塑胶废气等离子废气方案0418讲解.docx
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塑胶废气等离子废气方案0418讲解
深圳市有限公司
塑胶废气治理工程
技术方案
第一章项目概况
深圳市有限公司位于深圳市，是一家以PC、ABS、PS为主要材质进行回收再利用、再加工的企业，产生废气的设备主要为位于厂房一楼的4台塑料挤出造粒机械，其他设备不产生废气及气味。
在塑料挤出造粒机运行期间会产生一定量的烟气、臭味，废气中含有成份也比较复杂，如：
烃类化合物、以及非甲烷总烃、恶臭气体等。
根据三同时的要求，为了满足国家与地方日趋严格的环保要求，同时提高车间生产环境，公司决定对废气进行治理，使废气排放总量和排放浓度达到相应的环保要求，为此委托我公司为本项目设计废气治理方案。
我公司受业主的委托，根据业主提供的相关数据和资料以及我公司技术人员的现场查看，借鉴本公司相关工程实际设计和运行经验，本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则，编制了该设计方案。
主要污染物涉及：
烃类化合物、以及非甲烷总烃、恶臭气体等。
第二章设计依据
2.1采用主要的执行标准
1、废气系统设计参考标准
《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；
广东省《大气污染物综合排放限值》（DB44/27-2001）；
《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）；
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国大气污染防治法》
《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；
2、管道设计参考标准
《采暖通风与空气调节设计规范》
3、检测控制系统参考规范
《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254-96GB50259-96）；
《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
《电力装置的继电保护和自动控制设计规范》（GB50062-92）；
《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）；
《仪表配管、配线设计规定》（HG/T20512-2000）；
4、安全防爆参考规范
《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2.1-2007）；
《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）；
5、设备安装及其它参考规范
《工厂企业厂界噪声标准及其测量方法》（GB12348～12349-90）；
《建设项目环境保护条例》中华人民共和国国务院令第253号1998；
《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；
《环境工程设计手册·废气污染控制卷》
《三废处理工程技术手册·废气卷》
有机废气处理工程技术手册（环境工程技术手册）；
2.2废气净化目标及设计内容
1、净化目标
废气被收集并经过处理设备后，排放达到当地环保排放标准；
——GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准；
——GB14554-93《恶臭污染物排放标准》表2恶臭污染物排放标准值；
——（DB44/27-2001）广东省《大气污染物综合排放限值》；
2、设计内容
废气处理系统设计内容包括：
废气收集系统、废气管道系统、离心风机、废气处理设备、废气排放系统、废气检测平台等（工艺、设备、电气、控制系统）的工程设计、安装与调试。
3、设计规范
（1）严格遵守国家环境保护的政策和地方政府相关的法律法规、规范和标准。
（2）按照业主方的要求，通过分析比较和调查研究，选用符合实际的工艺方案，以期获得较大的社会效益、经济效益和环境效益。
（3）采用先进可靠的废气治理工艺，选用安全可靠的废气处理系统和工程材料，确保废气治理工艺和装置的技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的可靠性。
（4）妥善处理废气处置过程中产生的废水及固体废物，杜绝二次污染。
（5）努力提高和保证供电、仪表、自动控制系统安全可靠性。
（6）全面贯彻节能减排、环保、安全、卫生、防火原则。
2.3废气的收集及风量的确定：
1、注塑机在生产过程中产生废气的位置比较集中，所以本方案采用吸气罩固定在废气产生点，将产生的废气进行收集通过管道输送到楼顶处理设备进行处理，吸气罩的吸口尺寸为300mm×300mm。
注塑车间共计有4台注塑机，每台注塑机配备4套吸气罩，共计16套吸气罩。
2、吸气罩的罩口风速一般为0.5-2.5m/s，根据本方案中废气的性质及吸气罩距离废气产生点的位置以及同类型废气的经验参考，本方案将罩口风速确定为1.5m/s即可保证产生的废气基本被全部收集，因此每套吸风罩的的风量约为500m³/h，每台注塑机风量为：
500m³/h×4=2000m³/h，4台机总风量为8000m³/h，考虑到业主预留一台机的风量，所以本方案按10000m³/h设计和计算。
3、废气进入的条件：
（1）≦50℃
（2）无固体颗粒
（3）无水分
第三章处理工艺对比及选择
3.1有机废气处理工艺的简介
