汽車生產廠家有機廢氣處理設計實例

汽車行業是污染大戶，生產使用過程中均會產生廢氣。而這些廢氣如果得不到及時有限的凈化，將會對人們的生活環境和身體健康帶來巨大的危害。

汽車涂裝生產線是汽車制造過程中產生“三廢”最多的環節，其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”的主要部分。

涂裝車間的廢氣主要是涂料中含有的有機溶劑和涂膜在噴涂及烘干時的分解物，統稱為揮發性有機化合物(VOCs)，其成份主要有甲苯和二甲苯。這些成份對人的健康和生活環境有害，并且有惡臭，人如果長期吸入低濃度的有機廢氣，會引發咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病，是目前公認的強烈致癌物。除此之外，有機廢氣對光化學煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,開發了水性涂料和粉末涂料，但水性涂料中仍含有一定比例的有機溶劑。

根據現場實際情況，初步設計一套80000m3/h有機廢氣處理系統。

1.設計處理排放標準

注：排氣煙囪的高度按國家及地方標準進行設計：排氣煙囪高度不低于15米。（排氣煙囪高度是指地坪至排氣筒出口之間的高度）。

2.處理工藝的選擇思路

根據上述廢氣排放濃度情況，廢氣處理工藝的選擇必須依照如下思路：

（1）根據本工程廢氣的種類和排放濃度，采用成熟可靠的處理工藝。

（2）綜合考慮業主方的投資成本

3.設計特點

嚴格執行國家有關環境保護的各項規定，確保各項污染指標達到國家及地區有關污染物排放標準。

采用先進、合理、成熟、可靠的處理工藝，使建成的廢氣處理設施具有顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。

工藝設計與設備選型能夠在生產運行過程中具有較大的調節余地。

所有抽風支管接入主管時要求：同中心高度且按順風向45度接入主管，除非特殊情況才可以90度接入（如現場空間不夠的情況）。要求同中心高是為了防止主管道內的液體通過支管倒流到生產線缸體中，污染缸內藥水；要求45度接入主管是為了減小管道阻力，而且較節省材料成本（與30度比較）。

風機入口前90度PP彎頭采用法蘭連接，當風機葉輪需要定期清洗維護時，可拆卸彎頭以方便風機葉輪的清洗維護。

風機進出口與管道的連接處均采用軟連接，一可以防止共振延長設備壽命，二是排氣筒的重量不會由風機承載（由支架或監測平臺承載），風機不會產生重心偏移，也就防止了風機的異常振動。

監測平臺按照國家標準要求：監測平臺的面積不小于1.5平方米，并設有1.1高的護欄。采樣孔距監測平臺臺面約為：1.2～1.3米。

排氣筒采用空氣推動原理進行設計，將處理后的廢氣送到高空，降低廢氣對周邊環境質量的影響。排氣筒的高度按國家及地方標準進行設計：排氣筒高度不低于15米。（排氣筒的高度是指廠房地面至排氣筒出口之間的高度）。

4.有機廢氣處理工藝的設計

4.1、有機廢氣處理工藝的選擇

有機廢氣的處理方法種類繁多，特點各異，常用的有水噴淋法、冷凝法、吸收法、燃燒法、催化法、吸附法等。

1、水噴淋法：水噴淋工藝在大氣污染處理上有著廣泛的應用，在噴涂工序中也得到使用，例如水簾柜就是一例，其原理是通過將水噴灑廢氣，將廢氣中的水溶性或大顆粒成分沉降下來，達到污染物與潔凈氣體分離的目的。其優點是水資源易得，同時經過過濾、沉淀后可回用，最大限度降低水資源的浪費，水噴淋在處理大顆粒成分上有著相當高的效率，常作為廢氣處理的預處理。

2.冷凝回收法：將廢氣直接冷凝或吸附濃縮后冷凝，冷凝液經分離回收有價值的有機物。該法用于濃度高、溫度低、風量小的廢氣處理。但此法投資大、能耗高、運行費用大，因此無特殊需要，一般不采用此法。

3.吸收法：可分為化學吸收和物理吸收，但“三苯”廢氣化學活性低，一般不采用化學吸收。物理吸收是選用具有較小的揮發性的液體吸收劑，它與被吸收組分有較高的親和力，吸收飽和后經加熱解析冷卻后重新使用。該法用于大氣量、溫度低、濃度低的廢氣。裝置復雜、投資大，吸收液的選用比較困難，存在二次污染。

4.直接燃燒法：利用燃氣或燃油等輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度（700—800℃），駐留一定的時間，使可燃的有害氣體燃燒。該法工藝簡單、設備投資少，但能耗大、運行成本高。

5.催化燃燒法：將廢氣加熱到200～300℃經過催化床燃燒，達到凈化目的。該法能耗低、凈化率高、無二次污染、工藝簡單操作方便。適用于高溫高濃度的有機廢氣治理，不適用于低濃度、大風量的有機廢氣治理。

6.吸附法：（1）直接吸附法：有機氣體直接通過活性炭，可達到95%的凈化率，設備簡單、投資小、操作方便，但需經常更換活性炭，用于濃度低、污染物不需回收的場合。（2）吸附回收法：有機氣體經活性炭吸附，活性炭飽和后用熱空氣進行脫附再生。

