烤漆房VOC废气治理方案

漆雾净化系统设计方案

WASTER AIR TREATMENT DESIGN PROJECT

上海优蓝环境工程有限公司

SHANGHAI ULAND ENVIRONMENT ENGINEERING CO.,LTD

二〇一六年三月

一. 优蓝公司简介

上海优蓝环境工程有限公司致力于大气污染领域的相关技术研究、产品开发、设备制造、工程实施。以美国、加拿大的科研力量和国内部分著名高校为依托，确保了我们的产品技术具有国际一流水平。

公司近年先后引进与开发异臭味处理系统，拥有多项专利技术，主导产品有：

异味处理系统——专利技术产品，荣获“国家创新基金支持” 烟气回收系统 ——适用于工业企业高品质含热废气的节能

我们提供的大气污染治理产品和系统工程服务，广泛应用于市政、环保、食品、烟草、电力、冶金、机械铸造、化工、造纸、电子等行业，为社会的持续发展贡献力量。

“客户最大满意度”是我们的工作目标，“认真、诚信、合作”是我们的工作守则。优蓝环境在推介欧、美先进工业产品的同时，着重引进他们成功的经验及技术；同时热忱为客户提供原装进口设备、组装（含国产化）设备，以及系统的配套辅助设计、工程施工等一条龙服务。优蓝环境拥有多位专业服务人员，在上海、北京、广州几大城市设有办事处，为阁下提供迅速、优质的服务与支持。

售后服务承诺：每年1次定期用户访问；24小时客户咨询答复；

48小时紧急现场服务；配件1周

二. 概述及现状

高压变压器在制造过程中，变压器线圈及矽钢片要经过浸漆和烘烤，因此，油漆中的溶剂和稀释剂在喷漆和漆层固化过程中都将挥发出来。这些有毒的苯系有机物废气弥漫在车间内，伤害工人的身体健康，排出车间外又将对周围环境造成污染。因此，环保部门已要求对这类废气进行净化处理，达到国家标准后方可排放。

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目前对局部污染源，车间已经安装了集气罩及通风管路，车间内环境已经得到有效改善，车间喷漆车间排气风机风量8000~10000m3/h。但是还需要做以下改进，以更好地达到国家环保的要求：

1、 2、

对浸液槽，增加侧吸风罩，优化废气收集效果。

风机出口安装高效废气净化装置，以保证废气排放达标。

受用户委托，上海优蓝环境工程公司提出该车间VOC有机废气净化方案。 三. 设计依据

2．1 设计标准

1) 《中华人民共和国大气污染防治法》

2) 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002） 3) 《环境空气质量标准》（GB 3095-2012） 4) 《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-93） 5) 《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996） 6) 《声环境质量标准》（GB 3096-2008） 7) 《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002） 8) 《实用环境工程手册》（大气污染控制工程）

9) 《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB 50093－2002）

10) 国家现行技术标准、施工及验收规范、工程质量评定标准、操作规程

及标准图集

2.2 设计规模

本废气处理工程项目为喷涂漆雾净化处理，设计风量为8000~10000m/h ，三苯类有机废气净化处理工程。

2.3 设计范围

外排废气处理项目。从车间排气风机出口开始，经净化装置入口至排出口

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之间，包括水处理系统，所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、风机、电气装置、自动控制设备等。 2.4 设计原则

1) 采用合理的工艺布置，尽量降低工程投资及占地，在保证达标的前提下，以最小的资金达到预期的处理效果；

2) 采用先进、实用、可靠的处理工艺，净化效率高，确保有机废气经处理后达标排放，进而改善工作环境； 3) 运行费用低，运行稳定；

4) 采用先进可靠的技术设备，操作、维护、管理方便。 2．5.有害污染物基本性质

车间变压器浸漆，烘烤过程中产生的VOC废气主要含有甲苯，二甲苯，以及一部分醇，醚类。他们的主要性质：

甲苯 ，沸点110.63 ，不溶于水,与甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、乙醚、冰醋酸、苯等有机溶剂混溶，低毒类，麻醉作用。

