廢舊鐵桶再生利用的有機(jī)廢氣治理工程實(shí)例

楊 靖

（佛山市騰源環(huán)保科技有限公司，廣東 佛山 528300）

1 項(xiàng)目概況

廣東佛山某環(huán)?？萍加邢薰局鳡I工業(yè)是固體廢物和危險(xiǎn)廢棄物收集、暫存、處置、利用；再生資源回收、加工；包裝桶產(chǎn)品銷售等。該公司具有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，建設(shè)了先進(jìn)的分選、清洗、翻新等多種規(guī)格的舊鋼桶翻新生產(chǎn)線，工藝流程如下：

①舊包裝鐵桶→可再生→倒殘液→浸泡、反應(yīng)、吸附→抽液→水性噴漆→烘干→成品；

②舊包裝鐵桶→不可再生→清洗→開板→切割→壓板→蒸煮→廢板材→送廠家綜合利用。

2 廢氣排放量及排放標(biāo)準(zhǔn)

2.1 廢氣排放量

本項(xiàng)目在倒殘液、浸泡、反應(yīng)、吸附、抽液、噴漆、烘干、蒸煮工藝過程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，經(jīng)過核算，廢氣治理系統(tǒng)總處理風(fēng)量為50 000 m3/h。

2.2 排放標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目的有機(jī)廢氣經(jīng)治理后進(jìn)行排放，甲苯、二甲苯、總VOCs要求符合廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB44/814-2010表2第二時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)；顆粒物含量要求符合廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》DB44/27-2001表2第二時(shí)段二級標(biāo)準(zhǔn)。

3 廢氣治理工藝

3.1 廢氣治理工藝

綜合以上情況，根據(jù)本項(xiàng)目在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣風(fēng)量大、污染物濃度低等特點(diǎn)，結(jié)合同類工程經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)方案擬選用“預(yù)處理+蜂窩活性炭吸附+催化燃燒”組合工藝，具體工藝流程如圖1所示。

圖1 廢氣處理工藝流程圖

3.2 工藝說明

3.2.1 預(yù)處理系統(tǒng)

其工作流程是有機(jī)廢氣經(jīng)收集總管接入至高效旋流洗滌凈化塔進(jìn)風(fēng)口中時(shí)，廢氣由下方切線進(jìn)入塔體并向上流動(dòng)，通過塔板葉片的導(dǎo)向作用使廢氣旋轉(zhuǎn)上升，液滴被氣流帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強(qiáng)化氣液間的接觸，最后甩到塔壁上沿壁下流，經(jīng)過溢流裝置到下一層塔板上，再次被氣流霧化后與氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，廢氣中的顆粒會(huì)在旋流塔板上被水霧粘附，然后受離心力作用被甩到塔壁，從而達(dá)到去除的目的。因此，該方法具有較高的去除效率和降溫效率。

有機(jī)廢氣從高效旋流洗滌凈化塔出來后，氣流的方向由下往上猛然轉(zhuǎn)為由上往下進(jìn)入高效除霧器（復(fù)合慣性旋流式除霧器）內(nèi)，此除霧器為實(shí)用新型專利設(shè)備，專利號(hào)為（ZL201921625109.9）。此設(shè)備包括筒體、中心進(jìn)氣管、出氣管以及除霧結(jié)構(gòu)：其所述筒體的下部設(shè)有補(bǔ)水管和排水管；所述中心進(jìn)氣管設(shè)在筒體內(nèi)，中心進(jìn)氣管的進(jìn)霧口伸出筒體外與外界連通，中心進(jìn)氣管的出霧口位于筒體內(nèi)腔的中部并連通；所述出氣管設(shè)在筒體上且位于出霧口上方，出氣管的進(jìn)氣口與筒體內(nèi)腔連通，出氣管的出氣口伸出筒體外且與外界連通；所述除霧結(jié)構(gòu)設(shè)在中心進(jìn)氣管的外壁與筒體的內(nèi)壁間且位于出霧口的上方及進(jìn)氣口的下方。在實(shí)際工作過程中，有機(jī)廢氣隨著氣流的方向忽然改變，在慣性力及內(nèi)設(shè)除霧板的作用下，氣流中的水霧被分離出來，從而達(dá)到除霧的目的，同時(shí)，保護(hù)后面的治理設(shè)施能長期高效穩(wěn)定運(yùn)行。

經(jīng)過高效除霧器處理后有機(jī)廢氣再進(jìn)入干式過濾器，干式過濾器內(nèi)設(shè)多層復(fù)合濾材，能有效過濾、攔截廢氣中細(xì)小的漆霧、水霧以及顆粒粉塵，確保廢氣中顆粒物的含量低于1 mg/m3（HJ 2026-2013技術(shù)規(guī)范中的數(shù)據(jù)），防止后續(xù)的蜂窩活性炭表面受到污染而導(dǎo)致吸附功能失效，同時(shí)，保護(hù)后面的治理設(shè)施能長期高效穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.2 蜂窩活性炭吸附系統(tǒng)

經(jīng)干式過濾器處理后的氣體進(jìn)入蜂窩活性炭吸附裝置。由于活性炭（吸附劑）具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)特征，比表面積很大，當(dāng)它與有機(jī)污染物（吸附質(zhì)）接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用力―范德華力，有機(jī)污染物會(huì)被吸附于活性炭孔道的表面上，使氣體得到凈化[1]。

3.2.3 催化燃燒系統(tǒng)