低温等离子体等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。
废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。
适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭、有机废气，设备占地面积小；电子能量高，几乎可以和所有的恶臭、有机废气分子作用；运行费用低；反应快、停止十分迅速，随用随开，适合处理大风量低浓度的废气。
一次性投资费用较高。
UV光催化氧化利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，与臭氧进行反应生成低分子化合物，如CO2、H2O等。
投资费较高，适用范围广，净化效率高，操作简单，除臭效果好，设备运行稳定，占地小，运行费用低，随用随开，盖味除臭能力好，分解效果没有低温等离子好，不会造成二次污染。
吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭、有机废气物质由气相转移至固相，适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭、有机废气。
净化效率很高，可以处理多组分恶臭、有机废气，吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭、有机废气有较低的温度和含尘量。
生物滤池恶臭、有机废气经过除尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床，恶臭、有机废气由气相转移至水与微生物混和相，通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉。
目前工艺比较成熟，在实际中运用比较广泛，又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。
净化效率高，占地面积大，投资成本高，易堵塞，填料需定期更换，脱臭过程很难控制，受温度和湿度的影响大，生物菌培训需要较长时间，遭到破坏后恢复时间较长。
热力燃烧法在高温下恶臭、有机废气物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧。
适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体，净化效率高，恶臭、有机废气物质被彻底氧化分解，但设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染。
水吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质易溶于水的特性，使恶臭、有机废气成分直接与水接触，从而溶解于水达到去除目的。
适用于水溶性、有组织排放源的恶臭、有机废气。
工艺简单，管理方便，设备运转费用低，但产生二次污染，需对洗涤液进行处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对有机废气处理效果差。
药液吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些恶臭、有机废气成分，适用于处理大气量、高中浓度的恶臭、有机废气。
能够有针对性处理某些恶臭、有机废气成分，工艺较成熟，净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染。
催化氧化反应塔内装填特制的固态复合填料，填料内部复合催化剂。
当恶臭、有机废气在引风机的作用下穿过填料层，与通过特制喷嘴化剂在固相填料表面充分接触，并在催化剂的催化作用下，恶臭、有机废气中的污染因子被充分分解。
适用范围广，尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气，对疏水性污染物质有很好的去除率。
占地小，投资低；管理方便，即开即用；耐冲击负荷，不易被污染物浓度及温度变化影响。
需消耗一定量的药剂，运行成本较高，催化剂操作不当会中毒，存在二次污染。
光化学利用恶臭物质对光子的吸收而发生分解，同时反应过程产生的羟基自由基、活性氧等强化性基团也能参与氧化反应，从而达到降解恶臭物质的目的。
适用于浓度较低，且能吸收光子的污染物质，可以处理大气量的、低浓度的恶臭、有机废气，操作极为简单，占地面积小。
对不能吸收光子的污染物质效果差，对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。
3.2常用的废气处理工艺技术对比
活性炭吸附法
等离子法
UV光催化氧化
生物分解法
原
理
利用活性炭内部孔隙结
构发达，有巨大比表面
积原理，来吸附通过活
性炭池的恶臭气体分子
利用高压电极发射离子及电子，破坏恶臭分子结构的原理，轰击废气中废气分子，从而裂解分子，达到净化的目的
采用高能特效光波管，在光波净化设备内，裂解及氧化恶臭物质分子链，改变物质结构，将高分子污染物质，裂解、氧化成为低分子无害物质
利用循环水流，将恶臭气体中污染物质溶入水中，再由水中培养床培养出微生物，将水中的污染物质降解为低害物质。
效率及稳定性
效率可达90％以上,但需定期更换活性炭。
设备的稳定性级别：
非常稳定
适合低浓度的废气净化，正常运行情况下除臭效率可达60-90%左右，裂解气体效果比光触媒好（根电场层级有关）。
设备的稳定性级别：
一般
适合低浓度废气，脱臭净化效果可达90%以上，裂解气体效果不如低温等离子。
设备的稳定性级别：
比较稳定
