水喷淋+活性炭吸附处理工业废气方案.docx
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水喷淋+活性炭吸附处理工业废气方案
水喷淋+活性炭吸附处理工业废气方案
东莞市奇格斯电子科技有限公司
环保治理工程
方案编号:
20111209
设
计
方
案
设计单位:
创美环保
设计日期:
二O一一年十二月
第一章喷漆废气处理设计
一、工程概况
该公司在喷漆涂装过程中会产生有机废气(VolatileOrganicCompound简称VOC)污染大气环境,危害人体健康,尤其是生产过程中产生的三苯(苯、甲苯、二甲苯)会通过呼吸道进入人体,使人产生眩晕、恶心等症状,严重时还会导致障碍性贫血,对工作人员的身心健康造成严重的威胁;同时在喷漆的时候会产生大量的漆渣、粉尘,会产生臭气、异味等,故需必须对其进行处理。
二、设计依据及标准
1、《中华人民共和国环境保护法》;
2、《广东省大气污染物排放标准》(DB44/27-2001)二级标准;
3、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)新污染源二级排放标准;
4、国家及地区颁发的其它有关设计规范;
5、甲方提供的有关设计的原始资料。
三、设计范围
1、有机废气处理工艺设计;
2、有机废气处理系统平面布置设计;
3、有机废气处理系统设备选型;
4、有机废气处理系统工程投资概算;
四、设计条件
4.1设计处理量:
厂方喷漆共有1个排放口,喷漆废气排放管引至楼顶屋面,其中排放口配套风机排风量约为10000m3/h。
根据现场风管及该厂提供资料,现拟设计1套水喷淋除尘+活性炭吸附净化装置对喷漆有机废气进行吸附处理,净化装置设计处理风量分别为A组1套1条管排放风量为10000m3/h。
活性炭吸附装置前配置水喷淋除尘装置并做成一体化形式,通过水喷淋除漆雾粉尘以避免喷漆时产生的漆雾粉尘对活性炭微孔结构造成堵塞,喷淋除尘水池内的水定期更换。
4.2污染物参数及排放标准(参照同类厂):
主要污染物
染料尘
甲苯
二甲苯
苯
非甲烷总烃
原污染物排放浓度
120
90
90
50
180
原污染物排放速率
2.3
6.1
8.1
3.6
10.2
排放浓度标准
18
40
70
12
120
排放速率标准
0.42
2.5
0.84
0.42
8.4
注:
以上污染物的排放浓度单位为mg/m3;排放速度单位为kg/h(以15m烟囱高度计)
天那水按甲苯比例占30%、二甲苯比例占40%计
五、工艺设计
废气处理工艺流程图如下:
风管
循环水
5.1水喷淋工作原理
利用雾化器将液体充分细化,大大提高气液接触面积。
水雾喷洒废气,将废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来,达到污染物与洁净气体分离的目的。
其优点是水资源易得,同时经过过滤、沉淀后可回用,最大限度降低水资源的浪费,水喷淋在处理大颗粒成分上有着相当高的效率,常作为喷漆废气处理的预处理
5.2活性炭吸附工作原理
a.吸附现象是发生在两个不同相界面的现象,吸附过程就是在界面上的扩散过程,是发生在固体表面的吸附,这是由于固体表面存在着剩余的吸引力而引起的。
吸附可分为物理吸附和化学吸附;物理吸附亦称范德华吸附,是由于吸附剂与吸附质分子之间的静电力或范德华引力导致物理吸附引起的,当固体和气体之间的分子引力大于气体分子之间的引力时,即使气体的压力低于与操作温度相对应的饱和蒸气压,气体分子也会冷凝在固体表面上,物理吸附是一种放热过程。
化学吸附亦称活性吸附,是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致化学吸附,它涉及分子中化学键的破坏和重新结合,因此,化学吸附过程的吸附热较物理吸附过程大。
在吸附过程中,物理吸附和化学吸附之间没有严格的界限,同一物质在较低温度下可能发生物理吸附,而在较高温度下往往是化学吸附。
