處理生產農用水帶擠出廢氣的工程應用

解海祥

摘? ?要：本文介紹了采用列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器處理生產農用水帶擠出廢氣的工程設計實例，并對該套廢氣處理系統設計、調試、運行情況進行了分析。結果表明：采用該系統處理擠出廢氣是成功的，只要選取合理的設計參數，配套定期更換與維護保養，該系統能穩定運行，各項指標均可達到現行的排放標準。系統運行的同時還能回收利用，降低生產成本。

關鍵詞：擠出廢氣? 列管冷凝? 油氣分離? 干式過濾? 回收

中圖分類號：X701? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0042-02

某企業新建年產1000萬m農用水帶建設項目，根據環保要求和自身環保意識的提高，要求做好配套廢氣處理。該生產農用水帶擠出廢氣主要污染因子為非甲烷總烴，同時會有較多石蠟油液滴產生，到處滲漏、積液。我方針對該廢氣特征，采用列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器。自該項目建成運行以來，各項指標達標排放。還能回收利用。

1? 工程概況

1.1 污染源強分析及設計風量、排放標準

將外購原料 PVC 塑料粒子（環保等級）、石蠟油、色母按照一定的比例攪拌混合后制成塑料粒子放入塑料擠出機內的高效料斗，棉紗經過編織機編織后形成坯帶，由牽引機引入塑料擠出機（注塑溫度為150℃～170℃），將混合好的原料擠出在坯帶表面，形成農用水帶。

本項目石蠟油用量為1500t/a，石蠟油由石蠟烴和環烷烴的飽和成份組成，含有微量的芳烴，無味、無嗅，無色透明粘稠液體，沸點為300℃。本項目造粒和擠出溫度為150℃～170℃，擠出工序產生一定量的石蠟油廢氣（以非甲烷總烴計），廢氣產生量為原料的0.1‰，則非甲烷總烴產生量為 0.15t/a。

該公司塑料擠出線32條用于生產農用水帶。分為2套廢氣處理設備，每套16條，每條上收集罩尺寸為1.0m×0.5m，設計流速為0.5m/s，計算得出風量為900m3/h，設計16條合計風量為15000m3/h。2套設備合計風量為30000m3/h。

該項目非甲烷總烴、顆粒物排放標準參照執行《合成樹脂工業污染物排放標準》（GB31572-2015）中新建企業大氣污染物排放限值，15m排氣筒排放濃度非甲烷總烴為100mg/m3，15m排氣筒排放濃度顆粒物為30mg/m3。

1.2 工程設計

根據環保相關要求，結合以往相關項目處理經驗，如選用水洗噴淋等會新增廢水污染項目、光氧催化或等離子等與廢氣直接接觸帶電設備的不安全性，同時也考慮到該廢氣中所含石蠟油可回收利用[2]。因此設計工藝如下。

擠出廢氣→列管冷凝器→油氣分離器→干式過濾器→離心風機→高空排放

工藝流程說明：利用離心風機負壓將擠出廢氣通過收集罩與支管并入主管，由于該廢氣溫度較高，先進入列管冷凝器，通過泵提把循環水打入列管冷凝器，進行熱交換，從而降低廢氣溫度，是廢氣中的石蠟油凝結成滴，再進入油氣分離器，利用離心作用進行油氣分離，使油滴順著設備內壁往下流，廢氣順著出口則往上走。最后進入干式過濾器，通過過濾層的高密度性對廢氣中剩余少量油霧，進行最后過濾凈化，然后高空排放。

1.3 主體設備參數

（1）列管冷凝器：尺寸為1.9m×1.2m×3.2m，設備材質為304;兩頭為進出口，使氣體均勻進入冷凝管;中間為最主要的冷凝端，內部配套64根?110不銹鋼304管道，規則排列，之間的空隙用于循環水流通;通過用循環水泵GW50-18-30把水箱4.0m×1.5m×1.0m里的循環水泵提入冷凝端下部進水口，對冷凝管中的廢氣進行冷卻，再從冷凝端上部出水口流出進入冷卻塔30T/H，循環水冷卻后流入水箱中[3]。

