

1）塔體面積S的確定

取空塔氣速5.0m/s，則S= = =2.222(m2)=φ1689mm

2）凈化塔：

實(shí)際制作為：φ1700×4500mm

主體材質(zhì):δ2A3鋼制作，防腐處理。

3）過(guò)濾沉淀池(1000×2000×1000mm)

有效容積2.0m3，δ2A3鋼板制作,防腐處理。

4）提升泵

型號(hào)：y90l-2 材質(zhì)：普通 功率2.2kw

轉(zhuǎn)速：2840r/min 揚(yáng)程16.0米 流量22.3m3/h

主體風(fēng)壓損失約為△P=300～400Pa

6、濕式旋流板塔除塵器（35000m3/h）

凈化裝置主體

1）塔體面積S的確定

取空塔氣速5.0m/s，則S= = =1.94(m2)=φ1574mm

2）凈化塔：

實(shí)際制作為：φ1600×4500mm

主體材質(zhì):δ2A3鋼制作，防腐處理。

3）過(guò)濾沉淀池(1000×2000×1000mm)

有效容積2.0m3，δ2A3鋼板制作,防腐處理。

4）提升泵

型號(hào)：y90l-2 材質(zhì)：普通 功率2.2kw

轉(zhuǎn)速：2840r/min 揚(yáng)程16.0米 流量22.3m3/h

主體風(fēng)壓損失約為△P=300～400Pa

7、活性炭吸附塔

1活性炭（40000m3/h）

蜂窩狀活性炭是具有大比表面積，微孔結(jié)構(gòu)，高附容量，高表面活性炭的產(chǎn)品，在空氣污染治理領(lǐng)域中普遍應(yīng)用，選用蜂窩狀活性炭吸附法即廢氣與具有大表面的多孔性的活性炭接觸，廢氣中的污染物被吸附，使其與氣體混合物分離而起到凈化作用。選用活性炭參數(shù)：

碘吸附值900mg/g 苯吸附率?≥30% 裝填密度ρ=500g/L 比表面積≥1000m2/g 裝填高度H=100mm 規(guī)格：φ4×20mm

查有關(guān)資料，苯分子的臨界直徑為6.8A0,甲苯分子的臨界直徑為6.7 A0，參照同行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，該活性炭對(duì)甲苯的吸附率取30%。

2）活性炭飽和期確定

為方便操作，活性炭飽和期限定為一個(gè)月，按每天8小時(shí)工作制，減去4個(gè)星期天，則總時(shí)間為208小時(shí)。

3）所需活性炭的確定

廢氣總流量Q=40000m3/h

污染物甲苯的質(zhì)量流量為m=40000m3/h×2×10-5=0.8kg/h

則一個(gè)飽和期內(nèi)所需吸附的甲苯量為：m1=208×0.8=166.4(kg)

所需活性炭量為：M= ×166.4=0.8(kg)≈0.8噸

4）塔體截面積S的確定

依據(jù)《大氣控制原理》，活性炭最佳吸附過(guò)濾風(fēng)速為0.3m～0.8m/s，本方案設(shè)計(jì)選用0.8m/s過(guò)濾風(fēng)速。

則：S= = =13.88(m2)

5）吸附塔：

外形主體制作為：1500×2450×4500mm，另加雙向引風(fēng)喇叭口,材質(zhì)δ2.0A3鋼制作,外刷油漆防腐。

活性炭托板為：610×430×64mm，分五層均勻置放于塔體中，通風(fēng)間距238mm，活性炭堆高100mm，主要材質(zhì)δ1.2A3鋼多密度穿孔網(wǎng)制作。

實(shí)際過(guò)濾面積為：610×430mm×70=18.36m2 實(shí)際過(guò)濾面積=活性炭托板長(zhǎng)度*寬度*個(gè)數(shù)）

主體風(fēng)壓損失約為△P=500～600Pa

2、活性炭（35000m3/h）

1）所需活性炭的確定

廢氣總流量Q=35000m3/h

污染物甲苯的質(zhì)量流量為m=35000m3/h×2×10-5=0.7kg/h

則一個(gè)飽和期內(nèi)所需吸附的甲苯量為：m1=208×0.7=146(kg)

所需活性炭量為：M= ×146=486(kg)≈0.5噸

2）塔體截面積S的確定

依據(jù)《大氣控制原理》，活性炭最佳吸附過(guò)濾風(fēng)速為0.3m～0.8m/s，本方案設(shè)計(jì)選用0.8m/s過(guò)濾風(fēng)速。

則：S= = =12.15(m2)

3）活性炭吸附塔：

外形主體制作為：1250×2450×4500mm，另加雙向引風(fēng)喇叭口,材質(zhì)δ2.0A3鋼制作,外刷油漆防腐。

活性炭托板為：610×430×64mm，分五層均勻置放于塔體中，通風(fēng)間距238mm，活性炭堆高100mm，主要材質(zhì)δ1.2A3鋼多密度穿孔網(wǎng)制作。

實(shí)際過(guò)濾面積為：610×430mm×70=18.36m2 實(shí)際過(guò)濾面積=活性炭托板長(zhǎng)度*寬度*個(gè)數(shù)）

主體風(fēng)壓損失約為△P=500～600P

九、運(yùn)行費(fèi)用分析

主要是電費(fèi)和人工費(fèi)。首先確定操作制度：設(shè)1人操作本系統(tǒng)。