活性炭纤维吸附以物理吸附为主,但由于表面活性剂的存在,也有一定的化学吸附作用。
b.活性炭对废气吸附的特点:
(1)对于芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附。
(2)对带有支键的烃类物理的吸附优于对直链烃类物质的吸附。
(3)对有机物中含有无机基团物质的吸附总是低于不含无机基团物质的吸附。
(4)对分子量大和沸点高的化合的的吸附总是高于分子量小和沸点低的化合物的吸附。
(5)吸附质浓度越高,吸附量也越高。
(6)吸附剂内表面积越大,吸附量越高。
c.活性炭的特点:
活性是表征吸附剂性能的重要标志。
活性分为静活性与动活性。
静活性是指气体混合物中吸附质在一定温度和浓度下,达到吸附平衡时,单位体积或重量的吸附剂所能吸附着的最大量。
动活性是指在同样条件下,气体混合物通过吸附剂床层,在离开的气体混合物中开始出现吸附时,吸附剂的吸附能力。
d.本装置采用活性炭并非单纯的活性炭,而是将活性炭进行了一种活化处理,加大了活性炭的吸附容量,从而加强了活性炭的吸附效果,使出水水质更加提高。
5.3工程布置:
根椐贵厂排放的废气的特点和目前现场的情况,此部分基本为气态污染物,其中含有漆雾细颗粒粉尘和底浓度有机废气等。
将喷淋除尘装置与活性炭吸附装置做成一体式,楼面喷漆生产线排风管接入一体式废气净化塔,净化塔前段为喷淋除尘室,后段为活性炭吸附室。
前段喷淋除尘室设置雾化喷淋装置及除雾器,废气中的粉尘经水喷淋除尘后再经除雾器除去水雾后进入活性炭吸附室,通过活性炭吸附层吸附废气中的有机成份使废气得以净化排放。
根据原有风管布置情况,设计2套一体化水喷淋活性炭吸附装置,净化塔设计处理量分别为20000m3/h一套,每套活性炭吸附塔设备总重不超过0.5T/m2,对普通非加建筑楼顶不会产生结构型影响。
六、主要设备技术性能
1、水喷淋活性炭吸附器(1套)
型号:
CM-PLTX-30,属器外再生型。
处理量:
10000m³/h
(1)喷淋除尘段:
空塔气速:
1.0m/S
喷淋室尺寸:
长×宽×高=2700×1800×1900
配套循环水泵:
GD65-19,Q=20m³h,H=19m,N=2.2KW,共1台
喷淋装置:
螺旋实心锥雾化,1套
除雾器:
1套
(2)活性炭吸附段:
空塔气速:
0.38m/S
操作吸附量:
0.26g/g
吸附断面积为:
10000/(3600×0.38)=7.29m²
外型尺寸:
长×宽×高=2700×2700×1900,
活性炭模块尺寸:
长×宽×高=900×900×50,共9块,
采用模块式水平布置
则活性炭体积为0.9×0.9×0.05×9=0.3645
取椰壳型常用气体吸附活性炭为参照标准,其性状如下:
形态:
Ф4-6mm圆柱状;颗粒密度;0.6-1.0g/cm³;
填充密度:
0.35-0.60g/cm³;
比表面积700-1500m²/g;
外表面积:
~0.01m²/g;
操作吸附量:
0.26g/g;
吸附质与气体的接触时间0.50-2.0S。
则活性炭重量为:
0.3645m³×(0.50g/cm³)=182250g=182Kg
核算可吸附量为:
182250g×0.26g/g=47385g
以有机废气平均浓度120mg/m³
则活性炭更换周期为47385g/(0.12×10000)=39h,以实际每天工作时间5小时计,则全部再生更换周期约为8天
阻力损失:
约600pa
第二章移印废气处理工程
一、工程概况
该公司生产线的移印工序会产生有机废气,主要成份为三苯类及烷总烃类有机化合物,此类废气须处理后才能排放,否则会对周围环境造成污染,还严重影响操作工人的身体健康,为此必须对其进行治理。
二、设计依据及标准
1、《中华人民共和国环境保护法》;
2、《广东省大气污染物排放标准》(DB44/27-2001)二级标准;
3、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)新污染源二级排放标准;
4、国家及地区颁发的其它有关设计规范;
5、甲方提供的有关设计的原始资料。
