模具制品廢氣凈化方案

一、工程概況 

xx模具制品有限公司，是一家生產(chǎn)加工各類塑膠制品(包括裝配)外殼和配件模具的企業(yè)。因生產(chǎn)需要，擬擴建1座注塑車間(4臺注塑大機+8臺注塑機)。在日常生產(chǎn)中，注塑機在高溫?zé)崛酃ば蛑袝�產(chǎn)生揮發(fā)性有機物，形成有機廢物，這些揮發(fā)性有機物廢物具有效強的刺激性氣味，會刺激人的眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚等。若上述注塑有機廢氣不經(jīng)深度處理而直接排出室外，將對周圍廠區(qū)周邊大氣環(huán)境造成污染。業(yè)主具有積極的環(huán)保意識，現(xiàn)計劃投資建設(shè)1套車間注塑有機廢氣收集及深度凈化治理設(shè)施，且該廢氣經(jīng)凈化治理后須達到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB44/27-2001)第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)中“現(xiàn)有污染源排放限值”規(guī)定的排放濃度和速率要求后引入高空排放。

二、設(shè)計依據(jù)與原則

2.1 工程基本內(nèi)容

xx模具制品有限公司 已建注塑(4臺注塑大機+8臺注塑機)有機廢氣的收集、車間外凈化治理設(shè)施、排放口和檢測平臺，主要包括:車間內(nèi)集氣罩和收集風(fēng)管、車間外廢氣輸送風(fēng)管、中壓離心風(fēng)機、預(yù)處理+UV光催化氧化分解裝置、檢測平臺和檢測口、檢修平臺和檢修門、防護欄、爬梯等。

2.2 工程設(shè)計基礎(chǔ)資料

1、甲方提供的該工程項目設(shè)計委托；

2、甲方提供的擴建注塑車間廢氣產(chǎn)生點的現(xiàn)場平面位置圖、已建構(gòu)筑物位置圖以及標(biāo)高、工程場地等數(shù)據(jù)資料；

3、甲方提供的有關(guān)原材料中揮發(fā)性有機物的成分?jǐn)?shù)據(jù)和說明資料；

4、甲方提供的廢氣種類、濃度范圍、排放規(guī)律等數(shù)據(jù)資料；

2.3 設(shè)計依據(jù)

1、國家標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)；

2、國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ1-2010) ；

3、國家標(biāo)準(zhǔn)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》(GBZ2-2007)；

4、廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001) ；

2.4 設(shè)計參數(shù)資料

1、《三廢處理工程技術(shù)手冊•廢氣卷》化學(xué)工業(yè)出版社；

2、《環(huán)境工程計算手冊》中國石化出版社；

3、《環(huán)保設(shè)備材料手冊》(第二版)治金工業(yè)出版社；

4、《環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社；

5、《工業(yè)廢氣凈化與利用》化學(xué)工業(yè)出版社；

6、《環(huán)境工程手冊▪工業(yè)廢氣控制卷》高等教育出版社；

7、《化工環(huán)境保護設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社；

8、《大氣環(huán)境工程師實用手冊》化學(xué)工業(yè)出版社。

2.5 設(shè)計原則

· 經(jīng)濟與效益原則

  廢氣處理相對于其他行業(yè)是只投入而不產(chǎn)出，因此必須要以最小的投資，取得最大效益，同時還需確保廢氣參數(shù)達標(biāo)排放。

· 采用先進成熟可靠、節(jié)省投資的技術(shù)原則

  環(huán)境污染、大氣霾物日趨嚴(yán)重，越來越引起人們的關(guān)注，各種環(huán)保技術(shù)也相繼問世，然而許多環(huán)保技術(shù)仍需要實踐檢驗，在選擇處理技術(shù)時，必須采用先進成熟可靠、節(jié)省投資的技術(shù)。

· 建筑布局實用美觀的原則

  廢氣處理構(gòu)布局首先考慮的是其實用性，但隨著審美的不斷發(fā)展，廢氣處理構(gòu)筑物的布局和外形也要有一定的美觀性，既要和當(dāng)?shù)丨h(huán)境和建筑相協(xié)調(diào)，又要獨樹一幟，別具一格。

三、設(shè)計處理規(guī)模及治理目標(biāo)

3.1 注塑車間廢氣排風(fēng)量核算

3. 1.1現(xiàn)場調(diào)查資料

業(yè)主擬擴建注塑車間1座，內(nèi)部設(shè)立4臺注塑大機+8臺注塑機。車間未建氣罩、收集風(fēng)管，樓頂未建注塑有機廢氣凈化系統(tǒng)。

