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工業廢氣處理

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油墨及涂料制造廢氣處理

發布時間:2018/11/17 點擊量:

嵐潤環境技術有限公司,可以提供油墨及涂料制造廢氣處理方案 :
 
        涂料制造廠:指在天然樹脂或合成樹脂中加入顏料、溶劑和輔助材料,經過加工后制成覆蓋材料的生產加工企業,包括生產涂料及其稀釋劑、脫漆劑等輔助材料的工廠。
 
        油墨及其類似產品制造廠:指由顏料、連接料(樹脂、溶劑等輔助材料)和填充料經過混合、研磨調制而制備用于印刷的有色膠漿狀物質或液體,以及用于計算機打印、復印機用墨等的生產加工企業。
 
        膠黏劑、粘合劑制造廠:指以黏料為主劑,配合各種固化劑、增塑劑、填料、溶劑、防腐劑、穩定劑和偶聯劑等助劑配制制備膠黏劑(也稱黏合劑)的生產加工企業。
 
        密封用填料及類似品制造廠:指用于建筑涂料、密封和漆工用的填充料,以及其他類似化學材料制造的生產加工企業。
 
 
常見的涂料、油墨、膠黏劑等生產企業廢氣成分分析
涂料、油墨生產廠主要廢氣排放環節、廢氣濃度和排放量分析
        從上表可見,主要的有機溶劑揮發來自于涂料、油墨生產車間,其排放量可能占總排放量 70~90%。涂料和油墨生產排污環節與涂料廠的規模、研磨和分散設備類型以及投料方式有關。
 
 
廢氣排放標準
 
        我國幾個典型的省市已經在緊鑼密鼓地加緊地方大氣污染物排放標準的制定工作。
 
        1. 國家正在制定《涂料、油墨及膠黏劑工業大氣污染物排放標準》,現已對外發布征求意見稿。
 
        2. 北京市:北京地方大氣污染綜合排放標準(2007 年)制定的涂料、油墨和粘合劑生產的 NMHC 的排放濃度為 100mg/m 3 (第一時段)、20mg/m 3 (第二時段)。北京市有機化學品制造業大氣污染物排放標準(DB11/1385-2017)中管控涂料油墨膠黏劑制造業,規定了顆粒物、非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯、苯系物、苯乙烯、甲醛、乙酸酯類、醛酮類、揮發性鹵代烴等 11 項指標。
 
        3. 天津市:2014 年頒布的天津市工業廢氣排放標準中,也專門規定了涂料油墨制造的VOCs、甲苯+二甲苯和苯的排放標準,針對苯提出了 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).膠黏劑行業屬于其他行業,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:上海市設置有專門的《涂料油墨及其類似產品制造工業大氣污染物排放標準》(DB31/881-2015),規定了基本控制項目、選擇控制項目,首次提出了廠區監控濃度限值。
 
        5. 河北省:河北 2016 年頒布了工業廢氣中 VOCs 排放控制標準,也將涂料油墨膠黏劑生產納入管控行列
 
        6. 江蘇省:江蘇省 2016 年頒布了汽車制造、家具制造和化學工業揮發性有機物排放標準,其中涂料油墨膠黏劑制造列入《化學工業揮發性有機物排放標準》(DB32/3151-2016)
 
        7. 行業標準:與涂料、油墨、膠黏劑相關的行業排放標準是《合成樹脂工業污染物排放標準》(GB 31572-2015)。給出了按照不同樹脂的生產的特征污染物的排放限值,還規定了單位產品 NMHC 的排放量。
 
        其他省市暫時執行的是國家《大氣污染物綜合排放標準》《惡臭污染物排放標準》,或者當地的地方標準。
 
 
油墨及涂料制造廢氣處理方案
 
        涂料、油墨及其類似產品生產企業的有機廢氣處理技術主要是吸附、吸收和催化氧化,其中主要是活性炭吸附法,但由于帶來很大的危險廢物處置問題,因此實際效果很不理想。
 
        目前比較流行和成功的技術有吸附-脫附-回收(催化、RTO)技術、濃縮-RTO 技術、直接 RTO 技術、直接催化氧化技術、噴淋洗滌-光催化技術、深度冷凝技術等。下面分別介紹。
 
        (1)蓄熱式熱氧化技術
 
        ①基本原理
 
        燃燒法是利用 VOC 易燃燒性質進行處理的一種方法。通常采用的燃燒爐有五種形式,分別為直接焚燒爐、對流換熱式焚燒爐、催化燃燒焚燒爐、蓄熱式焚燒爐以及蓄熱式催化燃燒焚燒爐。直接燃燒法和對流式換熱焚燒爐不適用于涂料、油墨生產企業,一般情況下不予以采用。蓄熱式熱氧化爐(Regenerative thermaloxidatizers, RTO)特點是換熱器采用陶瓷蓄熱床,氧化分解后氣體將自身攜帶的大量熱量傳遞并儲蓄在蓄熱床中,然后讓進入氧化器的氣體從蓄熱床中獲取熱量。ROT的熱回收率可高達 95%。
 