三、设计范围
1、有机废气处理工艺设计;
2、有机废气处理系统平面布置设计;
3、有机废气处理系统设备选型;
4、有机废气处理系统工程投资概算;
四、设计条件
1.设计处理量:
厂方移印共有1个排放口,移印废气排放管引至屋面,其中排放口配套风机排风量约为3000m3/h。
根据现场风管及该厂提供资料,现拟设计1套干式净化装置对移印有机废气进行吸附处理,净化装置设计处理风量分别为A组1套1条管排放风量为3000m3/h。
通过除移印粉尘以避免移印时产生的移印粉尘对活性炭微孔结构造成堵塞,过滤网定期更换。
2.污染物参数及排放标准(参照同类厂):
主要污染物
染料尘
甲苯
二甲苯
苯
非甲烷总烃
原污染物排放浓度
120
90
90
50
180
原污染物排放速率
2.3
6.1
8.1
3.6
10.2
排放浓度标准
18
40
70
12
120
排放速率标准
0.42
2.5
0.84
0.42
8.4
注:
以上污染物的排放浓度单位为mg/m3;排放速度单位为kg/h(以15m烟囱高度计)
天那水按甲苯比例占30%、二甲苯比例占40%计
五、工艺设计
废气处理工艺流程如下:
工作点→风管→风机→过滤网→活性炭吸附器→排放
1、活性炭吸附工作原理
a.吸附现象是发生在两个不同相界面的现象,吸附过程就是在界面上的扩散过程,是发生在固体表面的吸附,这是由于固体表面存在着剩余的吸引力而引起的。
吸附可分为物理吸附和化学吸附;物理吸附亦称范德华吸附,是由于吸附剂与吸附质分子之间的静电力或范德华引力导致物理吸附引起的,当固体和气体之间的分子引力大于气体分子之间的引力时,即使气体的压力低于与操作温度相对应的饱和蒸气压,气体分子也会冷凝在固体表面上,物理吸附是一种放热过程。
化学吸附亦称活性吸附,是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致化学吸附,它涉及分子中化学键的破坏和重新结合,因此,化学吸附过程的吸附热较物理吸附过程大。
在吸附过程中,物理吸附和化学吸附之间没有严格的界限,同一物质在较低温度下可能发生物理吸附,而在较高温度下往往是化学吸附。
活性炭纤维吸附以物理吸附为主,但由于表面活性剂的存在,也有一定的化学吸附作用。
b.活性炭对废气吸附的特点:
(1)、对于芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附。
(2)、对带有支键的烃类物理的吸附优于对直链烃类物质的吸附。
(3)、对有机物中含有无机基团物质的吸附总是低于不含无机基团物质的吸附。
(4)、对分子量大和沸点高的化合的的吸附总是高于分子量小和沸点低的化合物的吸附。
(5)、吸附质浓度越高,吸附量也越高。
(6)、吸附剂内表面积越大,吸附量越高。
c.活性的特点:
活性是表征吸附剂性能的重要标志。
活性分为静活性与动活性。
静活性是指气体混合物中吸附质在一定温度和浓度下,达到吸附平衡时,单位体积或重量的吸附剂所能吸附着的最大量。
动活性是指在同样条件下,气体混合物通过吸附剂床层,在离开的气体混合物中开始出现吸附时,吸附剂的吸附能力。
3、工程布置:
根椐贵厂排放的废气的特点和目前现场的情况,此部分基本为气态污染物,其中含有漆雾细颗粒粉尘和底浓度有机废气等。
将过滤装置与活性炭吸附装置做成一体式,楼面移印生产线排风管接入一体式废气净化塔,净化塔前段为过滤网,后段为活性炭吸附室。
前段过滤网将废气中的颗粒状物质拦截下来后进入活性炭吸附室,通过活性炭吸附层吸附废气中的有机成份使废气得以净化排放。
根据原有风管布置情况,设计1套吸附装置,净化塔设计处理量分别为3000m3/h一套,每套活性炭吸附塔设备总重不超过0.5T/m2,对普通非加建筑楼顶不会产生结构型影响。
六、主要设备技术性能
1、活性炭吸附器(一套)
型号:
CM-PL
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- 喷淋 活性炭 吸附 处理 工业 废气 方案