催化燃燒可以在較低溫度下將廢氣中的有機(jī)物氧化為CO2和H2O，并釋放一定熱能，還可以利用余熱對活性炭進(jìn)行脫附再生，達(dá)到活性炭循環(huán)再利用的效果[2]。

TYCR型催化凈化裝置設(shè)置了以蜂窩狀氧化鋁陶瓷為載體的貴金屬鉑、鈀催化劑。蜂窩陶瓷載體是比較理想的載體形式，它具有很高的比表面積，壓力降較片粒柱狀低，機(jī)械強(qiáng)度大，耐磨，耐熱沖擊[3]。TYCR型催化凈化裝置內(nèi)設(shè)電加熱、板式換熱器及內(nèi)循環(huán)熱風(fēng)系統(tǒng)，換熱效率高。當(dāng)活性炭吸附床吸附飽和后，可啟動(dòng)脫附風(fēng)機(jī)對該吸附床進(jìn)行脫附。在開始階段，電加熱產(chǎn)生的熱風(fēng)（100 ℃±10 ℃）進(jìn)入飽和的活性炭床促使有機(jī)污染物從活性炭表面脫附出來，形成小風(fēng)量（約為處理風(fēng)量的1/10）高濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)換熱器吸熱后進(jìn)入催化床，在催化劑的作用下，使其在比正常燃燒溫度低得多的溫度下（280 ℃～300 ℃）氧化燃燒分解為CO2和H2O，同時(shí)釋放出大量的熱，使氣體溫度進(jìn)一步提高，此時(shí)高溫氣體再次通過換熱器，與進(jìn)來的冷風(fēng)換熱，回收一部分熱量。其中，從換熱器出來的氣體分兩部分：一部分直接排入空中；另一部分進(jìn)入吸附床再次對活性炭進(jìn)行脫附。需要注意的是，當(dāng)脫附溫度過高時(shí)可啟動(dòng)補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)冷，使脫附氣體溫度穩(wěn)定在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。

4 主要設(shè)備及其參數(shù)

（1）高效旋流洗滌凈化塔：參數(shù)：型號(hào)TYXL-50；處理風(fēng)量50 000 m3/h；外型尺寸Φ3 000×6 500 mm；空塔速度1.94 m/ s；液氣比1.2 L/m3；循環(huán)水箱容積4.2 m3；水泵型號(hào)GD100-28-5.5 kw，流量57 m3/h，揚(yáng)程23 m，功率5.5 kw；數(shù)量1臺(tái)。

（2）高效除霧器（復(fù)合慣性旋流式除霧器）：參數(shù)：型號(hào)TYCW-50；處理風(fēng)量50 000 m3/h；外型尺寸Φ3 000×2 750 mm；空塔速度1.96 m/s；數(shù)量1臺(tái)。

（3）干式過濾器：參數(shù)：型號(hào)TY/GL-25K；處理風(fēng)量25 000 m3/h；外型尺寸2 500 mm×2 500 mm×2 600 mm；G4初效過濾9組/臺(tái)；F9袋式過濾9組/臺(tái)；數(shù)量3臺(tái)（2用1備）。

（4）活性炭吸附裝置參數(shù)：型號(hào)TY/TF-25K；處理風(fēng)量25 000 m3/h；外型尺寸2 500 mm×2 500 mm×2 800 mm；蜂窩活性炭裝填量3.12 m3/臺(tái)，數(shù)量3臺(tái)（2用1備）。

（5）催化燃燒裝置參數(shù)：型號(hào)TYCR-3K；處理風(fēng)量3 000 m3/h；外型尺寸1 720 mm×1 150 mm×2 550 mm；電加熱功率81 kw；催化劑型號(hào)KMF-N12A-006（320塊）；數(shù)量1臺(tái)。

（6）主風(fēng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)KTF-Ⅱ-1 120C-75kw；風(fēng)量55 556 m3/ h，全壓3 193 Pa，轉(zhuǎn)速1 240 rpm功率：75kw；數(shù)量1臺(tái)。

（7）再生風(fēng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)Y5-48-No4C-5.5kw；風(fēng)量3 374 m3/ h，全壓2 254 Pa，轉(zhuǎn)速3 550 rpm，功率5.5kw；數(shù)量1臺(tái)。

（8）補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)4-72-13No3.2A-2.2kw；風(fēng)量2 996 m3/ h，全壓1 006 Pa，轉(zhuǎn)速2 900 rpm，功率2.2kw；數(shù)量1臺(tái)。

5 運(yùn)行結(jié)果

5.1 污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 有機(jī)廢氣排放口檢測結(jié)果

5.2 處理效果和投資運(yùn)行費(fèi)用

采用“預(yù)處理+蜂窩活性炭吸附+催化燃燒”處理有機(jī)廢氣，總VOCs凈化效率可達(dá)到95%，甲苯、二甲苯、總VOCs以及顆粒物含量均已達(dá)地方標(biāo)準(zhǔn)。

該項(xiàng)目投資的主要設(shè)備為高效旋流洗滌凈化塔、高效除霧器、活性炭吸附裝置、催化燃燒裝置、輸送管道和電氣控制系統(tǒng)。購買設(shè)備加上安裝費(fèi)用，投資總額約為110萬元。如系統(tǒng)每天運(yùn)行16 h，年運(yùn)行330天，年運(yùn)行費(fèi)用約為40萬元/a。

6 結(jié)論

①利用活性炭吸附VOCs廢氣中的有機(jī)物，不僅凈化效率高，而且工藝安全可靠，其適用范圍廣泛[4]。

②高效除霧器造價(jià)成本以及維護(hù)成本均低，其可有效去除氣體中的水份，且除霧效果好。