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    濟南乾坤環保設備有限公司工業廢氣處理行業先行者
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    噴涂行業

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    玫德集團噴涂廢氣綜合治理項目
    添加時間:2017-07-30    閱讀次數:2643

    業主單位概況:

    現業主單位需上廢氣處理設備的車間有:電泳線、制芯車間。電泳漆用量1T/天,主要烘干室(兩套線,進風量為6-8萬立方/h)、電泳熱析苯、二甲苯、醚類、酮類、脂類等;制芯車間主要以苯酚、甲醛為主。這兩個車間長時間存在異味,需低濃度大風量處理模式,建議采用維護成本低、無二次污染、能排放達標。

    設計原則:

    嚴格貫徹執行國家環境保護的有關規定,確保治理后各項指標達到設計要求,達到或優于排放標準。

    協助企業采用科學合理的收集方式,在達到收集效果的前提下,盡量減少氣量。

    積極穩妥地采用新技術、新設備,結合企業的現狀和管理水平采用先進、可靠的污染治理工藝,力求運行穩定、費用低、管理方便、維護容易,從而達到徹底消除廢氣污染、保護環境的目的。

    ? 妥善解決項目建設及運行過程中產生的污染物,避免二次污染。

    嚴格執行現行的防火、安全、衛生、環境保護等國家和地方頒布的規范、法規與標準。

    ? 選擇新型、高效、低噪設備、注意節能降耗。

    ? 總平面布置力求緊湊、合理通暢、簡潔實用。盡量減小工程占地和施工難度。

    ? 嚴格執行國家有關設計規范、標準,重視消防、安全工作。

    依據國家和地方有關環保法律、法規及產業政策要求對工業污染進行治理,充分發揮建設項目的社會效益、環境效益和經濟效益。

    選用的設備、配件、材料等均要求質量可靠、通用性強、運行穩定、便于維修。

    ? 整個系統操作管理方便,自動化程度較高,便于維護。

    設計思路

    根據本工程實際情況,本設計采用微納米氣泡氧化塔協同臭氧+uv催化化設備+風機+煙囪排空”的工藝將廢氣污染物的分子鏈轟擊斷開氧化,最終生成C02H2O,從而達到徹底凈化的效果,然后通過煙囪達標排放。

    廢氣工藝流程簡介

    本廢氣處理工程方案思路為:噴漆廢氣通過引風機以正壓形式進入微納米氣泡處理系統中,廢氣從下向上與系統的物化增氧系統生成的水霧碰撞、凝聚、混合,漆霧及VOC有機廢氣再次被凈化,同時達到對廢氣增氧。廢氣繼續緩慢上升,在微納米氣泡的剪切、熱解、自由基氧化、超臨界水氧化的物理化學反應下,有機物VOC氣體被分解和去除,將部分易處理的廢氣成分分解、氧化,為后續熱氧化協同光催化氧化設備處理提供優越條件;隨后廢氣經過熱氧化協同光催化氧化設備設備,在熱氧化協同光催化氧化設備設備內,污染物與UV燈管發射的高能短波射線發生化學反應,污染物分子化學鍵被射線打斷,重新組合,使大部分大分子污染物轉變為小分子物質,徹底分解、裂解。濕潤的氣體通過軸流風機和旋流板時,反應槽內的氣相和液相充分混合、形成氣旋,增加有機廢氣與微氣泡水的接觸和反應時間,提高有機廢氣去除效率,同時也將霧化的水汽凝聚成液滴,從而達到除霧效果。最后潔凈的氣體通過頂部放大的排氣筒達標排放。

    霧化增氧系統、微納米氣泡系統使用的水通過循環水過濾系統去除水中的渣,保證循環水的潔凈,并循環使用。在循環使用一段時間后,廢水應排入公司的污水處理站進行處理,浮渣則裝袋集中處置。

    1光催化氧化設備工藝原理

    光化學利用高強輻照場對惡臭物質的破壞作用和氧對惡臭物質的氧化去除作用來去氣體中的硫化氫、苯系物、甲硫醇、芳香烴等 VOC(揮發性有機物),并利用氧在強輻照下分解所產生的活潑的次生氧化劑來氧化有害物質,輻照場和氧一道,存在著一個協同作用,這種協同作用使該技術對惡臭去除的速率得到79 個數量級的增加,即反應速度增加千萬至十億倍。輻射與惡臭氣體分子的相互作用可以看作是輻射場(震蕩電場)與電子(震蕩偶極子)會聚時的一種能量交換。硫化氫等惡臭氣體分子在輻照射線的作用下,物質分子的能態發生了改變,即分子的轉動、振動或電子能級發生變化,由低能態被激發至高能態,這種變化是量子化的。量子化反應并結合過濾凈化、吸附凈化等技術達到惡臭氣體徹底凈化和達標排放的目的



    以下為幾種典型污染物的光化學反應原理:


    硫化氫


    硫化氫的分子吸收來自輻照光量子的輻射能時,如果所吸收的能量大于等于并匹配鍵的離解能,則發生鍵的斷裂,產生原子或自由基。硫化氫反應產生硫離子,從而使惡臭味消失。硫離子還可以在環境中繼續進行反應,生成SO4 2-

