第一章 概况
XXXX电器有限公司 喷涂废气处理方案
设 计 方
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第一章 概况
案
XXXX科技有限公司
2014年5月
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第一章 概况
目 录
一、项目概况 ........................................................................ 4 二、 设计依据、原则、目标 ..................................................... 4
2.1 设计依据 .................................................................... 4 2.2 设计原则 .................................................................... 5 2.3 排放标准 .................................................................... 5 三、 工程现状........................................................................ 6 四、 粉尘处理设计方案 ........................................................... 6
4.1 设计范围 .................................................................... 6 4.2 工艺比较 .................................................................... 6 4.3 工艺流程 .................................................................... 7 4.4 设备选型 .................................................................... 8 五、 有机废气处理方案 ........................................................... 9
5.1 工艺比选 .................................................................... 9 5.2 工艺流程 ................................................................... 11 5.3 设备选型 ................................................................... 12 六、 工程投资预估单 ............................................................. 12
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第一章 概况
一、项目概况
XXXX电器有限公司静电粉末喷涂的前处理方式与国内一般传统的酸洗磷化过程不同，采用三阶段处理方式：第一阶段是工件经过喷淋方式除油脱脂；第二阶段仅用清水喷淋清洗，其目的是用清水将工件上附着的除油脱脂剂清洗掉；第三阶段是以喷淋的方式将工件作抗氧化处理，尔后工件再经电烘干后，便进行静电粉末喷涂。
根据企业提供的资料，企业使用环氧树脂作为喷涂的原料，使用静电喷粉的方式进行喷涂。静电喷粉是将粉末在密闭的工艺间内，由设备喷到带静电的工件上，喷涂过程中产生的环氧树脂粉末浓度较大需要经处理后回用；后期固化过程会产生有机废气，其主要成分为二甲苯，为挥发性有机污染物，危害较大，需处理后达标排放。
国内、外的研究业已证实，这类污染物具有致癌作用，对人体健康会造成严重危害。我国已明确规定该类污染物在车间内的最高允许浓度，同时也制定了严格的排放标准，因而对该类有机废气必须进行有效的控制与治理。
我公司现根据所提供情况及现场堪查，结合相关标准和要求，我公司设计了一套喷涂废气处理系统技术方案，供环保管理部门审查和厂方选用。
二、设计依据、原则、目标
2.1 设计依据
(1)
《中华人民共和国环境保》 ；
(2) 《中华人民共和国大气污染防治法》 ；
(3) 《环境空气质量标准》（GB3095-1996）中的二级标准； (4) 《大气污染物综合排放标准》（GB9078-1996）中的二级标准； (5) 《工业企业设计卫生标准》（HJ 462-2009）
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(6) 《污水综合排放标准》（GB78-1996） (7) 《工厂企业厂界噪声标准》（GB12348） (8) 《恶臭污染物排放标准》（GB14554-03） (9) 相关的设计手册与厂家提供的资料。
2.2 设计原则
(1) 认真贯彻执行国家关于环境保护的方针，严格遵守国家有关法规、规范和标准。
(2) 采用成熟可靠、技术先进的工艺，在保证废气排放达标的前提下，选择经济可靠、占地少、投资省的技术工艺。