二甲苯，沸点 138.5~141.5 ，不溶于水，与乙醇、乙醚、苯、烃等有机溶剂混溶，乙二醇、甲醇、2-氯乙醇等极性溶剂部分溶解， 一级易燃液体，低毒类。

本项目废气中的主要成分为苯类物，现以甲苯的降解过程为例，阐述其工作原理。甲苯是涂料、胶粘剂中经常含有的有害物质。甲苯又称苯基甲烷，为无色透明液体，有刺激性气味，能与乙醇、乙醚、苯、丙酮、二硫化碳、溶剂汽油混溶，不溶于水，有毒，对皮肤和粘膜刺激性大，对神经系统作用比苯强，长期接触有引起膀胱癌的可能。但甲苯能被氧化成苯甲酸，与甘氨酸生产马尿酸排出，故对血液并无毒害。

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图1 甲苯的结构简式与立体3D 结构

四. 处理后排放指标

根据企业所处位置和当地环保管理部门的要求，废气排放执行《大气污染物综合排放标准》中二级标准。并确保达到不影响周边大气环境，不产生明显异味的排气标准。

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1、备注：参考GB16297-1996 说明，无组织监控按表1.3-3 中小时值的4 倍。 2、备注：本项目的排气筒高度设置8m。 五. 废气净化技术

目前存在多种处理工艺，如：冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法、生物法和离子氧法等。

冷凝法是根据气态污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸气压，可通过降低温度和加大压力使某些气态污染物凝结成液体，达到净化、回收的目的。冷凝法运行费用较高，适用于高浓度和高沸点VOCs的回收，对于低浓度有机废气此法不适用；单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求，故此方法常作为吸附、燃烧等净化高浓度臭气的预处理过程。

吸收法可分为化学吸收和物理吸收，大部分有机废气不宜采用化学吸收。物理吸收的吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力，低挥发性，同时还应具有较小的挥发性，吸收液饱和后经解析或精馏后重新使用。本法适合于中高浓度的废气，但要选择一种廉价高效的低挥发性吸收液比较困难，需要同时考虑的因素包括溶解度、选择性、挥发性、粘度、燃点、再生性及毒性等等，同时二次污染问题较难解决，净化效果不理想，也常作为废气治理过程中的预处理过程，同时可起到冷却降温、预除尘的作用。

燃烧法亦称为热氧化法、热力燃烧法，主要用于高浓度VOCs废气的净化。对于自身不能燃烧的中低浓度尾气，通常需助燃剂或加热，能耗大，运行成本比

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催化燃烧法高10倍以上；运行技术要求高，不易控制与掌握。此法在国内基本上未获推广，仅有少数厂家引进国外治理设备应用于较高浓度和温度的制罐印铁业废气治理中，但终因能耗大及运行不稳定，难以正常运转。

催化法的优点是催化燃烧为无焰燃烧，安全性好，本法的特点：起燃温度低，节约能源；净化率高，无二次污染；工艺简单，操作方便，安全性好；装置体积小，占地面积少；设备的维修与折旧费较低。该法适用于高温、中高浓度的有机废气治理，国内外已有广泛使用的经验，效果良好。

吸附法有一次性吸附、吸附-回收、吸附-催化燃烧等多种类型。活性炭吸附去除效率高，但一次性活性炭法要求经常更换活性炭以保证净化效果，导致装卸、运输等过程中造成二次污染。吸附-回收法适用于对中、高浓度，中、小风量，有回收价值的废气进行治理，但若有机气体成份复杂，回收后不能直接用于生产，需要再进行精馏、萃取、分离等后继工作，不但造成二次污染，而且大大增加了治理成本。

生物法是基于成熟的生物处理污水技术上发展起来，具有能耗低、运行费用低的特点，在国外有一定规模的应用。其缺点在于污染物在传质和消解过程中需要有足够的停留时间，从而增大了设备的占地，微生物的适应性智能对单一臭气源进行降解，同时由于微生物具有一定的耐冲击负荷限值，增加了整个处理系统在启停时的控制以及运行负荷。该法目前对多组分高浓度异味治理的应用很少。

