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工业废气处理

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油墨及涂料制造废气处理

发布时间:2018/11/17 点击量:

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        涂料制造厂:指在天然树脂或合成树脂中加入颜料、溶剂和辅助材料,经过加工后制成覆盖材料的生产加工企业,包括生产涂料及其稀释剂、脱漆剂等辅助材料的工厂。
 
        油墨及其类似产品制造厂:指由颜料、连接料(树脂、溶剂等辅助材料)和填充料经过混合、研磨调制而制备用于印刷的有色胶浆状物质或液体,以及用于计算机打印、复印机用墨等的生产加工企业。
 
        胶黏剂、粘合剂制造厂:指以黏料为主剂,配合各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等助剂配制制备胶黏剂(也称黏合剂)的生产加工企业。
 
        密封用填料及类似品制造厂:指用于建筑涂料、密封和漆工用的填充料,以及其他类似化学材料制造的生产加工企业。
 
 
常见的涂料、油墨、胶黏剂等生产企业废气成分分析
涂料、油墨生产厂主要废气排放环节、废气浓度和排放量分析
        从上表可见,主要的有机溶剂挥发来自于涂料、油墨生产车间,其排放量可能占总排放量 70~90%。涂料和油墨生产排污环节与涂料厂的规模、研磨和分散设备类型以及投料方式有关。
 
 
废气排放标准
 
        我国几个典型的省市已经在紧锣密鼓地加紧地方大气污染物排放标准的制定工作。
 
        1。 国家正在制定《涂料、油墨及胶黏剂工业大气污染物排放标准》,现已对外发布征求意见稿。
 
        2. 北京市:北京地方大气污染综合排放标准(2007 年)制定的涂料、油墨和粘合剂生产的 NMHC 的排放浓度为 100mg/m 3 (第一时段)、20mg/m 3 (第二时段)。北京市有机化学品制造业大气污染物排放标准(DB11/1385-2017)中管控涂料油墨胶黏剂制造业,规定了颗粒物、非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯、苯系物、苯乙烯、甲醛、乙酸酯类、醛酮类、挥发性卤代烃等 11 项指标。
 
        3. 天津市:2014 年颁布的天津市工业废气排放标准中,也专门规定了涂料油墨制造的VOCs、甲苯+二甲苯和苯的排放标准,针对苯提出了 5 mg/m 3 (0.25Kg/h)、甲苯+二甲苯:15mg/m 3 (1.0Kg/h)、VOCs:80 mg/m 3 (2.0Kg/h).胶黏剂行业属于其他行业,苯提 出 了 1 mg/m 3 (0.25Kg/h) 、 甲 苯 + 二 甲 苯 : 40mg/m 3 (1.0Kg/h) 、 VOCs:80mg/m 3 (2.0Kg/h)。
 
        4. 上海市:上海市设置有专门的《涂料油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》(DB31/881-2015),规定了基本控制项目、选择控制项目,首次提出了厂区监控浓度限值。
 
        5。 河北省:河北 2016 年颁布了工业废气中 VOCs 排放控制标准,也将涂料油墨胶黏剂生产纳入管控行列
 
        6。 江苏省:江苏省 2016 年颁布了汽车制造、家具制造和化学工业挥发性有机物排放标准,其中涂料油墨胶黏剂制造列入《化学工业挥发性有机物排放标准》(DB32/3151-2016)
 
        7. 行业标准:与涂料、油墨、胶黏剂相关的行业排放标准是《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572-2015)。给出了按照不同树脂的生产的特征污染物的排放限值,还规定了单位产品 NMHC 的排放量。
 
        其他省市暂时执行的是国家《大气污染物综合排放标准》《恶臭污染物排放标准》,或者当地的地方标准。
 
 
油墨及涂料制造废气处理方案
 
        涂料、油墨及其类似产品生产企业的有机废气处理技术主要是吸附、吸收和催化氧化,其中主要是活性炭吸附法,但由于带来很大的危险废物处置问题,因此实际效果很不理想。
 
        目前比较流行和成功的技术有吸附-脱附-回收(催化、RTO)技术、浓缩-RTO 技术、直接 RTO 技术、直接催化氧化技术、喷淋洗涤-光催化技术、深度冷凝技术等。下面分别介绍。
 
        (1)蓄热式热氧化技术
 
        ①基本原理
 
        燃烧法是利用 VOC 易燃烧性质进行处理的一种方法。通常采用的燃烧炉有五种形式,分别为直接焚烧炉、对流换热式焚烧炉、催化燃烧焚烧炉、蓄热式焚烧炉以及蓄热式催化燃烧焚烧炉。直接燃烧法和对流式换热焚烧炉不适用于涂料、油墨生产企业,一般情况下不予以采用。蓄热式热氧化炉(Regenerative thermaloxidatizers, RTO)特点是换热器采用陶瓷蓄热床,氧化分解后气体将自身携带的大量热量传递并储蓄在蓄热床中,然后让进入氧化器的气体从蓄热床中获取热量。ROT的热回收率可高达 95%。
 