3.1.2 廢氣風(fēng)量核算

﹙1﹚4臺注塑大機

若按照每臺注塑機所產(chǎn)生注塑有機廢氣量1500m3/h.臺進行核算，則4臺注塑大機所產(chǎn)生注塑有機廢氣量為:Q＝4臺*1500m3/h.臺＝6000 m3/h。

﹙2﹚8臺注塑機

若按照每臺注塑機所產(chǎn)生注塑有機廢氣量1000 m3/h. 臺進行核算，則8臺注塑小機所產(chǎn)生注塑有機廢氣量為: Q＝8000 m3/h，考慮到現(xiàn)場條件、安全因素和盡量減少廢氣排放口原則，本項目計劃配套建設(shè)1套* Q＝15000 m3/h的注塑有機廢氣凈化治理系統(tǒng)。

3.2 環(huán)保治理目標(biāo)

按照深圳市人居委關(guān)于本項目的環(huán)評報告表及批復(fù)意見要求，該項目擴建注塑車間所產(chǎn)生注塑廢氣經(jīng)凈化治理后須達到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》﹙DB44/27-2001﹚第二時段二級標(biāo)準(zhǔn)中“現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值”規(guī)定的排放濃度、排放速率﹙15m﹚要求，具體參數(shù)如下：

四、有害溶劑污染物基本性質(zhì)

注塑廢氣成分比較復(fù)雜，主要為顆粒物、氯乙烯、丙烯腈、非甲烷總烴等污染物。其中揮發(fā)性有機物﹙非甲烷總烴﹚通常指甲烷以外的所有可揮性的碳?xì)浠�合物﹙其中主要是C2-C8﹚。它們可在有機物質(zhì)的生成過程中形成，也可以在有機物質(zhì)發(fā)生化學(xué)分解或生物學(xué)降解的過程中 形成，并逸入大氣。非甲烷總烴具有相對強的活性，是一種性格比較活潑的氣體，導(dǎo)致它們在大氣中既可以以一次揮發(fā)物的氣態(tài)存在，又可以在紫外線照射下，在PM10顆粒物中發(fā)生無窮無盡的變化，再次生成為固態(tài)、液態(tài)或二者并存的二次顆粒物存在；且參與反應(yīng)的這些化合物壽命還相對較長，可以隨著風(fēng)吹雨淋等天氣變化，或者飄移擴散，或者進入水和土壤，污染環(huán)境。非甲烴總烴對人體健康的影響主要是刺激眼睛和呼吸道，使皮膚過敏，使人產(chǎn)生頭痛、咽痛與乏力，其中還包含了很多致癌物質(zhì)。

五、廢氣處理方法簡介及選擇

目前，對注塑有機類廢氣凈化方法 ，主要有吸收法 、吸附法、冷凝法、燃燒法、光催化氧化法。

5.1 吸收法

吸收法主要是采用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑（如水、天然樵物吸收劑、含化學(xué)藥劑的溶液、柴油、硅油等）來吸收凈化廢氣中的有機污染物。吸收法方法簡單，運行費用低，處理風(fēng)量不受限制，適于處理低濃度并含有顆粒物的廢氣。對不同的有機污染物，可選擇不同的液體吸收劑。吸收法的設(shè)備有噴淋塔、填料塔、旋流板塔、鼓泡塔等。該法操作簡單，能耗低，運行成本低廉，但對于廢氣中揮發(fā)性很強的有機溶劑，若采用合適的吸收劑，將達到很好的凈化效果。而實際應(yīng)用時沒有選擇合適的吸收液，揮發(fā)性氣體處理效果不是很理想，因此，吸收法一般不被單獨用來處理注塑廢氣，而多數(shù)被設(shè)計作為注塑類有機廢氣組合處理方法中的前處理工藝，用來去除廢氣中的顆粒物和揮發(fā)性有機物。

5.2 吸附法

吸附法主要是采用吸附材料（如活性炭、焦炭、硅藻土、分子篩等）來吸附凈化廢氣中的有機污染物。這種方法比較適合于處理低濃度大風(fēng)量的有機廢氣。該法操作簡單，管理方便，處理效果好。由于吸附法的反應(yīng)均發(fā)生在吸附材料的表面，水、溶液與油霧等都可以粘住吸附材料的表面使其喪失作用，故該法在使用中應(yīng)防止上述物質(zhì)對吸附材料的影響。

5.3 冷凝法

冷凝法是將廢氣的溫度降低，使廢氣中的有機污染物冷凝、凝結(jié)成液體而與廢氣分離，以此來達到凈化目的！這種方法適用于廢氣量較小、有機污染物濃度高的廢氣的凈化，并可以回收資源。但該法投資大，能耗高，操作復(fù)雜，不適宜處理大風(fēng)量、低濃度的廢氣！

