专题技术
喷漆废气(通过循环风管道将空调循环风的10%量送到处理系统)采用转轮方式处理的应用
日期:2017/9/14 11:12:23 人气:2103

苏州宜科环保工程有限公司
(苏州宜科环保工程有限公司,苏州市,邮编21500)

摘要:采用“沸石转轮吸附—旋转RTO脱附系统”工艺处理昆山某高新装饰材料有限公司喷漆废气,实际运行表明,该工艺处理喷漆废气,效果较好、稳定,可满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的(二级,排气筒标高15m)标准,还要满足《江苏省表面涂装(汽车制造)挥发性有机物排放标准》(DB32/2862-2016)(表1,现有企业2017年12月1日实施)。


1工程背景


        昆山市某高新装饰材料有限公司第一工厂,涂装车间内三条喷漆生产线(A/B/C)和两条转印生产线(转印1#/转印2#)等五条生产线,共6个机器人喷房,机器人喷房采用循环风,其它部位采用新风空调,经过循环后,废气污染物包括苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等有机混合物。根据现场浓度检测和物料计算,取最大值作为设计值,确定设计参数,其中,转印1#和转印2#进入浓缩轮,而A、B、C车间废气浓缩排放比例为10~12%直接进入RTO,具体如下表1:


表1污染物情况
Fig1 Pollution status


         随着废气处理设施老化和新出台标准,不仅需满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的(二级,排气筒标高15m)标准,还要满足《江苏省表面涂装(汽车制造)挥发性有机物排放标准》(DB32/2862-2016)(表1,现有企业2017年12月1日实施)。综合以上标准,须执行以下标准如表2.

表2排放标准
Fig2 Effluent standard


2工艺流程

2.1废气处理方案


         A、B、C喷漆房的废气采用空调循环风+RTO蓄热式废气焚烧炉处理系统,将原有的“过滤+活性炭吸附系统”拆除,更换为循环风空调过滤系统,通过循环风管道将空调循环风的10%量送到RTO直接处理系统。转印废气采用新风空调送到生产线,通过排废气风机送到沸石浓缩转轮吸附净化处理,将原有的“过滤+活性炭吸附系统”拆除,转轮脱附的废气通过管道和A、B、C的废气一起进入旋转式RTO处理,占地面积小,处理效率高。

2.2工艺流程图

        废气的处理主要分为以下几个阶段:沸石转轮吸附、沸石转轮脱附、沸石转轮冷却、脱附废气高温氧化净化。

        沸石转轮吸附:待处理的常温大风量、低浓度的挥发性有机VOCs混合废气经引风机作用,先经过预处理过滤装置去除废气中的漆雾粉尘颗粒及杂质部分,防止直接吸附堵塞沸石的微细孔,从而影响吸附效果甚至失效,经过前三级过滤器和温湿度调节后“相对干净的有机废气”进入缓慢转动的沸石转轮吸附,经过一定的驻留时间,废气中的有机VOCs被沸石特有的吸附能力吸附后废气排空,沸石转轮设计吸附净化效率率≥90%;

        沸石转轮脱附:经过一段时间吸附后,沸石转轮达到饱和状态后缓慢转动进入脱附区,脱附区采用≈220℃的热空气通过沸石转轮,吸附在沸石上的有机VOCs被加热增加了活性,顺着气流被风机吸入、此时、脱附出来的废气属于经浓缩的浓度高、风量小的VOCs,通过风机送到旋转式废气焚烧炉RTO的进行高温焚烧,焚烧后的有机废气释放出大量热能,有机物利用自身氧化、裂解释放出的热量按设计维持自燃,RTO正常使用需要很少的天然气甚至不需要天然气加热,整套装置安全、可靠、无二次污染。

        沸石转轮冷却:被脱附加热的沸石转轮从脱附区缓慢转出进入冷却区,经废气风冷后进入下一个吸附循环周期,实现均匀吸附、稳定脱附、冷却循环使用。

        脱附废气高温氧化净化:脱附出来的高浓度有机废气通过风机作用,先经过蓄热室预热后再进入RTO高温氧化室(氧化室约温度800℃)使废气中的VOC成份氧化分解成为无害的CO2和H2O,氧化后的高温气体热量被另一侧陶瓷蓄热体“贮存”起来,用于下一循环的预热有机废气,从而节省燃料,降低使用成本。

