汽车生产厂家有机废气处理设计实例

汽车行业是污染大户，生产使用过程中均会产生废气。而这些废气如果得不到及时有限的净化，将会对人们的生活环境和身体健康带来巨大的危害。

汽车涂装生产线是汽车制造过程中产生“三废”最多的环节，其中涂装废气是涂装“三废”的主要部分。

涂装车间的废气主要是涂料中含有的有机溶剂和涂膜在喷涂及烘干时的分解物，统称为挥发性有机化合物(VOCs)，其成份主要有甲苯和二甲苯。这些成份对人的健康和生活环境有害，并且有恶臭，人如果长期吸入低浓度的有机废气，会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病，是目前公认的强烈致癌物。除此之外，有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着非常重要的作用。为减少涂料中的VOCs,开发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机溶剂。

根据现场实际情况，初步设计一套80000m3/h有机废气处理系统。

1.设计处理排放标准

注：排气烟囱的高度按国家及地方标准进行设计：排气烟囱高度不低于15米。（排气烟囱高度是指地坪至排气筒出口之间的高度）。

2.处理工艺的选择思路

根据上述废气排放浓度情况，废气处理工艺的选择必须依照如下思路：

（1）根据本工程废气的种类和排放浓度，采用成熟可靠的处理工艺。

（2）综合考虑业主方的投资成本

3.设计特点

严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保各项污染指标达到国家及地区有关污染物排放标准。

采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，使建成的废气处理设施具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。

工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的调节余地。

所有抽风支管接入主管时要求：同中心高度且按顺风向45度接入主管，除非特殊情况才可以90度接入（如现场空间不够的情况）。要求同中心高是为了防止主管道内的液体通过支管倒流到生产线缸体中，污染缸内药水；要求45度接入主管是为了减小管道阻力，而且较节省材料成本（与30度比较）。

风机入口前90度PP弯头采用法兰连接，当风机叶轮需要定期清洗维护时，可拆卸弯头以方便风机叶轮的清洗维护。

风机进出口与管道的连接处均采用软连接，一可以防止共振延长设备寿命，二是排气筒的重量不会由风机承载（由支架或监测平台承载），风机不会产生重心偏移，也就防止了风机的异常振动。

监测平台按照国家标准要求：监测平台的面积不小于1.5平方米，并设有1.1高的护栏。采样孔距监测平台台面约为：1.2～1.3米。

排气筒采用空气推动原理进行设计，将处理后的废气送到高空，降低废气对周边环境质量的影响。排气筒的高度按国家及地方标准进行设计：排气筒高度不低于15米。（排气筒的高度是指厂房地面至排气筒出口之间的高度）。

4.有机废气处理工艺的设计

4.1、有机废气处理工艺的选择

有机废气的处理方法种类繁多，特点各异，常用的有水喷淋法、冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法等。

1、水喷淋法：水喷淋工艺在大气污染处理上有着广泛的应用，在喷涂工序中也得到使用，例如水帘柜就是一例，其原理是通过将水喷洒废气，将废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来，达到污染物与洁净气体分离的目的。其优点是水资源易得，同时经过过滤、沉淀后可回用，最大限度降低水资源的浪费，水喷淋在处理大颗粒成分上有着相当高的效率，常作为废气处理的预处理。

2.冷凝回收法：将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝，冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大，因此无特殊需要，一般不采用此法。

3.吸收法：可分为化学吸收和物理吸收，但“三苯”废气化学活性低，一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂，它与被吸收组分有较高的亲和力，吸收饱和后经加热解析冷却后重新使用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气。装置复杂、投资大，吸收液的选用比较困难，存在二次污染。

4.直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度（700—800℃），驻留一定的时间，使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少，但能耗大、运行成本高。

5.催化燃烧法：将废气加热到200～300℃经过催化床燃烧，达到净化目的。该法能耗低、净化率高、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于高温高浓度的有机废气治理，不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。

6.吸附法：（1）直接吸附法：有机气体直接通过活性炭，可达到95%的净化率，设备简单、投资小、操作方便，但需经常更换活性炭，用于浓度低、污染物不需回收的场合。（2）吸附回收法：有机气体经活性炭吸附，活性炭饱和后用热空气进行脱附再生。

经过比较，针对该公司的生产特点及规律，我公司欲采用推荐采用活性炭活工艺吸附工艺深度净化的工艺来治理该公司的有机废气。

工艺流程如下：

4.2、活性炭吸附塔技术说明

（1）活性炭吸附塔技术概述

众所周知，目前市场上对于工业有机废气的处理80%以上均采用活性炭吸附处理工艺，活性炭是一种多孔性的含炭物质,它具有高度发达的孔隙构造,活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积，能与气体（杂质）充分接触，从而赋予了活性炭所特有的吸附性能，使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将有害的杂质吸引到孔径中的目的。