        ②適用范圍和效果
 
        適用于治理濃度小于10g/Nm 3 的場合,處理風量范圍在2.4~240m 3 /s之間。當濃度達到約1.5g/Nm 3 時,RTO可以做到不需要補充燃料。為了避免顆粒物對蓄熱床的堵塞,廢氣進入反應器前需要預先去除顆粒物;為了防止中毒,廢氣中應該避免存在硅、磷、砷等其他重金屬物質。工作燃料可以使用天然氣或者輕柴油,原則上,不建議采用電加熱。
 
        ③投資和運行成本
 
        設備投資約300~500萬元(以10000m 3 /h計),運行費用約為50~80萬元/年左右。
 
        (2)催化氧化爐
 
        ①基本原理
 
        催化氧化爐(catalytic oxidizer, CO)中,VOCs流經催化床,由于使用了催化劑,其反應溫度比熱力燃燒的溫度低,廢氣進入催化劑床層前采用輔助加熱器加熱至320~430℃,催化劑最高設計工作溫度可達540~675℃。催化劑在320~430℃下觸發氧化分解反應,而催化劑本身并不參加反應。
 
        ②適用范圍和效果
 
        催化氧化法適宜處理濃度范圍在1000mg/m 3 以上,在可燃氣體爆炸下限的25%以下。催化氧化器不能用于固體或液體顆粒物的濃度較高的場合,這些顆粒物會使得催化劑受到污染形成堵塞,如果顆粒物含有汞、硫和鹵素化合物,將可能使得催化劑中毒。一般情況下,催化劑需要1-3年更換一次。使用過程中,還需要注意如果目標污染物存在容易聚合的物質,則應該慎重選用。
 
        ③投資和運行成本
 
        設備投資約300~500萬元(以10000m 3 /h計),運行費用約為50萬元/年左右。
 
        (3)高效吸附-強化脫附回收 VOCs 技術
 
        ①基本原理
 
        吸附法是處理低濃度 VOCs 的有效方法之一,它是通過吸附劑對 VOCs 進行吸附凈化,將凈化后的氣體排入大氣。因此去除率的高低與吸附效果有關,而吸附效果主要取決于吸附劑的性質、VOCs 的種類、濃度和吸附系統的操作溫度、濕度、壓力等因素。目前,常用的吸附劑有顆粒活性炭、活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、活性氧化鋁、硅膠和高聚物吸附樹脂等。由于活性炭的價格低廉,吸附效果好,因此它是常用的吸附劑。但吸附法存在吸附劑再生、運行費用高及產生二次污染的問題,從而限制吸附法的應用。
 
        ②適用范圍和效果
 
        技術應用可以適用 800~100000m3/h ; 尾氣濃度200~150000mg/m3 。
 
        ③投資和運行成本
 
        設備投資約為 100-150 萬(以處理風量為 10000m 3 /h 計算),運行費用 40-150萬元。回收溶劑如果可以回用利用,則回收溶劑價值有可能與運行費用持平。主體設備為 10-15 年。
 
        (4)高效-吸附脫附-蓄熱(催化)燃燒技術
 
        針對高風量低濃度廢氣,目前普遍采用的是高效吸附-脫附-蓄熱(催化)燃燒技術。一般情況下處理風量規模為 20000~500000m 3 /h。主要原理是將來自不同排放源的氣體收集后,首先經過預處理,去掉粉塵,然后使用活性炭或者沸石吸附,吸附飽和后的活性炭或者沸石則采用循環熱風脫附,脫附后的高濃度有機廢氣進入蓄熱式燃燒爐或者蓄熱式催化氧化爐。
 
        設備投資基本上是 500~1000 萬元(以處理風量為 50000m 3 /h 計算),運行費用為 30~100萬元/年左右。主體設備使用壽命為 10~15年。
 
        (5)吸收-光解技術
 
        ①基本原理
 
        光氧化技術是通過紫外光照射產生的羥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。
 
        光催化技術則是利用紫外光照射催化劑表面產生羥基自由基氧化物去除 VOCs的方法。常溫下,波長小于 253.7nm 的紫外光照射到二氧化鈦表面,處于禁帶的電子受到能量的激發,形成自由電子躍遷到導帶,在禁帶就產生空穴,這樣形成電子-空穴對。利用空穴的氧化能力和自由電子的降解能力,與二氧化鈦表面的水分子和二氧化碳分子發生化學反應,形成氧化能力極強的氫氧自由基,它可以氧化幾乎所有的有機分子,有機物中所含有的 H和 C 元素被氧化成 CO 2 和 H 2 O。
 
        典型的噴淋吸收-光催化技術如圖所示。
 
        ②適用范圍和效果
        ③投資和運行成本
 
        設備投資約20~50萬元(以10000m 3 /h計),運行費用約為5~8萬元/年左右。
 
 
        綜上,推薦采用噴淋塔+光催化氧化廢氣凈化系統
 
        從以上分析可以看出,對于油墨、涂料以及膠黏劑等生產企業來講,光催化技術是適用范圍最廣且最經濟的凈化技術,噴淋塔與光催化氧化設備的組合凈化系統也是嵐潤環境技術有限公司針對該類企業推薦的油墨及涂料制造廢氣處理方案。
 
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