工艺流程如下图1


图1工艺流程图
Tab1 Treatment plant

3主要设备参数

3.1室内沸石转轮预处理系统

3.1.1转印1#过滤箱

         一套,箱体Q235-B,厚度3mm,外形尺寸:3500×2500×2000mm;其中过滤器中过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,两级过滤器精度分别为: G4、F7、F9;过滤器采用压板压紧,压板采用螺栓结构;过滤箱设有两个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度50mm;过滤箱过滤每套过滤风量35000m3/h;

3.1.2转印2#过滤箱

         一套,箱体Q235-B,厚度3mm,外形尺寸:3500×2500×2000mm;过滤器:过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,两级过滤器精度分别为: G4、F7、F9;过滤器采用压板压紧,压板采用螺栓结构;过滤箱设有两个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度50mm;过滤箱过滤每套过滤风量36000m3/hr;

3.2空调改造及循环风改造

3.2.1生产线A循环风空调
        
         两套(新增),内部板镀锌,1.5mm,保温厚度100mm,外形尺寸:8000×3000×2900mm;漆雾过滤段采用不锈钢折板过滤;过滤器:过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,过滤器共三级,分别为G4、F7、F9,过滤器采用压板压紧;压板采用螺栓结构;加湿段,表冷段内壁板采用不锈钢制作,厚度1.5mm,最大表冷量25万Kcal/hr;加热段换热器采用翅片管式换热器,包含比调阀组,加热量最大10万Kcal/hr;空调箱设有五个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度100m;循环风量:Q=72000m3/hr、H=3500Pa、N=110KW;
3.2.2生产线B循环风空调
        
         两套(改造),内部板镀锌板,1.5mm,保温厚度100mm,外形尺寸:9900×2600×3100mm(原有空调改造);漆雾过滤段采用不锈钢折板过滤;过滤器:过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,过滤器共三级,分别为G4、F7、F9,过滤器采用压板压紧;压板采用螺栓结构;加湿段,表冷段内壁板采用不锈钢制作,厚度1.5mm,最大表冷量25万Kcal/hr;加热段换热器采用翅片管式换热器,包含比调阀组,加热量最大10万Kcal/hr;空调箱设有五个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度100m;循环风量:Q=72000m3/hr、H=3500Pa、N=110KW;

3.2.3生产线C循环风空调

        二套(改造),内部板镀锌板,1.5mm,保温厚度100mm,外形尺寸:7700×2900×3100mm;漆雾过滤段采用不锈钢折板过滤;过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,过滤器等级分别为G4、F7、F9,过滤器采用压板压紧;压板采用螺栓结构;加湿,表冷段内壁板采用不锈钢制作,厚度1.5mm,最大表冷量17万Kcal/hr;加热段换热器采用翅片管式换热器,比调阀组加热量最大7.5万Kcal/hr;空调箱设有五个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度100m;循环风量:Q=48000m3/hr、H=3500Pa、N=75KW;

3.2.4生产线A&B新风空调

        两套(新增),内部板镀锌板,1.5mm,保温厚度100mm,外形尺寸:8500×2300×2200mm;过滤器:过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,过滤器共两级,分别为G4、F7,过滤器采用压板压紧;压板采用螺栓结构;加湿,表冷段内壁板采用不锈钢制作,厚度1.5mm,最大表冷量32万Kcal/hr;加热段换热器采用翅片管式换热器,包含比调阀组,加热量最大34万Kcal/hr;加热段利用现有A/B/C空调的燃气加热机组模块;喷淋加湿量28kg/hr;空调箱设有五个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度100m;风量:Q=33000m3/hr、H=1800Pa、N=30KW;