(3) 专案设计选择最佳处理工艺，做到工艺运行可靠、流程简单、维护简单、运行成本低。
(4) 系统整体的布局、所增加的设备设施安装位置、管道走向尽量要求紧凑、合理、美观，便于管理。设备应采用必要的防腐措施，延长使用寿命。
(5) 加强系统的安全、稳定性及操作管理方便，便于维护。
2.3 排放标准
本项目喷涂产生环氧树脂粉尘及固化时产生的二甲苯执行《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中表2的二级标准。
表1 现有污染源大气污染物排放限值(GB16297-1996) 最高允许排放污染物名称 mg/m3 m 页脚内容
排气筒高度 最高允许排放速率kg/h（二级） 无组织排放监控浓度限值mg/m3 浓度 13
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二甲苯 颗粒物 70 120 15 15 1.7 3.5 1.2 1.0 三、工程现状
企业生产过程中主要大气污染物包括两方面： 1、喷涂过程产生的粉末
企业使用环氧树脂作为喷涂的原料，使用静电喷粉的方式进行喷涂。静电喷粉是将粉末（环氧树脂粉末）在密闭的工艺间内，由设备喷到带静电的工件上，喷涂过程中会产生环氧树脂粉末。环氧树脂粉末年消耗量为5t/a。粉尘产生量为1.5t/a，产生浓度为312.5mg/m3，产生速率为0.625 kg/h。
2、固化过程产生的有机废气
项目运营后，固化过程会产生有机废气。其主要成分为二甲苯等。根据企业所用环氧树脂的类型，其中二甲苯含量约为15%，因此二甲苯的产生量0.015t/a。
二甲苯，沸点 138.5~141.5，不溶于水，与乙醇、乙醚、苯、烃等有机溶剂混溶，乙二醇、甲醇、2-氯乙醇等极性溶剂部分溶解，一级易燃液体，低毒类。
四、粉尘处理设计方案
4.1 设计范围
废气收集系统、废气处理系统、废气排放系统、各种管路
4.2 工艺比较
常用的除尘方式有机械式除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器和电除尘器四
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大类。
机械式除尘器结构装置简单，造价较低，维护较简便，可耐高温，但除尘效率较低，一般用在一些对除尘效率要求不高的场合，有时也作前级预除尘器。
湿式除尘器用水作除尘介质，除尘效率一般可达95%以上，主要缺点是会产生污水，必须配备水处理设施，有时会对设备产生腐蚀。
袋式过滤除尘器除尘效率较高，一般可达99%以上，可适应不同排风量的波动，能有效回收有价值的物料，且投资成本较小。
静电除尘器常用作各种工业炉窑和活力发电站大型锅炉的除尘设备，能处理高温高湿烟气，除尘效率高，但其结构复杂，初投资高，占地面积大，对操作、运行、维护管理的要求高。
综合粉尘特点、处理效率、运行管理和经济成本等方面的考虑，本方案选择机械振动袋式除尘器对产生的粉尘进行处理。
袋式除尘是一种干式除尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入布袋除尘器，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，布袋除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使布袋除尘器效率下降。
另外，布袋除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，布袋除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。
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4.3 工艺流程
喷涂集风袋式除尘器 风排
企业使用环氧树脂作为喷涂的原料，使用静电喷粉的方式进行喷涂。喷涂工艺在密闭的工艺间内进行，用引风机将气体收集进入集气罩，经袋式除尘器过滤粉尘，粉尘进入灰斗，可收集后重复利用。废气过滤后经15米高排气筒排放。
设计以下处理参数： 风机量：Q=2000m3/h
通风管道设计风速v=17m/s，管径：180×180mm 过滤风速vf=1.5m/min 过滤面积A=Q/60vf=22.2m2
灰回4.4 设备选型
（1）离心风机： 型号： Q=2000m3/h 数量：1台
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（2）机械振打布袋除尘器 型号规格：
处理风量=2000m3/h，阻力损失：1500Pa 数量：1台 材质：碳钢
五、有机废气处理方案
5.1 工艺比选
有机废气的处理方法种类繁多，特点各异，常用的有水喷淋法、冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法等。
（1）水喷淋法
水喷淋工艺是通过将水喷洒废气，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，常作为废气处理的预处理。
（2）冷凝回收法
将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝，冷凝液经分离回收有价值的有机物。冷凝法对有机物质的回收程度，与废气中挥发性有机化合物的浓度、能被冷却的温度及冷媒的种类有关。
