某精密機(jī)械廠活性炭吸附裝置工程介紹

曾石

江蘇蘇科環(huán)境科技咨詢有限公司

某精密機(jī)械廠活性炭吸附裝置工程介紹

曾石

江蘇蘇科環(huán)境科技咨詢有限公司

某精密機(jī)械廠涂裝線生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣處理設(shè)施比較老舊，無法有效去除產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。為減輕生產(chǎn)過程中對環(huán)境的危害，企業(yè)決定加裝有機(jī)廢氣活性炭吸附裝置，對產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)行有效的處理，從而減輕對環(huán)境的不良影響。

一、工藝原理

（1）概述

有機(jī)廢氣凈化方式頗多，如直接燃燒，催化燃燒，但其對于低濃度，大風(fēng)量的廢氣很難完全燃燒，在間歇作業(yè)中余熱不能充分利用，對低濃度、大風(fēng)量或間歇作業(yè)產(chǎn)生的廢氣采用活性炭吸附法有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，廢氣凈化裝置應(yīng)用活性炭吸附原理，和吸附同類產(chǎn)品特點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì)。本裝置處理風(fēng)量較大、采用氣動閥門，操作管理簡單安全。

（2）使用范圍

①治理噴漆、包裝、印刷、機(jī)械、化工及生產(chǎn)過程產(chǎn)生苯類、酯、醇、酮、醛、酚汽油等場合。

②用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣工況或間歇作業(yè)中準(zhǔn)備回收利用的有機(jī)溶劑工廠車間。

（3）裝置結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

本裝置主要包括：吸附罐、冷凝器、分離器、曝氣器、主排風(fēng)機(jī)等設(shè)備，配有進(jìn)出口閥，炭層超溫報(bào)警自動降溫裝置及電控柜等。

本裝置可根據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)定單罐和雙罐，間隙性生產(chǎn)一般設(shè)立單罐；連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)立兩個(gè)吸附罐，一只吸附，一只脫附，也可兩罐同時(shí)使用。裝置的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置手動閥門，操作簡便可靠。本裝置采用低壓蒸汽為解吸介質(zhì)，高沸點(diǎn)的溶劑解吸時(shí)可配備蒸汽過濾器，提高蒸汽溫度。兩罐也可同時(shí)吸附，定期同時(shí)解吸，處理風(fēng)量可增加近一倍，對于間歇性生產(chǎn)可減少投資和占地面積。

（4）工藝流程及原理

活性炭具有很多微孔及很大的比表面積，依靠分子引力和毛細(xì)管作用，能使溶劑蒸汽和揮發(fā)性物質(zhì)吸附于其表面，又根據(jù)不同物質(zhì)的沸點(diǎn)，用蒸汽將吸附物質(zhì)析出。當(dāng)采用蒸汽為解除吸介質(zhì)時(shí)解吸出的有機(jī)溶劑蒸汽與水蒸汽一起通過冷凝器凝結(jié)，進(jìn)入分離桶經(jīng)分離后回收有機(jī)溶劑，殘液經(jīng)曝氣處理后排放。

（5）要點(diǎn)控制

裝置的廢氣進(jìn)口溫度應(yīng)低于50℃，如高于50℃的廢氣需增加空氣冷卻裝置，冷卻后進(jìn)入吸附罐。

用于噴漆作業(yè)等產(chǎn)生的含有較多顆粒粉塵廢氣凈化，廢氣應(yīng)先對顆粒物進(jìn)行過濾凈化。

當(dāng)吸附的有機(jī)溶劑沸點(diǎn)較高（120℃以上）時(shí)，可采用蒸汽過濾器，提高解吸蒸汽溫度。

如無蒸汽供應(yīng)時(shí)，可隨凈化裝置專門配備小型電熱蒸汽發(fā)生器。

二、工程設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）廢氣的收集

公司涂裝車間液體涂裝采用密閉噴房、密閉的烤箱，產(chǎn)生的含二甲苯、非甲烷總烴等有機(jī)廢氣經(jīng)密閉噴房、烤箱的排氣口由管道收集送廢氣處理裝置處理，廢氣收集率可達(dá)95%。

（2）廢氣的處理

液體底漆、液體色漆、透明漆1、透明漆2、液體修補(bǔ)共5個(gè)噴房及相應(yīng)的烤箱，可設(shè)置2套氣水分離器+活性炭吸附裝置，廢氣處理達(dá)標(biāo)后通過排氣筒排放，排氣筒15m高，裝置排風(fēng)量76800m3/h。