    氨同樣可以在光化學有害氣體處理設備中得到較好的去除,發生初級光化學反應后的分子或者自由基吸收輻射后繼續發生化學變化,產生的產物能夠進一步


    參與次級化學過程。氨的光化學降解涉及以下光化學反應:


    硫醇

    甲硫醇的光化學反應和硫化氫的類似,同樣是因為HS-結構型式的破壞而失去臭味。


    2微納米氣泡單元描述

    微納米氣泡工藝原理介紹

    微納米氣泡的定義:微納米氣泡是氣泡發生時直徑在10微米左右到數百納米之間的氣泡,這種氣泡是介于微米氣泡和納米氣泡之間,具有常規氣泡所不具備的物理與化學特性。

    微納米氣泡的性質:比表面積大:在總體積不變(V不變)的情況下,氣泡總的表面積與單個氣泡的直徑成反比。10微米的氣泡與1毫米的氣泡相比較,在一定體積下前者的比表面積理論上是后者的100倍??諝夂退慕佑|面積就增加了100倍,反應速度也增加了100倍。一般氣泡和微氣泡的比較見圖。


    一般氣泡和微氣泡的比較

    自身增壓溶解:對于具有球形界面的氣泡,表面張力能壓縮氣泡內的氣體,從而使更多的氣泡內的氣體溶解到水中。根據楊-拉普拉斯方程,?P=2σ/r,?P代表壓力上升的數值,σ代表表面張力,r代表氣泡半徑。直徑10μm的微小氣泡會受到0.3個大氣壓的壓力,而直徑1μm的氣泡會受高達3個大氣壓的壓力。楊-拉普拉斯方程示意圖見圖3-2。納米微氣泡在水中的溶解是一個氣泡逐漸縮小的過程,壓力的上升會增加氣體的溶解速度,伴隨著比表面積的增加,氣泡縮小的速度會變的越來越快,從而最終溶解到水中,理論上氣泡即將消失時的所受壓力為無限大。自身增壓示意圖。



    表面帶電:氣泡在水中形成的氣液界面具有容易接受H+OH-的特點,而且通常陽離子比陰離子更容易離開氣液界面,而使界面常帶有負電荷。已經帶上電荷的表面一般傾向于吸附介質中的反離子,特別是高價的反離子,形成穩定的雙電層。微氣泡的表面電荷產生的電勢差常利用ζ電位來表征,當納米微氣泡在水中收縮時,電荷離子在非常狹小的氣泡界面上得到了快速濃縮富集,到氣泡破裂前在界面處可形成非常高的ζ電位值。納米微氣泡帶電特性示意圖。


    產生大量自由基:微氣泡破裂瞬間,由于氣液界面消失的劇烈變化,界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學能一下子釋放出來,此時可激發產生大量的羥基自由基。羥基自由基具有超高的氧化還原電位,其產生的超強氧化作用可降解我們捕捉之后混合反應后的漆霧及有機中正常條件下難以氧化分解的污染物如苯酚等,實現對氣質的凈化作用。納米微氣泡電位變化示意圖。


    傳質效率高:氣液傳質是許多化學和生化工藝的限速步驟。研究表明,氣液傳質速率和效率與氣泡直徑成反比,微氣泡直徑極小,在傳質過程中比傳統氣泡具有明顯優勢。當氣泡直徑較小時,微氣泡界面處的表面張力對氣泡特性的影響表現得較為顯著。這時表面張力對內部氣體產生了壓縮作用,使得微氣泡在上升過程中不斷收縮并表現出自身增壓效應。從理論上看,隨著氣泡直徑的無限縮小,氣泡界面的比表面積也隨之無限增大,最終由于自身增壓效應可導致內部氣壓增大到無限大。因此,微氣泡在其體積收縮過程中,由于比表面積及內部氣壓地不斷增大,使得更多的氣體穿過氣泡界面溶解到混合水汽中,且隨著氣泡直徑的減小表面張力的作用效果也越來越明顯,最終內部壓力達到一定極限值而導致氣泡界面破裂消失。因此,微氣泡在收縮過程中的這種自身增壓特性,可使氣液界面處傳質效率得到持續增強,并且這種特性使得微氣泡即使在水體中氣體含量達到過飽和條件時,仍可繼續進行氣體的傳質過程并保持高效的傳質效率。

    氣體溶解率高:納米微氣泡具有上升速度慢、自身增壓溶解的特點,使得納米微氣泡在緩慢的上升過程中逐步縮小成納米級,最后消減湮滅溶入水中,從而能夠大大提高氣體(空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳等)在水中的溶解度。對于普通氣泡,氣體的溶解度往往受環境壓力的影響和限制存在飽和溶解度。在標準環境下,氣體的溶解度很難達到飽和溶解度以上。而納米微氣泡由于其內部的壓力高于環境壓力,使得以大氣壓為假定條件計算的氣體過飽和溶解條件得以打破。