微生物活性好时除臭效率
uJ达70%,微生物活性降
低，除臭效率亦大大降低，脱臭净化效果极不稳定。
设备的稳定性级别：
一般
处
理
气
体
成
分
适用于低浓度、大风量
废气，对醇类、脂类等恶臭气体效果非常明显。
能处理多中臭气气体，不适合处理高浓度气体，处理效果较活性炭低
能处理氨、硫化氯、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、_二硫化碳、二甲胺、二甲基二硫醚等混合气
体。
需要培养专门微生物处理一种或几种性质相近的气体。
使
用
寿
命
活性炭为耗材需定期更
换。
其他构件寿命10年以上
催化剂部分及电路配件需要定期更换，其他构件寿命10年以上
高能光波管管寿命较短，5000-8000小时。
设备寿命十年以上
养护困难，需频繁添加药
剂、控制PH值、温度等。
运
行
维
护
费
用
运行维护费用较低，除了更换活性炭，其他基本不需要维护
一次性投入较高，运行维护成本一般
净化设备无需日常维护，只需接通电源，即可正常工作，运行维护费较等离子高。
运行维护费用较高，需经常投放药剂，以保持微生物活性，而几对循环水要求也较高，否则，如微生物死亡将需较长时间重新
培养。
二
次
污
染
吸附饱和的活性炭需处置。
无二次污染。
无二次污染。
易产生污泥、污水。
3.3常用净化工艺使用优劣性对比
工艺特点
净化工艺
安全性
净化效率
一次性投资
维护费用
能耗
低温等离子法
较安全
一般
较高
一般
低
UV光氧催化法
较安全
一般
较高
一般
比等离子高
活性炭吸收法
非常安全
高
一般
低
一般
生物菌分解
安全
低
较高
较高
低
3.4本方案工艺的选择
本方案中的废气因为成分复杂，废气中含有苯乙烯单体以及甲苯、乙苯等非甲烷总烃，根据同类型工程的实际经验，我公司拟采用低温等离子法处理。
3.5低温等离子工作原理
低温等离子法工作原理：
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。
放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。
低温等离子体降解污染物的原理是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
（注：
低温等离子体相对于高温等离子体而言，属于常温运行。
）
等离子体反应区富含极高的物质，如高能电子、离子、自由基和激发态分子等，废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应，使污染物质在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
讲解的过程主要为：
先将大分子污染物氧化分解为小分子污染物，然后小分子污染物被彻底氧化为无污染的二氧化碳、水等物质以甲苯降解为例,甲苯降解过程中，由其苯环上的一个氢被甲基所取代，导致苯环原有的稳定结构被打破，因此甲苯并不稳定。
由表3-4-1知，其苯环上的碳取代基的碳之间的键能是3.6eV,比苯环上的碳碳键和碳氢键的键能都低，从理论上讲，此处是最容易被高能电子破坏的，其几率也是最大的，当然其他键能也会受到高能电子的轰击，只是几率相关小些。
遭高能电子破坏的甲苯分子，在氧等离子体和臭氧的作用下，最终氧化成CO、CO2和H2O。
如下图所示：
甲苯降解过程可能反应方程式
第四章本方案工艺说明及主要设备参数
4.1工艺流程
4.2工艺说明
废气经每个吸气罩收集后进入排风支管，在由排风支管汇集进入排风主管，排风主管沿外墙壁附设上楼顶，进入等离子设备处理，处理后的净化废气经离心风机加压通过排风管达标排放。
4.3主要设备及参数
4.3.1吸气罩
数量：
16个
材质：
镀锌板0.8mm
尺寸：
按实际
4.3.2排风支管
数量：
30米
材质：
镀锌板0.8mm
尺寸：
Φ250
设计风速：
12m/s
4.3.3排风主管
数量：
65米
材质：
镀锌板0.8mm
尺寸：
Φ600
设计风速：
10m/s
4.3.4低温等离子净化设备
型号:
XL.DLZ-10K
处理能力：
10000m3/h，净化效率大于86%
压力损失：
小于100Pa
规格:
1180mm×1300mm×1280mm
功率：
1.2kw
4.3.5离心风机
风量：
12000m2/h
风压：
1000Pa
功率：
3.7Kw
第五章设备与材料表
序号
设备名称
型号与规格
材质
数量
单位
备注
1
吸气罩
按风口大小喇叭口
镀锌板
16
套
2
支管
Φ250
镀锌板0.8
30
米
3
主管
Φ600
镀锌板0.8
65
米
4
弯头、三通、大小头等配件
镀锌板0.8
1
批
5
低温等离子净化设备
型号：
功率：
1.2kw
压损：
100Pa
规格:
1.18m×1.3m×1.28m
不锈钢304
1
台
6
离心风机
风量：
12000m3/h
风压：
1000Pa
功率：
3.7Kw
碳钢防腐
1
台
7
控制箱
含电线电缆
防雷防水
1
套
8
采样平台
标准
碳钢防腐
1
项
9
设备基础
依据设备大小
碳钢防腐
1
项
10
风管支架
匹配风管
角铁吊杆
1
项
第六章运行费用
本项目的运行费用主要包含电费及更换活性炭的费用
1、电费
序号
设备名称
数量
功率
运行时间
电耗kw.h
1
离心风机
1台
3.7kw
10小时
37
每小时用电量为3.7kw.h，每天按运行10小时计算，每天耗电量37度。
2、劳动定员
废气处理系统不用专人值班，只需要一人兼职巡查即可。
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