經過比較，針對該公司的生產特點及規律，我公司欲采用推薦采用活性炭活工藝吸附工藝深度凈化的工藝來治理該公司的有機廢氣。

工藝流程如下：

4.2、活性炭吸附塔技術說明

（1）活性炭吸附塔技術概述

眾所周知，目前市場上對于工業有機廢氣的處理80%以上均采用活性炭吸附處理工藝，活性炭是一種多孔性的含炭物質,它具有高度發達的孔隙構造,活性炭的多孔結構為其提供了大量的表面積，能與氣體（雜質）充分接觸，從而賦予了活性炭所特有的吸附性能，使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以產生強大的引力，從而達到將有害的雜質吸引到孔徑中的目的。

以上的活性炭強吸附特性是得到廢氣處理市場認可的非常重要的原因，但是其具有2大致命缺陷卻不被注意。

一是吸附飽和后的性能恢復，即活性炭的再生。常規活性炭的再生耗能非常大，再生一噸活性炭的成本大約500-1000元，再生成分非常高，再者再生工藝繁瑣，再生設備龐大，雖然目前市場上開發了催化燃燒再生工藝，實現了活性炭的在線再生，大大降低了再生成本，但也產生了新的問題，即再生過程中的活性炭爆燃問題，由于活性炭吸附了大量有機易燃物質，在高溫再生的過程中很容易造成活性炭的自燃，發生安全事故。

二是活性炭的吸附的有機物不能鎖定，當產生濃度極差或溫度升高時會快速失穩揮發出來。

我司經過多年研究及工程實踐，在普通活性炭的基礎上進行多種官能團的活化改性，研發出了M-act催化活性炭，解決了目前活性炭吸附市場上再生成本居高不下，再生過程繁復、安全性低的難題，并且可實現被吸附物質的鎖定，使之具備了真正市場核心競爭能力。

M-act催化活性炭的關鍵就在于多個官能團負載，不同官能團之間形成了電子云結構，被吸附的分子被電子云牽引牢牢固定在活性炭里面，當飽和再生時，這些官能團又起到了催化劑的效果，少量的特定脈沖電磁波就能與官能團之間形成共振，從而釋放很大的能量，直接這些有機分子氧化分解，不會有污染物的釋放問題，杜絕了二次污染。再生過程中，各官能團沒有消耗，只是起到了催化劑的作用，長年運行無需額外活化。

活性炭吸附塔是處理有機廢氣、臭味處理效果最好的凈化設備。活性炭吸附是有效的去除廢氣的臭味、天然和合成溶解有機物、微污染物質等的措施。大部分比較大的有機物分子、芳香族化合物、鹵代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并對腐殖質、合成有機物和低分子量有機物有明顯的去除效果.

活性炭吸附塔，是一種高效率經濟實用型有機廢氣的凈化與治理裝置；是一種廢氣過濾吸附異味的環保設備產品。活性炭吸附塔是具有吸附效率高、適用面廣、維護方便，能同時處理多種混合廢氣等優點。該設備是凈化較高濃度有機廢氣和噴漆廢氣的吸附設備，是利用活性炭本身高強度的吸附力，結合風機作用將有機廢氣分子吸附住，對苯、醇、酮、酯、汽油類等有機溶劑的廢氣有很好的吸附作用。

（2）活性炭吸附塔設備特點

活性炭吸附塔廣泛用于家具木業、化工涂料、金屬表面處理等噴涂、噴漆、烘干等產生有機廢氣及異味場所，采用優質吸附活性碳作為吸附媒介，有機廢氣通過多層吸附層進行過濾吸附，從而達到凈化廢氣的目的。

（3）活性炭吸附塔性能特點

吸附效率高,能力強；

設備構造緊湊，占地面積小，維護管理簡單方便，運轉成本低；

能夠同時處理多種混合有機廢氣；

采用自動化控制運轉設計，操作簡易、安全；

全密閉型，室內外皆可使用。

模塊化組合，主要部件采用模塊化，便于更換再生及調整運行參數。

4.3、工藝流程的系統組成

本工藝主要由廢氣收集系統、引風系統、活性炭吸附系統、排氣系統構成。

4.4、廢氣收集與管路系統

廢氣收集和管路系統，主要分為廢氣收集系統、廢氣輸送系統以及應急排放和凈化后尾氣排放系統。

對本廢氣治理工程，廢氣有甲方（生產廠家）收集、本工程的廢氣收集直接從甲方收集后的引風機出口連接。

廢氣輸送采用防爆引風機，以克服本系統阻力。風機的壓頭根據凈化系統的結構進行確定。

4.5、活性炭吸附塔凈化原理

(1)吸風罩－－進風管道－－風機（或進風段）－－活性炭濾料層－－出風帽蓋－－排風管（或吸入段風機）

(2)活性炭吸附塔工作原理：活性炭吸附塔采用活性炭為吸附凈化有機廢氣。氣體由離心通風機壓入或吸入進風段，至活性炭濾料層接觸吸附。吸附后的廢氣由風帽和排風管或風機排入大氣中。

4.6、廢氣設備配置清單

5.廢氣處理運行費用

計算說明

廢氣處理根據我公司的設計方案,運行費用由以下幾個部分組成:①、人工費用（F1）；②、水電費用（F2）；③、廢氣處理總費用費用（F3）。

費用計算

人工費用（F1）

每天人工費用：

F1=0元

水電費用（F2）

電耗

廢氣處理系統設備實際運行總功率36KW,每度電按1.0元計，功率系數取0.8。每天水電費用：

F2=36×20×1.0×0.8=576元

廢氣處理總費用（F）

■廢氣處理運行費用:

F=F1+F2=0+576=576元

廢氣處理立方氣費用:

F/M=576元/20小時/80000立方=0.00036元/立方