低溫等離子體協(xié)同吸收法處理噴塔廢氣的工藝設(shè)計

繆孝平，滕富華，陸建海，董事壁，李文娟

（浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院，浙江杭州 310000）

低溫等離子體協(xié)同吸收法處理噴塔廢氣的工藝設(shè)計

繆孝平，滕富華，陸建海，董事壁，李文娟

（浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計研究院，浙江杭州 310000）

采用低溫等離子體-吸收法組合工藝處理超大氣量、低濃度的分散染料噴塔惡臭廢氣，能取得較好的處理效果，綜合處理效率可達(dá)73.4%。本工程研究可為超大氣量的有機(jī)惡臭氣體的治理提供重要的實踐經(jīng)驗。

低溫等離子體；吸收法；惡臭廢氣

近年來，等離子體法以其動力消耗低，對系統(tǒng)阻力小，裝置簡單，易于操作，空間占用小等優(yōu)點得到了廣泛重視，常與其它處理工藝聯(lián)合使用，在處理有機(jī)惡臭廢氣上具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。

某化工企業(yè)以生產(chǎn)偶氮類分散染料為主，分散染料在后處理工序中接入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥操作，噴塔廢氣經(jīng)布袋除塵器后高空直接排放。為減輕惡臭氣味、降低對廠區(qū)外空氣質(zhì)量的影響，需對噴霧干燥塔臭氣進(jìn)行治理，本設(shè)計以等離子體法協(xié)同吸收法對其進(jìn)行處理。

1 廢氣工況

噴霧干燥塔排氣溫度50℃，風(fēng)量1.0×105m3/h，風(fēng)壓5 619Pa，廢氣中主要有甲基萘、萘以及喹啉等，單因子濃度范圍在（幾十）×10-6以內(nèi)。廢氣排放執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（CB14554—1993）。

2 廢氣處理工藝

2.1 治理工藝篩選

本項目廢氣具有風(fēng)量大，濃度低的特點，主要污染因子為水溶性較差的有機(jī)物，單純采用吸收法不適用本項目廢氣的治理；冷凝法一般用來對廢氣濃度較高的廢氣進(jìn)行預(yù)處理，顯然不適合本項目的應(yīng)用；吸附催化燃燒法可以用來處理濃度低的有機(jī)廢氣，但本項目廢氣風(fēng)量高達(dá)1.0×105m3/h，所需配套的吸附器占地面積將很大，運(yùn)行費(fèi)用過高，因此吸附催化燃燒工藝也不適于本項目廢氣治理。目前，生物法在有機(jī)廢氣治理方面應(yīng)用日趨廣泛，但對停留、接觸時間要求較高，對于本項目如此大的風(fēng)量，生物濾床等設(shè)備占地面積也會很大，同樣不適合本項目。同以上工藝相比，等離子體法屬于高級氧化法的范疇，對于惡臭類有機(jī)廢氣的氧化分解去除效果較好，具有占地面積較小，運(yùn)行成本較低，對廢氣系統(tǒng)的阻力小的優(yōu)點，更適合于本項目。

結(jié)合本項目的特點，最終確定采用低溫等離子體協(xié)同吸收法的組合工藝，首先通過低溫等離子體反應(yīng)器將廢氣中的大分子有機(jī)物開環(huán)、氧化為小分子，然后通過吸收塔進(jìn)一步去除。

2.2 治理工藝設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場情況，確定噴塔廢氣處理工藝為：經(jīng)現(xiàn)有布袋除塵器除塵處理后的廢氣首先經(jīng)低溫等離子體凈化設(shè)備，將廢氣中大分子的有機(jī)成分氧化為小分子有機(jī)物，然后經(jīng)原有系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔，通過水洗吸收廢氣中水溶性污染物后接入原有排氣筒排放，其中低溫等離子體設(shè)備為負(fù)壓布置，吸收塔布置在正壓段。