5.4 燃燒法

由于有機物均具有可燃性，因此可以采用燃燒法來處理有機廢氣。燃燒法可分為直接燃燒法和催化燃燒法。

直接燃燒法：利用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度（700-800℃），駐留一定的時間，使可燃的有害氣體燃燒。該法工藝簡單、設(shè)備投資少，但能耗大、運行成本高。

催化燃燒法：將廢氣加熱到200~300℃經(jīng)過催化床燃燒，達到凈化目的。該法能耗低、凈化率高、無二次污染、工藝簡單操作方便。適用于高溫高濃度的有機廢氣治理，不適用于低濃度、大風(fēng)量的有機廢氣治理。

5.5 光催化氧化分解法

通過高壓電源產(chǎn)生高磁，通過高磁發(fā)生器向設(shè)備內(nèi)部發(fā)射高磁使UV光紫外燈產(chǎn)生紫外線和臭氧分解惡臭氣體，改變惡臭氣體如：氨、三甲膠、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC類，苯系物、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丙酮、丁酮、甲醛、乙醛、乙酸乙酯、苯乙烯、烷烴、烯烴、煥烴、芳香烴、酚、硫化氫、硫醇、硫醚、氨、胺、吲哚、硝基、的分子鏈結(jié)構(gòu)，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物，如CO2、H2O等。

先利于超強高磁對流對有機廢或無機廢氣進行快速列解分裂打短，再利用高能高臭氧 UV 紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧 ，即活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合 ，進而產(chǎn)生臭氧 。最后通過臭氧發(fā)生器制造足夠的氧離子對廢氣進行氧化 ，達到讓廢氣生成二氧化碳和水的效果。

有機廢氣→對流高磁+光解+O2→O-+*（活性氧）O+O2 →O3→CO2+H2O（達標(biāo)排放）眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用，對惡臭氣體及其它刺激性異味，有立桿見影的效果。

當(dāng)有機廢氣經(jīng)排風(fēng)設(shè)備輸入到本凈化設(shè)備后，凈化設(shè)備運用高能UV紫外線光束及臭氧對惡臭氣體進行協(xié)同分解氧化反應(yīng)，使惡臭氣體物質(zhì)其降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風(fēng)管道排出室外。利用高能UV光束裂解惡臭氣體中細(xì)菌的分子鍵，破壞細(xì)菌的核酸（DNA），再通過臭氧進行氧化反應(yīng)，徹底達到脫臭及殺滅細(xì)菌的目的。

通過以上對業(yè)主使用原材料分析、注塑有機廢氣濃度及生產(chǎn)工藝流程分析，并結(jié)合工程的情況（有機廢氣濃度很低、VOCs量少和顆粒物濃度低等點），本方案注塑廢氣的凈化治理選用預(yù)處理+UV光催化氧化分解裝置凈化工藝。

 六、工程實施

6.1廢氣凈化工藝流程示意圖

6.2 工藝流程說明

UV 光催化氧化分解器 （ VOCs 去除率 90% 以上）

車間擬擴建 8+4臺注塑機所產(chǎn)生的低濃度有機廢氣被收集（收集率 90% 以上）后，通過管道和風(fēng)機引入高效 UV光催化氧化分解器。UV光解光催化氧化廢氣處理設(shè)備利用特制的高能 UV紫外線光束照射VOC有機廢氣，裂解有機廢氣如 ：氯乙烯、丙烯腈、非甲烷總等的分子結(jié)構(gòu)，使有機化合物分子鏈 ，在高能紫外線光束 照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物 ，如CO2、H2O等。

利用高能 UV 紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧 ，即活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合 ，進而產(chǎn)生臭氧 。 UV+O2→O-+O*0 士  （活性氧） 0+02→03 （臭氧） ，眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用 ，對有機氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。

納米光催化 Ti02 ，其作用機理簡單來說 ：納米光催化劑 TiO2在特定波長的光的照射下受激生成”電子一空穴 對 （一種高能粒子），這種“ 電子一空穴”對和周圍的水、氧氣發(fā)生作用后 ，就具有了極強的氧化一還原能力 ，能將空氣中醛類、烴類等污染物直接分解成無害無味的物質(zhì) ，從而達到了消除空氣污染的目的。

6.3 工藝特點

1、系統(tǒng)過風(fēng)速度小 ，阻力相對較低，耗能少；

2、設(shè)備安裝維護簡單 ，運行成本低 ；

3、無可燃性、爆炸性、危險性；

4、凈化裝置設(shè)有多套檢修口 ，并相應(yīng)配置檢修平臺 ，維護管理方便 。