离子法是利用等离子Plasma（等离子体）降解有机废气、祛除恶臭、杀灭细菌、病毒、净化空气是国际上比较尖端的高新技术，国内外专家称之为21世纪环境科学四大技术之一。该技术的关键是通过高压脉冲介质阻挡放电的形式产生大量活性离子氧（等离子体），将气体激活，产生各种活性自由基，如·OH、·HO2、·O等，对苯、甲苯、二甲苯、氨气、烷烃类等有机废气发生降解、氧化等复杂的物理和化学反应，且副产物无毒，避免二次污染。该技术具

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有能耗极低，占地空间小，运行维护简单等特点，特别适用多种组分气体的处理。

上海优蓝环境工程有限公司自成立之初即对废气异味治理的相关技术一直给予特别关注，各种异味控制技术及产品、工程的应用和研究都处于国内外相当先进的水平，特别是我们的“等离子复合工业废气净化设备”在治理大规模废气异味方面已取得显著的成效，得到了国家有关方面及大型企业等用户的高度评价和认可，填补了我国在工业大流量有机废气治理方面的技术空白。获得的相关中国国家专利为：异味气体处理装置（ZL 2010 2 0259901.X）、烟气处理系统（ZL2010 2 0557658.4）。

经过比较，针对本项目气态污染物的特点以及现场环境空间的要求，我公司设计采用羟基自由基强氧化+雾化洗涤处理组合工艺，用于固化车间恶臭处理。以达到最终现场无异味，达标排放的要求。 六. 工艺流程及技术说明

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图2 工艺流程图

第一级：羟基自由基处理段。

以多级式高压水泵为动力，通过微气泡增氧系统，产生大量羟基自由基。由于空化效应，在水中释放出大量的羟基、自由基，与捕捉到的有机气体发生机械剪切、自由基氧化、超临界水氧化的物理化学反应，达到分解和去除 VOC 气体的作用。

由于超微细气泡带有负电荷的特性，在水中带有正电荷之脏污或病毒吸附于超微细气泡周边，超微细气泡在压力下渐渐变小、最后在高浓度氧负离子、超声破；由于瞬间的高温高压能量能将脏污或细菌分解消灭（化学反应）、同时将脏污成分破坏分离而悬浮水面；高浓度的氧负离子可加速有由于超微细气泡的特殊物理性使超微细气泡在水中渐渐变小、相伴随的气泡内部压力相反的却是持续增加，这种“爆裂”就是超微细气泡在水中溶解的独特反应现象。

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产生大量自由基：纳米微气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基。羟基自由基具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解我们捕捉之后混合反应后的漆雾及有机中正常条件下难以氧化分解的污染物如苯酚等，实现对气质的净化作用。超微气泡通过与有机废气气体团分子充分混合后爆裂产生能量，促使有机废气化合物部分转化成二氧化碳及水、另一部分被钙化形成颗粒状沉入水中，其特性不会燃烧、不溶解、不含毒性。

以广东一家具喷漆厂喷漆废气治理设备来做参数，二号机每日消耗硝基漆 100 公升、经过有效粘附喷漆部件 40%，余 60%的硝基漆经过引风机被送进UL废气净化设备。在硝基漆的原组合成份是 1份天那水：0.57 份的油漆原料【有成膜物质（高分子聚合物、通称合成树脂）、颜料、助剂（例如：消泡剂、润湿剂、防流挂、防沉降、催干剂、增塑剂、防霉剂„„等）】。

上述的 100 公升硝基漆中的 60%被雾化排出，经过UL废气净化设备处理过的排出的气体中是不含任何粉状物质的，即硝基漆的主要原料完全被微气泡水捕捉下来；反应槽的气旋使超微气泡水与油漆原料充分混合、经过合理的流速（我司设计的变频流速）下、微气泡水中的油漆原料与超微气泡爆裂能量产生裂变后将油漆原料钙化。各种废气处理方法对环境的影响如下表

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七. 主要设备配置

八. 运行费用

运行费用主要包括：电费人工费。

（1） 电费：主要包括循环泵、风机运转产生的电费。

羟基自由基净化设备总装机功率按照每天24小时运转， /kwh计算，则电费为：

水费：由于工艺用水可以循环使用，故水消耗量可以忽略不计

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九. 案例图

广州南沙区某大型印刷机厂【废气浓度 1100 mg／m³以上】

新地集团中山木门厂﹙风量10000m³/h﹚

伊之密集团喷涂车间﹙风量50000m³/h﹚

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