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浅析几类典型的VOC污染行业的废气治理方案

第一类:电子产品制造业

(一)行业基本情况

电子产品制造业一般可以分为电子元件及部件、印刷线路板电真空器件、半导体制造、平板显示器和电子终端产品装配等几大主要部分。

(二)污染物排放

电子元件主要的挥发性有机污染物排放来自于电子元件生产过程中清洗零部件或材料使用的一些甲苯、二甲苯等挥发性有机物的溶剂。

线路板生产过程有机废气主要来源于大量使用的油墨及稀释、清洁用挥发性有机物,其主要成分是苯、甲苯、二甲苯。

电真空器件(CRT)生产的挥发性有机物主要来自屏玻璃有机膜涂层中甲苯及其他挥发性有机物的排放。

TFT-LCD生产过程中要使用多种化学试剂和有机容积。TFT-LCD生产排放的废气分为酸性气体、碱性气体、有机废气和有毒气体四种类型。主要产生于基板清洗、化学气相沉淀(CVD)、光刻涂胶、刻蚀、剥离(去胶)、涂取向膜等主要工艺过程。

电子终端产品装配中挥发性有机物主要来源为清洗有机废气及产品喷漆生产过程中产生的漆雾和挥发性有机物。

(三)处理工艺

      对于电镀、蚀板、抗氧化、沉金、沉锡、喷锡、炸棍等工序废气,经净化塔吸收处理后达标高空排放。

      有机气体为主的气体经催化燃烧与活性炭吸附的组合工艺,或者采用TiO2光催化氧化分解与活性炭吸附的组合工艺。

工艺图举例如下:

废气处理工艺:干式过滤器+活性炭吸附+热风脱附+催化燃烧+风机烟囱

系流程简介:

未经处理的VOCs废气经洗涤塔后进入干式过滤装置,干式过滤通过物理过滤形式去除粒径>5μm的颗粒物,经预处理的有机废气进入活性炭吸附装置,通过控制活性炭吸附装置的流速及停留时间使有机物在活性炭微孔中发生极性物理吸附,吸附后的废气经引风机作用达标排放至排气筒。当蜂窝状活性炭吸附饱和时,启动催化燃烧系统。系统内循环至脱附温度后进入碳层进行脱附,脱附后的有机物进入催化炉进行加热和催化燃烧(无焰),催化燃烧后的气体达标排放至排气筒。

第二类:汽车制造业

(一)行业基本情况

汽车制造按工艺流程主要有以下几个部分:铸造、锻造、冲压、焊接、涂装、成型及总装。

(二)污染物排放

在汽车制造工艺流程中污染性废气主要来自于焊接及涂装工段,焊接工段主要污染物为电焊粉尘,焊接烟尘的离子小、粘性大、温度高、发尘量较大。主要成分为臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。

涂装工段车身喷漆是产生废气最多的环节,其中包含甲醛、苯等有害废气。喷漆房的主要成分是芳香烃的有机废气,浓度低,但含有少量的漆雾,容易堵塞废气处理设备,晾置室与喷漆室成分相近,不含漆雾,但废气量比喷漆室大。烘干室废气组分比较复杂,烘干电泳涂料和溶剂型涂料均有废气排出,但是成分和浓度差别较大。

(三)处理工艺

喷涂及焊接工段废气收集后合并处理高位排放,一般采用的工艺如下:

 

废气处理工艺:洗涤塔+干式过滤器+活性炭吸附+热风脱附+催化燃烧+风机烟囱

系统一工作原理(12万废气处理系统,此外4万风量系统工作原理与其相似):待处理的有机混合废气经引风机作用,先经过预处理装置(洗涤塔+干式过滤)去除废气中的颗粒物及由洗涤塔带出来的水雾,经过预处理后的废气进入活性炭吸附床,单套系统吸附床共有4个,可通过气动阀门来切换,使气体进入不同的吸附床,该吸附床是交替工作的,气体进入吸附床后,气体中的有机物质被活性炭吸附而停在活性炭的表面,从而使气体得以净化,净化后的达标气体再通过风机排向大气。当吸附床吸附饱和后,可启动脱附风机对该吸附床脱附,脱附气体首先经过催化床中的换热器,然后进入催化床中的预热器,在电加热器的作用下,使气体温度提高到300℃左右,再通过催化剂,有机物质在催化剂的作用下进行催化燃烧,有机气体被分解为CO2H2O,同时放出大量的热,气体温度进一步提高,该高温气体再次通过换热器,与进来的冷风换热,回收一部分热量。从换热器出来的气体分两部分:一部分直接排空;另一部分进入吸附床对活性炭进行脱附。当脱附温度过高时,可启动补冷风机进行补冷,使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内。活性炭吸附床内温度超过报警值,自动启用火灾应急自动喷淋系统。

 

第三类:化工企业

(一)行业基本情况

化学工业生产装置复杂,不同化工生产行业产生的废气成分差别很大,安全方面的风险系数也很高,一般生产过程中伴随着大量的易燃易爆气体的产生。

(二)污染物排放

1. 易燃易爆气体较多。如低沸点的酮、醛、易聚合的不饱和烃等。容易引起火灾、爆炸事故,危害极大。

2. 排放物大多都有刺激性或腐蚀性。如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氟化氢等气体都有刺激性或腐蚀性,尤其二氧化硫排放量最大。二氧化硫气体直接损害人体健康,腐蚀金属、建筑物和雕塑表面,还易氧化成硫酸盐降落到地面。

3. 废气中浮游粒子种类多、危害大。化工生产排出的浮游粒子包括粉尘、烟气、酸雾等,种类繁多,对环境危害较大。

(三)处理工艺

化工企业废气在处理工艺方面主要可根据VOC浓度、组分及风量作为依据选择不同类型的处理方法。

 

一般采用工艺如下:

废气处理工艺:

过滤+风机+RTO+三级碱洗+烟囱”工艺处理贵司含其他有机组分部分的有机废气。

工作原理:

待处理的含CH2Cl2组分的有机混合废气经引风机作用进入干式过滤箱去除部分颗粒物,经过初步过滤后的洁净废气进入经预处理的有机废气进入预热室吸热升温后,进入燃烧室高温焚烧(升温到800-850℃左右),VOCs挥发性有机物氧化成二氧化碳和水,再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放,蓄存的热量用于预热新进入的有机废气,经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。高温氧化后的尾气经过RTO出口管路排出,排出气体经三级碱洗后达标排入烟囱,废气达标排放。

备注说明:废气成分为CH2Cl2,经过焚烧处理后产生HCl气体,需要经过碱洗处理,经过燃烧后的进入碱洗塔的温度在80-120摄氏度;废气经过碱洗,HCl与碱液中的NaOH反应,生成NaCl会产生结晶,产生的结晶会堵塞碱洗塔,故业主需要设置一个单独的水箱用来处理碱洗塔产生的废水,将NaCl沉淀处理,处理后的水进入碱洗塔循环使用。




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