（2）油氣分離器：尺寸為?1.5×2.6，側上方水平進口，沿著設備內壁做離心向下運動，油滴因為離心作用甩到設備內壁順勢繼續往下流。離心后的廢氣則通過設備中間的出口直接往上從頂部排出，類似旋風除塵結構，針對處理含油廢氣，對設備參數進行適當調整，降低錐形高度，提升圓筒高度，出油口采用DN50碳鋼閘閥。閘閥出口底部配套一個收集桶。

（3）干式過濾器：尺寸為2.0×1.8×2.0，設備有三道過濾器。過濾材料為高密度蜂窩紙。尺寸大小為880×880×100-5090，木漿紙，木漿纖維，吸油性好，壽命長。一道過濾器為4塊該尺寸高密度蜂窩紙，三道共12塊。更換周期為1月換一次。設計過濾風速為1.3m/s。

（4）離心風機：是依靠電機傳動提高空氣壓力并輸送氣體的設備，系統采用4-72型離心風機來帶動氣體。1臺4-72-6.3c，18.5kW。風量為15342～21474m3/h，全壓為2908-2303Pa。

（5）管道：系統管道全部選用碳鋼，全部使用焊接管道，要求滿焊，避免石蠟油跑冒滴漏。

如需法蘭連接時，考慮使用硅膠墊，防止滲漏。管道大小采用?600mm、?400mm、?150mm。

1.4 設備特點

（1）采用冷凝+分離+過濾的組合工藝，整個系統實現了凈化與回收的過程循環。在運行過程中不產生二次污染，設備投資及運行費用低，回收物料能回用于生產，進一步降低生產成本。

（2）設計時考慮避免水跟廢氣直接接觸，從而避免產生廢水。使用水作為冷凝劑，易得，且成本低。可循環實用，定期補加即可。

（3）系統運行時，避免跑冒滴漏。回收的石蠟油非常干凈，純度也較高，可直接用回生產。

（4）采用集中控制系統，運行過程安全穩定、可靠。

2? 運行情況

該項目廢氣處理設施于2018年8月調試完成并投入使用，至今運行已超一年，處理效率穩定、運行成本較低，排放廢氣各污染因子達到了相應的排放標準的要求。

2.1 運行效果

該廢氣處理設施運行至今，定期對其進、出口進行監測的結果表明，各污染物指標能穩定達標排放。下列為非甲烷總烴濃度：

2018.08.20? ?進口：15mg/m3? ? ? 出口：1.1mg/m3

2019.01.10? ?進口：25mg/m3? ? ? 出口：1.5mg/m3

2019.06.04? ?進口：18mg/m3? ? ? 出口：1.2mg/m3

2.2 工程經濟分析

工程總投資45萬元，日常運行費用主要包括更換材料費用、電費、人工費用，電費按運行負荷40kW，功率因子0.75，電費單價1.0元/度，更換材料費用0.6萬元/年，電費1萬/年，合計為1.6萬/年。

3? 結語

本文通過對已建成運行的列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器處理生產農用水帶擠出廢氣的成功應用案例的研究分析，表明：該廢氣處理工藝，設定合理的控制參數，通過列管冷凝使廢氣中的油霧凝結成滴，再利用離心使油氣分離，最后通過干式過濾使廢氣得到最終凈化。2套處理設備處理效率能穩定90%以上。通過列管冷凝能回收廢氣中大部分石蠟油回用與生產。

參考文獻

[1] 王純，張殿印.廢氣處理工程技術手冊[M].北京：化學工業出版社，2013.

[2] 陳殿英，CHENDianYing.低溫等離子體及其在廢氣處理中的應用[J].化工環保，2001，21（3）：136-139.

[3] 潘繼紅，田茂誠.管殼式換熱器的分析與計算[M].北京：科學出版社，1996.