選用DLC-100等離子體反應(yīng)器，并在反應(yīng)器的進(jìn)出口擴(kuò)散管處設(shè)置導(dǎo)流板以確保廢氣進(jìn)入等離子反應(yīng)器的流速及濃度分布均勻，以提高系統(tǒng)的處理效率。等離子體反應(yīng)器主要尺寸如下：截面尺寸：5m×5m，反應(yīng)區(qū)長度：2.5m。

吸收塔采用旋流板塔，直徑3.6m，空塔氣速為2.73m/s。每座塔的塔板數(shù)為2塊，外加一塊除霧板，整塔塔高為12m。考慮到不同工況運(yùn)行的靈活性，設(shè)置3臺吸收液循環(huán)，兩用一備。循環(huán)泵型號為100FB-37，流量100m3/h，揚(yáng)程37m，相當(dāng)于吸收塔液氣比2.0L/m3。

噴塔尾氣治理工藝流程如圖1所示。

圖1 廢氣治理工藝流程圖

1-低溫等離子體；2-離心風(fēng)機(jī)；3-吸收塔；4-循環(huán)液池；5-循環(huán)泵；6-排氣筒

2.3 投資運(yùn)行費(fèi)用

項目總投資131萬元，其中材料、設(shè)備費(fèi)102.6萬元，設(shè)備安裝費(fèi)10.3萬元。運(yùn)行費(fèi)用主要是新增低溫等離子體的電耗，以及吸收液循環(huán)泵的電耗，每日耗電量為1 776kW·h，加上吸收塔用水，合計運(yùn)行費(fèi)用約為1 000元/d。以上運(yùn)行費(fèi)用未考慮系統(tǒng)增加阻力所需的電耗。

3 處理效果分析

處理設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行后，對噴塔廢氣除臭效果進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果如表1所示。

表1 監(jiān)測分析結(jié)果

根據(jù)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（CB14554—1993）新擴(kuò)改建二級標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)排氣筒高度25m時，其最高允許排放量為6 000。由表1可知，處理前惡臭濃度高達(dá)10 180，經(jīng)離子體處理后降至4 808，單級除臭效率為52.8%，再經(jīng)水噴淋處理后，惡臭濃度更是低至2 703，經(jīng)30m高空排放，綜合處理效率達(dá)到73.4%。由監(jiān)測結(jié)果可知，噴塔廢氣經(jīng)處理后削減顯著，能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

4 結(jié)論

低溫等離子體系統(tǒng)吸收法組合工藝對于超大氣量、低濃度的有機(jī)惡臭氣體能取得較好的處理效果，可作為此類工況下廢氣處理的一個成功案例和運(yùn)行實踐經(jīng)驗，具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。

[1] 李建軍，徐明，王志良，等.低溫等離子體處理惡臭廢氣工程實例[J].環(huán)境科技，2012，（5）：33-35.

[2] 王健壯，賈春玲，吳爽，等.低溫等離子體技術(shù)在惡臭治理方面的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科技，2013，（3）：74-78.

[3] 欒志強(qiáng)，郝鄭平，王喜芹.工業(yè)固定源VOCs治理技術(shù)分析評估[J].環(huán)境科學(xué)，2011，（12）：3476-3486.

[4] 汪涵，郭桂悅，周玉瑩，等.揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2009，（10）：1833-1841.

Process Design of Treating Waste Gas from Spraying Tower by Low Temperature Plasma Synergistic Absorption Method

Miao Xiao-ping，Teng Fu-hua，Lu Jian-hai，Dong Shi-bi，Li Wen-juan

This study showed that the combination of non-thermal plasma and absorption process had a good performance on the removal of the waste gases which had high flow and low concentration from the disperse dyes production process，the removal rates of ordor pollutants reached 73.4%.This research results could also help to prove practical experiences for future work on the treatment of organic waste gases and odor gases in high gas flow.

non-thermal plasma；absorption process；odor gases

X701

A

1003–6490（2016）09–0052–02

2016–09–01

2016A018—浙江省環(huán)保科研計劃項目；2014A003—浙江省環(huán)保科研計劃項目。

繆孝平（1989—），男，浙江杭州人，工程師，主要從事?lián)]發(fā)性有機(jī)物污染控制相關(guān)工作。