噴房產(chǎn)生的廢氣經(jīng)水簾幕處理去除漆霧后，再經(jīng)氣水分離器進(jìn)行氣水分離，去除廢氣中的水份，以避免廢氣因含水份過多而影響后續(xù)活性炭的吸附效果。氣水分離后，廢氣進(jìn)入活性炭吸附裝置處理。烤漆產(chǎn)生的有機(jī)廢氣直接進(jìn)入活性炭吸附裝置處理。

活性炭是一種多孔的含碳物質(zhì)，其發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)使它具有很大的表面積，很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸，活性炭孔周圍強(qiáng)大的吸附力場會立即將有毒氣體分子吸入孔內(nèi)。

活性炭裝置為臥式，2×1.2×3.5mH，采用環(huán)形豎向布置、柱狀椰殼活性炭，活性炭委托有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處理單位進(jìn)行處置。

噴涂線廢氣經(jīng)水簾幕過濾、活性炭吸附處理后，對有機(jī)廢氣的去除效率達(dá)80%以上。但在生產(chǎn)過程中，應(yīng)定期更換活性炭等，做好廢氣處理裝置的維護(hù)，保證廢氣處理裝置的穩(wěn)定、有效運(yùn)行。

（3）活性炭吸附裝置的管理要求

活性炭定期更換，根據(jù)油漆、稀釋劑的使用量大約每3個(gè)月更換一次。日常生產(chǎn)中，做好廢氣處理裝置的維護(hù)、保養(yǎng)工作，保證其處理效果。

活性炭吸附裝置進(jìn)出口風(fēng)管上設(shè)置壓差計(jì)，以測定經(jīng)過吸附器的氣流阻力（壓降），從而確定是否需要更換活性炭：進(jìn)出口設(shè)置氣體濃度檢測儀，定時(shí)檢測氣體濃度，當(dāng)出口氣體濃度超過設(shè)定最大值時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換活性炭。

（4）涂裝廢氣以新帶老后的變化情況

涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可大大削減有機(jī)廢氣的排放量（水簾幕+活性炭裝置的處理效率按80%計(jì)算），涂裝廢氣污染物排放變化情況見表1：

表1 改造前后涂裝廢氣排放情況

三、環(huán)境效益分析

本工程實(shí)施后，涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可有效削減有機(jī)廢氣的排放量（水簾幕+活性炭裝置的處理效率按80%計(jì)算），其中有組織有機(jī)廢氣部分二甲苯削減量為10.884t（二甲苯原排放量為13.604t/a，經(jīng)活性炭吸附裝置處理后削減量=13.604t/a×0.8=10.884t/a），非甲烷總烴40.064t（非甲烷總烴原排放量為50.084t/a，經(jīng)活性炭吸附裝置處理后削減量=50.084t/ a×0.8=40.064t/a），對廠區(qū)周邊的城市大氣環(huán)境有明顯的改善，具有顯著的環(huán)境效益。

本工程運(yùn)行過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物活性炭則可委托有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處理單位進(jìn)行處置，杜絕二次污染的產(chǎn)生。

四、經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程實(shí)施后，涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可有效削減有機(jī)廢氣及各類污染物的排放量，有利于節(jié)約資源、能源，降低生產(chǎn)成本，從而有利于提高產(chǎn)品的市場競爭力，帶給企業(yè)可觀的效益。

但同時(shí)，新增有機(jī)廢氣活性碳吸附裝置也會耗費(fèi)一定的活性碳、電能等，此外部分設(shè)備需要定期更換維護(hù)，年需要投入成本約145.5萬元。

本工程涉及的各項(xiàng)環(huán)保設(shè)施運(yùn)行成本如下：

涂裝廢氣處理運(yùn)行費(fèi)用按0.0002元/m3(76800m3/h×2)折算，年運(yùn)行費(fèi)用15萬元；消耗活性炭費(fèi)用按7000-8000元/噸（約110t/a）折算，年費(fèi)用82.5萬元；而固廢處置按3000元/噸（活性炭委托處理160t/a）核算，年費(fèi)用48萬元，總計(jì)145.5元。

五、小結(jié)

本工程實(shí)施后，工業(yè)設(shè)計(jì)較為合理，滿足技術(shù)要求，環(huán)境效益顯著，極大的減少二甲苯和非甲烷總烴等污染物的排放，為減少企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物對環(huán)境的影響起到至關(guān)重要的作用，為企業(yè)綠色發(fā)展鋪平了道路。