组合式“三苯”废气治理工艺与装置

2008-7-15 7:47:54  作者:黄水兴  来源:艾普网  【 查看评论

改革开放以来,经济的可持续发展,科技的进步,给企业带来的生机,经济建设突飞猛进,在企业生产中化工原料发挥了积极的作用。如“橡胶、皮革、油漆、塑料、制鞋业等生产工艺中大多数排放“三苯”废气,该大气环境质量和人们的生活空间带来了一定的影响。特别是制鞋业的发展更快,不断淘汰手工操作,逐步形成规模化、半自动化流水线生产。粘合剂、装饰剂等的应用替代了胶水和浆糊的的传统粘合剂。调查分析:厦门同安区“三苯”废气污染源主要来源于两大类:一是稀释剂和清洗剂;二是芳香烃族合成树脂、粘合剂或光亮剂。在工艺生产过程中,企业制造商为降低成本,方便加工,追求效益,其有机溶剂的用量越来越大,其甲苯、二甲苯、苯的总含量变化在30——85%范围之间。就同安来看:区域内的“三苯”废气对大气环境影响越来越严重,给周边居家的生活环境带来了一定的影响。污染纠纷问题时有发生。主要原因是相关企业的生产过程中排放的“三苯”废气没有经过有效的治理,且大多数属于无组织排放,有的只有用集中高空排放,不能达到大气国家排放标准要求,也有的企业采用大风量稀释扩散办法来逃避达到环保部门检查,不能起到削减或减少对大气环境的负荷。显然,用稀释扩散的办法降低排放浓度其总量是没能得到有效的控制,是一种不科学的行为。  

通常的“三苯”废气治理一般采用焚烧和裂解以及变体流程等方案。普遍采用前者治理技术,也有采用超临界水冷凝的治理技术,还没有一种符合实际而又确实可行的治理工艺。虽然用高温裂解的氧化工艺能够治理达标,其工艺复杂、造价昂贵、运转费用高,很难被中、小型企业所接受。难予推广应用。笔者经过探讨、摸索、研制出一种设备简单、投资省、运转费用低的治理工艺————组合式“三苯”废气治理工艺与装置,该装置应用在“厦门名士鞋业有限公司”的废气治理中,取得了满意的效果。应用结果表明:组合式“三苯”废气的治理工艺技术与装置是一种促进“三苯”废气的治理进程,具有实际应用价值。  

1、组合式“三苯”废气治理原理   

该治理工艺利用酸性、碱性溶液介质中氧化性极强的氢氧自由基(OH)去氧化、溶解、吸附有机溶剂中的甲苯、二甲苯组分。在常温常压条件下,水因分子间存在大量的氢键,具有较高的介电常数,溶液中的介电常数与极性有机溶剂相似,“三苯“有机废气可以选择性混溶、洗脱和吸附,整个工艺流程由喷淋、洗 脱和吸附与混溶的过程来完成,弥补高温氧化工艺的若干缺陷,不存在残液和尾气净化处理等二次污染问题。  

2、组合式“三苯”废气治理工艺流程   

研制的组合式“三苯”废气治理工艺与装置技术的工艺流程一套连续流动的反应、吸收、混溶净化装置。该装置是由Ⅰ级酸性净化室;Ⅱ级碱性净化室和混溶闭路循环系统组成。Ⅰ、Ⅱ级结构单元用一个小的压力泵将从净化室回收的溶液进行连续循环回用。 

3、组构功能与作用  

该工艺在治理“三苯“废气过程中,其技术关键是酸性,碱性溶液吸收剂的控制条件与应用。首先,必须有集中排放的先决条件,才能有效地进行。否则,难予获得满意的效果。 

3.1 废气  :根据点源废气的分布情况,设置需要治理点源的有机废气进行有效的收集。   3.1.1级单元酸性雾化室部分

3.1.1.1引风机:通过集中收集的废气用引风机引入管道进入酸性雾化室,引风机功率的配置要与气体流量大小相匹配(功率0。8千瓦/小时)。  

3.1.1.2  酸性雾化室:主要是通过喷雾——淋漓——吸附——混溶的过程来完成。用一台加压泵闭路循环的回用(功率0。3千瓦/小时),使溶液在加压的条件下气化、雾化、溶液保持连续稳定的状态下闭路循环回用,才能达到预计的处理效果。  

3.1.1.3  水帘网:设定孔径为5mm的尼龙阻尼网,可分前水帘网和后水帘网,含“三苯”废气在酸性雾化室里前、后水帘网喷淋——淋漓——洗脱的过程中,进行淋漓——洗脱去除废气中的“三苯”组分。 