        ②适用范围和效果
 
        适用于治理浓度小于10g/Nm 3 的场合,处理风量范围在2.4~240m 3 /s之间。当浓度达到约1.5g/Nm 3 时,RTO可以做到不需要补充燃料。为了避免颗粒物对蓄热床的堵塞,废气进入反应器前需要预先去除颗粒物;为了防止中毒,废气中应该避免存在硅、磷、砷等其他重金属物质。工作燃料可以使用天然气或者轻柴油,原则上,不建议采用电加热。
 
        ③投资和运行成本
 
        设备投资约300~500万元(以10000m 3 /h计),运行费用约为50~80万元/年左右。
 
        (2)催化氧化炉
 
        ①基本原理
 
        催化氧化炉(catalytic oxidizer, CO)中,VOCs流经催化床,由于使用了催化剂,其反应温度比热力燃烧的温度低,废气进入催化剂床层前采用辅助加热器加热至320~430℃,催化剂最高设计工作温度可达540~675℃。催化剂在320~430℃下触发氧化分解反应,而催化剂本身并不参加反应。
 
        ②适用范围和效果
 
        催化氧化法适宜处理浓度范围在1000mg/m 3 以上,在可燃气体爆炸下限的25%以下。催化氧化器不能用于固体或液体颗粒物的浓度较高的场合,这些颗粒物会使得催化剂受到污染形成堵塞,如果颗粒物含有汞、硫和卤素化合物,将可能使得催化剂中毒。一般情况下,催化剂需要1-3年更换一次。使用过程中,还需要注意如果目标污染物存在容易聚合的物质,则应该慎重选用。
 
        ③投资和运行成本
 
        设备投资约300~500万元(以10000m 3 /h计),运行费用约为50万元/年左右。
 
        (3)高效吸附-强化脱附回收 VOCs 技术
 
        ①基本原理
 
        吸附法是处理低浓度 VOCs 的有效方法之一,它是通过吸附剂对 VOCs 进行吸附净化,将净化后的气体排入大气。因此去除率的高低与吸附效果有关,而吸附效果主要取决于吸附剂的性质、VOCs 的种类、浓度和吸附系统的操作温度、湿度、压力等因素。目前,常用的吸附剂有颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、活性氧化铝、硅胶和高聚物吸附树脂等。由于活性炭的价格低廉,吸附效果好,因此它是常用的吸附剂。但吸附法存在吸附剂再生、运行费用高及产生二次污染的问题,从而限制吸附法的应用。
 
        ②适用范围和效果
 
        技术应用可以适用 800~100000m3/h ; 尾气浓度200~150000mg/m3 。
 
        ③投资和运行成本
 
        设备投资约为 100-150 万(以处理风量为 10000m 3 /h 计算),运行费用 40-150万元。回收溶剂如果可以回用利用,则回收溶剂价值有可能与运行费用持平。主体设备为 10-15 年。
 
        (4)高效-吸附脱附-蓄热(催化)燃烧技术
 
        针对高风量低浓度废气,目前普遍采用的是高效吸附-脱附-蓄热(催化)燃烧技术。一般情况下处理风量规模为 20000~500000m 3 /h。主要原理是将来自不同排放源的气体收集后,首先经过预处理,去掉粉尘,然后使用活性炭或者沸石吸附,吸附饱和后的活性炭或者沸石则采用循环热风脱附,脱附后的高浓度有机废气进入蓄热式燃烧炉或者蓄热式催化氧化炉。
 
        设备投资基本上是 500~1000 万元(以处理风量为 50000m 3 /h 计算),运行费用为 30~100万元/年左右。主体设备使用寿命为 10~15年。
 
        (5)吸收-光解技术
 
        ①基本原理
 
        光氧化技术是通过紫外光照射产生的羟基自由基的氧化作用或者紫外光解照射下的直接光解作用降解和去除 VOCs 的方法。
 
        光催化技术则是利用紫外光照射催化剂表面产生羟基自由基氧化物去除 VOCs的方法。常温下,波长小于 253.7nm 的紫外光照射到二氧化钛表面,处于禁带的电子受到能量的激发,形成自由电子跃迁到导带,在禁带就产生空穴,这样形成电子-空穴对。利用空穴的氧化能力和自由电子的降解能力,与二氧化钛表面的水分子和二氧化碳分子发生化学反应,形成氧化能力极强的氢氧自由基,它可以氧化几乎所有的有机分子,有机物中所含有的 H和 C 元素被氧化成 CO 2 和 H 2 O。
 
        典型的喷淋吸收-光催化技术如图所示。
 
        ②适用范围和效果
        ③投资和运行成本
 
        设备投资约20~50万元(以10000m 3 /h计),运行费用约为5~8万元/年左右。
 
 
        综上,推荐采用喷淋塔+光催化氧化废气净化系统
 
        从以上分析可以看出,对于油墨、涂料以及胶黏剂等生产企业来讲,光催化技术是适用范围最广且最经济的净化技术,喷淋塔与光催化氧化设备的组合净化系统也是岚润环境技术幸运赛车针对该类企业推荐的油墨及涂料制造废气处理方案。
 
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