以上的活性炭强吸附特性是得到废气处理市场认可的非常重要的原因，但是其具有2大致命缺陷却不被注意。

一是吸附饱和后的性能恢复，即活性炭的再生。常规活性炭的再生耗能非常大，再生一吨活性炭的成本大约500-1000元，再生成分非常高，再者再生工艺繁琐，再生设备庞大，虽然目前市场上开发了催化燃烧再生工艺，实现了活性炭的在线再生，大大降低了再生成本，但也产生了新的问题，即再生过程中的活性炭爆燃问题，由于活性炭吸附了大量有机易燃物质，在高温再生的过程中很容易造成活性炭的自燃，发生安全事故。

二是活性炭的吸附的有机物不能锁定，当产生浓度极差或温度升高时会快速失稳挥发出来。

我司经过多年研究及工程实践，在普通活性炭的基础上进行多种官能团的活化改性，研发出了M-act催化活性炭，解决了目前活性炭吸附市场上再生成本居高不下，再生过程繁复、安全性低的难题，并且可实现被吸附物质的锁定，使之具备了真正市场核心竞争能力。

M-act催化活性炭的关键就在于多个官能团负载，不同官能团之间形成了电子云结构，被吸附的分子被电子云牵引牢牢固定在活性炭里面，当饱和再生时，这些官能团又起到了催化剂的效果，少量的特定脉冲电磁波就能与官能团之间形成共振，从而释放很大的能量，直接这些有机分子氧化分解，不会有污染物的释放问题，杜绝了二次污染。再生过程中，各官能团没有消耗，只是起到了催化剂的作用，长年运行无需额外活化。

活性炭吸附塔是处理有机废气、臭味处理效果最好的净化设备。活性炭吸附是有效的去除废气的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的措施。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果.

活性炭吸附塔，是一种高效率经济实用型有机废气的净化与治理装置；是一种废气过滤吸附异味的环保设备产品。活性炭吸附塔是具有吸附效率高、适用面广、维护方便，能同时处理多种混合废气等优点。该设备是净化较高浓度有机废气和喷漆废气的吸附设备，是利用活性炭本身高强度的吸附力，结合风机作用将有机废气分子吸附住，对苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气有很好的吸附作用。

（2）活性炭吸附塔设备特点

活性炭吸附塔广泛用于家具木业、化工涂料、金属表面处理等喷涂、喷漆、烘干等产生有机废气及异味场所，采用优质吸附活性碳作为吸附媒介，有机废气通过多层吸附层进行过滤吸附，从而达到净化废气的目的。

（3）活性炭吸附塔性能特点

吸附效率高,能力强；

设备构造紧凑，占地面积小，维护管理简单方便，运转成本低；

能够同时处理多种混合有机废气；

采用自动化控制运转设计，操作简易、安全；

全密闭型，室内外皆可使用。

模块化组合，主要部件采用模块化，便于更换再生及调整运行参数。

4.3、工艺流程的系统组成

本工艺主要由废气收集系统、引风系统、活性炭吸附系统、排气系统构成。

4.4、废气收集与管路系统

废气收集和管路系统，主要分为废气收集系统、废气输送系统以及应急排放和净化后尾气排放系统。

对本废气治理工程，废气有甲方（生产厂家）收集、本工程的废气收集直接从甲方收集后的引风机出口连接。

废气输送采用防爆引风机，以克服本系统阻力。风机的压头根据净化系统的结构进行确定。

4.5、活性炭吸附塔净化原理

(1)吸风罩－－进风管道－－风机（或进风段）－－活性炭滤料层－－出风帽盖－－排风管（或吸入段风机）

(2)活性炭吸附塔工作原理：活性炭吸附塔采用活性炭为吸附净化有机废气。气体由离心通风机压入或吸入进风段，至活性炭滤料层接触吸附。吸附后的废气由风帽和排风管或风机排入大气中。

4.6、废气设备配置清单

5.废气处理运行费用

计算说明

废气处理根据我公司的设计方案,运行费用由以下几个部分组成:①、人工费用（F1）；②、水电费用（F2）；③、废气处理总费用费用（F3）。

费用计算

人工费用（F1）

每天人工费用：

F1=0元

水电费用（F2）

电耗

废气处理系统设备实际运行总功率36KW,每度电按1.0元计，功率系数取0.8。每天水电费用：

F2=36×20×1.0×0.8=576元

废气处理总费用（F）

■废气处理运行费用:

F=F1+F2=0+576=576元

废气处理立方气费用:

F/M=576元/20小时/80000立方=0.00036元/立方