3.1.1.4  喷头:设定的雾化喷头两排,由12个喷头组成,构成酸性溶液在压力的作用下充分雾化,雾化气体废气的酸性雾化室充分混合。  

3.1.1.5  酸性溶液回用部分:调置一个能容纳500公斤溶液的回收装置,与雾化室的水溶液构成连续循环回用系统,在酸性介质条件下混溶,降低运转费用,不存在有二次污染问题。   3.1.2Ⅱ级单元碱性雾化室部分  

3.1.2.1风道:与酸性雾化室和碱性雾化室相联接的废气通道,将从Ⅰ级处理后的气体引入Ⅱ级单元作进一步净化处理。 

3.1.2.2  碱性雾化室:主要接受Ⅰ级单元废气再经过碱性雾化室来完成“废气”治理过程。碱性雾化室是通过喷雾——淋漓——吸收作用来达到Ⅱ级中和洗脱效果。配备一台压力水泵,功率为0.3千瓦/小时,完成溶液连结循环回用,使溶液在加压的条件下气化、雾化。  

3.1.2.3水帘网 :设置孔径为5 mm 的尼龙阻尼网,分为前、后两排水帘网。接受经过酸性介质条件下净化处理后的含酸性气体中的“三苯”废气在碱性雾化室里得到再一次的淋漓、洗脱吸收及中和净化作用。   

.1.2.4喷头:设定雾化喷头装置两排,每排各有12个,使酸性深液在压力的作用下充分雾化,增加气体的微气泡比表面积的接触面,使雾化气泡或气体(废气)在碱性条件下相混完成喷雾——洗脱全过程。从而达到净化目的。

.1.2.5碱性溶液循环的利用部分:设置一个容积为250公斤的溶液回收容器,与雾化室的水溶液构成连续环回用系统,降低运转费用,不存在二次污染问题。  

.1.2.6配备一台0.8千瓦/小时的引风机,风量控制3500立方米/小时,将经过酸、碱净化处理后的气体引入排气筒高空排放,排气筒高度大于15米。引风机应考虑低噪音,避免回噪声干扰周围人群的生活环境。

4装置与溶液的配备    

组合式“三苯”废气治理装置:组构主要由两个等体积的酸性雾化室和碱性雾化室组成,形状为长方体,容积为1.08立方米,采用耐腐蚀材料。溶液的配制是关系到治理效果差异的关键,应做好配备酸、碱溶液介质的PH值。若有变化,及时调整,才能达到预期的处理效果。   

4.1Ⅰ级单元酸性溶液的配制:在250公斤的水中加硫酸(H2SO4)),调节PH值在1.5-2.5

之间,加入强氧化剂氢氟酸(HF),浓度为27%少许,再加入过氧化氢(H2O2)适量,最后添加少量的乳化剂(硅油)和活性添加剂搅拌均匀即可。 

4.2.Ⅱ级单元碱性溶液的配制:在250公斤的水中加氢氧化钠(NaOH),调节PH值=13,加入一定量的过据化氢和乳化剂搅拌均匀。  

5.效益分析

    组合式“三苯”废气治理工艺技术,成功的一点是;它对“三苯”废气的处理安全可靠,耐冲击力强,伴随废气进口“三苯”废气浓度的升高,相续的“三苯”废气降解率也增大,不影响处理效果,特别是浓度骤然升高。也不影响降解能力,其废气中的“三苯”去除率仍然保持在45%—60%之间。但对大风量低溶度(50mg/立米米)的废气处理必须作气体流量相应减少,才能应用之。该治理设备总造价3万元,配制一次溶液可使用2个月的治理效果,工程总投资3.5万元,月运转费用3000万元(电费2055元,药品费用500元)。经区环境监测站测定结果:处理前甲苯浓度为123.8 mg/立方米;二甲苯浓度为3.5 mg/立方米;。出口排放浓度甲苯为63.7 mg/立方米;二甲苯为2.0mg/立方米;低于国家排放标准值。  

6结束语  

组合式“三苯”废气冶理工艺与装置,研制者为解决制鞋业的“三苯”废气治理工艺与装置而设置的。弥补了价格昂贵的高温裂解工艺之不足,克服了活性炭吸附煅烧的繁琐工艺,避免采取加大风量稀释扩散人为达标行为。该技术工艺简单,操作方便,造价与运转费用低廉,无需专人管理,无二次污染问题等优点。该处理技术也适用于橡胶、皮件、喷漆、塑料等粘合剂生产工艺中的“三苯”废气治理,最终处理结果能达标排放。具有较好的实用价值和推广应用前景。

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