    微納米氣泡降解VOC氣體的原理

    以多級式高壓水泵為動力,通過納米微氣泡發生裝置,產生納米級微氣泡。納米微氣泡由于空化效應,在10-9秒時間內潰滅,瞬時產生5000k的高溫和1800atm大氣壓,在水中釋放出大量的羥基、自由基,與捕捉到的有機氣體發生機械剪切、熱解、自由基氧化、超臨界水氧化的物理化學反應,達到分解和去除VOC氣體的作用。


    3各系統單元描述

    確定廢氣處理系統的設計風量為80000m3/h。

    3.1收集系統

    對任何一個高效的廢氣控制和處理系統而言,廢氣收集系統都是一個極為重要的關鍵要素。因為這一系統從源頭處決定了廢氣控制和處理系統的處理大小。

    3.2 熱氧化協同光催化氧化設備單元描述

    熱氧化協同光催化氧化設備具有處理效果好、運行費用低、耐沖擊負荷能力強、運行穩定可靠、即開即用、即關即停等優點。

    主要原理為:污染物與UV燈管發射的高能短波射線發生化學反應,污染物分子化學鍵被射線打斷,重新組合,使大部分大分子污染物轉變為小分子物質,同時配合催化劑,產生的臭氧能將污染物分子氧化,徹底分解、裂解,最終轉化為CO2H2O等物質。

    UV燈管采用進口品牌,進口燈管保證UV凈化效率及產品壽命。

    熱氧化協同光催化氧化設備為方形一體化設備,UV管、電源、鎮流器、控制系統等均裝配在一體化設備殼體內,考慮使用地點的特殊情況。


    明:

    1)殼體為長方形密閉無泄漏結構,管道材質為不銹鋼,殼體材料為不銹鋼。使用溫度100℃以下,其剪切強度、彈性模量,保證本體有足夠的剛度,設備使用壽命>10年。

    2)設備接管上裝有壓力、溫度、風速、介質濃度等的檢測采樣口。

    3)所有緊固件均用不銹鋼材料。

    4.3微納米深度氧化塔單元描述

    微納米深度氧化塔是光催化反應器配套設備,針對內廢氣停留時間短,氧化裂解作用產生的臭氧、羥基自由基、分子碎片等活性基團未能充分反應而設計開發。

    該設備結構簡單,維護方便,無二次污染產生。該設備內部裝填載有催化劑的特制填料。臭氧、羥基自由基、分子碎片等首先被吸附于填料表面及內部孔隙結構中,在填料上載有的催化劑催化作用下進一步反應,污染物分子碎片被進一步降解為CO2、H2O等無污染物質。催化劑填料通過特殊工藝將貴金屬加載于微孔填料的孔隙中,當含有臭氧、羥基自由基、分子碎片等物質的廢氣通過時,在催化劑作用下,臭氧迅速將污染物質氧化分解,從而保證廢氣的處理效果。

    該設備結構緊湊,易于配套使用,日常維護操作少,使用壽命長。

    微納米氣泡法設備的特點

    1)廢氣治理思路與國內傳統思路完全不同,無二次公害、資源消耗小、溫室效應低、設施運行穩定可靠、故障率極低、維護保養簡便、運行費用低;

    2)處理過程產生的廢水和廢渣處理方法簡單、無二次污染;

    3)可處理含苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、環丙酮、NMP等污染物的有機廢氣;

    4)設備有戶外型和戶內型。戶外型可有效的防風,防雨,防凍,防銹;

    4)設備運行時,僅使用水作為基質,不使用中和劑、覆蓋劑等化學物品;

    5)設備主體架構材料為不銹鋼,使用周期長,設備搬遷簡單,無材料損耗;

    6)反應槽內壁加裝獨立開發的負離子生成器,主動捕取異味分子;

    7)國內首創運用高端生物酶制劑來分解異味分子;【選配】

    8)設備運行成本是市面上同類型有機廢氣處理設備的50%以下。

    4其它各系統單元描述

    霧化增氧系統

    在高壓水泵的作用下,通過霧化噴頭形成大量水霧,對從進風口進入的漆霧和VOC其他進行捕捉和接觸。同時通過臭氧機產生適量臭氧,與待處理的有機廢氣、水霧和微氣泡水進行混合,增強設備的氧化性能,補充處理有機廢氣所需要的氧原子。

    氣旋及氣液混合

    利用軸流風機和旋流板的手段,使得反應槽內的氣相和液相充分混合、形成氣旋,增加有機廢氣與微氣泡水的接觸,增加反應時間,提高有機廢氣去除效率。

    循環水過濾系統

    通過過濾和水循環系統,實現霧化和微氣泡產生流程水的循環使用,大大減少廢水排放。

    PLC控制系統

    設備全部用電設施利用PLC控制系統進行控制,安裝電流超載裝置和漏電保護裝置,有異常情況發生立即斷電,減少人員管理及作業疏忽對工藝和設備的損壞,實現操作更加簡捷、自動化的目的。


    成功案例case
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