3.2.5生产线C新风空调

        壹套(新增),内部板镀锌板,1.5mm,保温厚度100mm,外形尺寸:8500×2000×2000mm;过滤器:过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=2mm,过滤器共两级,分别为G4、F7,过滤器采用压板压紧;压板采用螺栓结构;表冷段内壁板采用不锈钢制作,厚度1.5mm,最大表冷量22万Kcal/hr;加热段换热器采用翅片管式换热器,包含比调阀组,加热量最大23万Kcal/hr;加热段利用现有A/B/C空调的燃气加热机组模块;喷淋加湿量215kg/hr;空调箱设有五个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度100m;风量:Q=22000m3/hr、H=1800Pa、N=18.5KW;

3.3沸石转轮预处理
 
        沸石预处理过滤箱,壹套,箱体Q235-B,厚度3mm,外形尺寸:3500×3800×2500;过滤材料采用无纺布纤维,过滤框架采用镀锌板,厚度=3mm,一级过滤器精度F9;过滤器采用压板压紧,压板采用螺栓结构;过滤箱设有一个检修门;方便更换过滤器,检修门采用镀锌板制作,门厚度50m;过滤箱过滤每套过滤风量71000m3/hr;

3.4沸石转轮吸附系统

3.4.1沸石浓缩转轮

        壹套,型号:UZRII-3250V40,处理风量:71000m3/hr;沸石转轮外形尺寸:3700×2000×3850mm;转轮采用沸石为原材料组成,外壳采用碳钢材料制作,整体为室外配置,防风,防雨,无锈蚀;转轮的浓缩比约1:10,具体调试可以调节;转轮吸附区压力降:800pa;转轮脱附区压力降:730pa;转轮冷却区压力降:700pa;转轮设备设有拆卸检修口,整套转轮为无硅配置,并且耐温须达到300℃以上,满足离线高温脱附的功能。

3.4.2烟囱

        壹套,废气经过转轮吸附后直接进入烟囱高空排放;烟囱设有废气监测平台、避雷针、内、外涂防腐涂料;烟囱直径Ф1500mm,H=15000mm;烟囱厚度=3mm; 

3.5脱附废气加热箱

        壹套,脱附加热箱采用燃气燃烧机直接加热,燃烧机采用美国进口产品;燃烧机采用比例调节型,调节范围1:30;燃烧机含有燃气阀组,比例调节阀,稳压阀,切断阀及过滤阀组等配套附件,燃烧机燃气压力0.3kg,阀组直径DN40;加热箱内壁版采用不锈钢SUS304,厚度=1.5mm;加热箱保温厚度=150mm,采用岩棉保温,外敷镀锌波纹板;加热箱设有温度控制,废气进口和出口都设有双支热电偶。

3.6脱附废气—旋转式RTO

        壹套,废气处理量=40000m3/hr,外形尺寸:Φ6300×8500mm;RTO采用旋转式形式,连续运行,废气通过陶瓷的放热、高温氧化、蓄热后排放,节约能耗;RTO外壳采用碳钢制作,全部满焊,包含骨架;RTO内含保温,保温采用陶瓷纤维材料,保温厚度=200~250mm;耐热≥1200℃,容重200kg/m3,导热系数0.19w/m.k@800℃;RTO设有风箱、旋转阀、陶瓷蓄热室、高温氧化室,反吹管道等;氧化室氧化温度800℃;陶瓷蓄热室蓄热温度约为700℃。 

4运行状况分析

4.1运行效果

        该工程于2016年7月动工,目前已正常运行,可满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的(二级,排气筒标高15m)标准,还要满足《江苏省表面涂装(汽车制造)挥发性有机物排放标准》(DB32/2862-2016)(表1,现有企业2017年12月1日实施)。运行数据如下表3:

表3排放标准
Fig3 Effluent standard


4.2运行费用

        每小时电费和天然气费用为348.95元,每年工作时间按照一年工作22×12=264天,每天10小时运行计算,年运行费用921228元。

5结论

        “沸石转轮吸附—旋转RTO脱附系统”工艺可有效处理喷漆废气,实际运行表明,该工艺处理喷漆废气,效果较好、稳定,可满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的(二级,排气筒标高15m)标准,还要满足《江苏省表面涂装(汽车制造)挥发性有机物排放标准》(DB32/2862-2016)(表1,现有企业2017年12月1日实施)。

        
        

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