该法适用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大，因此对于喷涂作业中“三苯”污染治理，一般不采用此法。
（3）吸收法
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吸收法可分为化学吸收和物理吸收，化学吸收主要是利用吸收剂与气体污染物产生反应而予去除；而物理吸收主要是藉由气体在液体中的溶解度，而达到去除空气污染物的目的。
该法适用于大气量、温度低、浓度低的废气。装置复杂、投资大，吸收液的选用比较困难，存在二次污染。
（4）燃烧法
燃烧法分为直接燃烧和催化燃烧法。该法能耗低、净化率高（95％～97％）、无二次污染、工艺简单操作方便，适用于高温、高浓度、小风量的有机废气治理，不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。
（5）生物法
生物处理法为污染物（如挥发性有机化合物等）通过生物处理系统的过程中，藉由微生物之分解、氧化、转化等机制，将污染物完全分解氧化成二氧化碳、水、NO3-及SO42-等无害性之无机物。虽然生物处理法具有无二次污染的特性，但是投资成本和维护费用较高，尚不成熟。
（6）吸附法
吸附作用为固体本身表面力的作用吸引气体分子，而具有表面吸附能力的固体称为吸附剂，被吸附于固体表面的物质则称为吸附物质。
吸附法适于处理风量大含有低浓度挥发性有机化合物之废气，其最大特色为能在符合经济条件之操作范围内，几乎完全除去废气中某些挥发性有机化合物之成分。此等废气经吸附处理后，其污染物浓度一般皆可符合环保法令之排放浓度。
最常用的吸附系统是以活性碳作为吸附剂，主要是由因为活性碳对某些特定
挥发性有机化合物之物理吸附效果良好，且容易回收及再生，另外，进入活性碳吸附塔之废气需视实际情况进行废气之调理工作，若废气本身含有固体颗粒、高沸点有机物或易聚合物质时，则必需先进行过滤之预处理；若废气相对湿度大于
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50％，则必需先进行除湿；若废气温度超过40℃时，最好先加以冷却，因吸附效率在温度大于40℃时会明显降低。另外也要避免因活性碳吸附过程中产生之热量，造成活性碳床温度过热，因此当废气浓度高于10,000ppm时，应在吸附前采用稀释的方式降低污染物浓度。
综上所述，由于处理废气的主要成分为二甲苯，浓度较低，综合成本、后期维护等方面的考虑，选择活性炭吸附法处理该有机废气。
5.2 工艺流程
从车间工艺段抽出的有机废气在离心风机的作用下进入活性炭吸附塔。在塔体内，废气经过过滤炭层时，风速瞬间降下，气体内剩余的较大颗粒杂物便自然沉降入塔底部，而溶入气体内的有机气体部分随气体流向流进活性炭过滤层，有机气体进入活性炭层时，有机气体被活性炭物理吸附进炭内，净化后的气体经15米排风烟囱排入大气中。
塔体安装有气体压差表，以便随时监控压差指数，当净化塔内活性炭层中有机成份或粉尘增多，则气流通过的压降也会随之增大。当压差达到一定程度，说明活性炭吸附值已经饱和，可以提醒用户应该更换填料。
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第一章 概况
（1）固化过程会产生有机废气，其主要成分为二甲苯等，产生量较小，设计处理风量为5000m3/h。
（2）选择吸附器
本设计中处理气量大、污染物浓度低，选用卧式固定床吸附器。 （3）选择吸附剂：
采用高效活性吸附材料，比表面积（吸附面积）高达500-1500m2/g。比表面积大，因而具有很高的表面活性和吸附能力。排出的低浓度有机气体被吸附在它的活性表面上，达到净化的目的。
碘吸附值900mg/g 吸附率η≥30％ 装填密度 600g/L 比表面积≥1000 m2/g 规格：φ4×20 （3）活性炭用量
由于固化废气中二甲苯等有机污染物的含量较低，吸附器内的活性炭更换周期较长，具体根据压差表来监控活性炭饱和性，此时需及时更换活性炭，饱和活性炭可送到活性炭厂家进行再生。
5.3 设备选型
（1）卧式固定床吸附器 设备型号：XJWFL-4-15 外型尺寸：2500×1300×1600
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第一章 概况
处理风量：2000m³/h 设备初始阻力：700Pa 材质：Q235
包括组件：压差表1只，型号：MACROHELIC
六、工程投资预估单
工艺设备选型主要采用节能型、技术可靠的产品，设备选用国内成熟可靠的产品。
表6.1 主要构筑物及相关设施清单
序号 机械振打袋式除尘器 离心风机 阀门管件 设备类型 料 规格/材单位 数量 单价（元） 总价（万元） 1 套 1 14,000 1.4 2 3 180×180mm XJWFL-4-15 套 1 5000 2500 0.5 0.25 4 风管 米 0.3 5 卧式固定床吸附器 支撑架 套 1 35,000 4500 3.5 6 项1 0.45 页脚内容
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第一章 概况
项 项 项 项 7 电气控制 2 6000 1.2 8 运输安装费 1 7600 0.76 9 9 10 调试及培训费 税金 1 1 5% 6% 0.42 0.53 合计（人民币）： 9.31
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