塑料造粒機油煙廢氣處理方案

工程慨況

1 工程慨況

根據(jù)業(yè)主提供的信息，此項目為造粒車間產(chǎn)生的油煙廢氣處理。

車間總共9排，每排16單元背靠背排列，分別為上下兩層全部造粒和上造粒下破碎兩類，造粒機按照6000風(fēng)量/臺，每單元每層放2臺生產(chǎn)設(shè)備。

1-2排：有64臺造粒機；

3-9排：一層為破碎設(shè)備，二次為造粒。造粒機32臺。

平均每臺造粒機每天產(chǎn)量為5-8噸，工作時間15-16個小時。

廢氣處理設(shè)備放在廠房兩側(cè)。

編制依據(jù)和范圍

1 設(shè)計依據(jù)

2  工程范圍

• 管道直徑設(shè)計需要滿足15米/秒的管道風(fēng)速。
• 依據(jù)現(xiàn)場戶外設(shè)備安裝條件，設(shè)備尺寸要滿足場地條件。
• 防爆系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。
• 增加整體防靜電設(shè)計。
• 凈化設(shè)備的戶外設(shè)備地基工程。
• 提供整套凈化廢氣系統(tǒng)設(shè)計。
• 提供整套凈化廢氣設(shè)備。
• 提供每套凈化廢氣系統(tǒng)的電控系統(tǒng)。
• 負(fù)責(zé)設(shè)備的安裝、調(diào)試。
• 負(fù)責(zé)設(shè)備的售后服務(wù)。

3  設(shè)計原則

• 廢氣凈化設(shè)備必須足夠容量和率，供應(yīng)商須廢氣濃度排放標(biāo)準(zhǔn)、滿足環(huán)保單位驗收標(biāo)準(zhǔn)。
• 凈化設(shè)備需達到運轉(zhuǎn)和安全使用，在正常維護使用情況下設(shè)備始終保持凈化功能。
• 設(shè)計遵循技術(shù)、成熟、經(jīng)濟、可靠、實用的原則。
• 設(shè)備選型以技術(shù)性能優(yōu)良、運行穩(wěn)定可靠、維護檢修方便、備品配件易購為原則。
• 對凈化廢氣系統(tǒng)的完整性、性、可靠性負(fù)責(zé)。
• 設(shè)備維護簡便，運行成本低。
• 無二次污染。

4  設(shè)計的基礎(chǔ)參數(shù)：

工程項目地點：       河北  保定

廠房情況：           鋼結(jié)構(gòu)廠房

氣    源：           造粒機

廢氣特性：           顆粒物、丙烯腈，丁二烯、苯乙烯、非甲烷總烴

廢氣濃度：           未測

溫    度：           20-50℃

濕    度：           38--95％

零部件材質(zhì)：         碳鋼

廢氣成分介紹

1廢氣成分介紹

• 該廠造粒原材料主要為PVC、聚乙烯、ABS、聚丙烯等。
• 廢氣產(chǎn)生源主要為廢舊電纜、薄膜造料過程中產(chǎn)生的有機廢氣。經(jīng)現(xiàn)場檢測，主要成分為烷烴類、鹵代烷烴類、酯類和苯系物類等。
• PVC在90-250℃的加熱條件下,多可熱解釋放出14種成份,他們分別是：乙烯、氯化氫、一氯甲烷、氯乙烯、二氯乙烯、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、苯、三氯乙烯、甲苯、四氯乙烯、苯乙烯等。
• ABS樹脂是五大合成樹脂之一，是丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。在高溫加熱時會產(chǎn)生油性顆粒物、乙烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯、非甲烷總烴等有機廢氣成分。

處理工藝設(shè)計

1方案設(shè)計

該企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的油性顆粒物、乙烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯、非甲烷烴等有機廢氣成分，對職工及周邊環(huán)境造成較大影響，根據(jù)環(huán)保要求，特“電捕焦油器+低溫等離子凈化系統(tǒng)”處理工藝處理VOCs廢氣。

2工藝流程

廢氣源      收集罩       凈化設(shè)備       風(fēng)機      煙囪       達標(biāo)排放

3風(fēng)量設(shè)計

設(shè)備介紹

1電捕除焦油器優(yōu)特點及性能

·我公司自主設(shè)計生產(chǎn)的系列立式蜂窩、臥式電捕除焦油器，絕緣箱（絕緣子瓷瓶）特殊設(shè)計，絕緣效果好、故障率低、不加油；不額外耗電，無需要電加熱保溫，一般節(jié)約用電約30kw/h，故障率低，維護方便。

·凈化效率高，操作方便，性能安全可靠，運行成本低，是比較理想的氣體凈化設(shè)備。

·系列電捕除焦油器，主要結(jié)構(gòu)為吸捕板式陽板的電場本體，微電腦智能恒流源電源兩大部分組成。

·靜電方法凈化氣體，基于高壓電場的物理性質(zhì)的原理而設(shè)計，陽板與特殊材料的電暈放電形成的高壓靜電（直流）電場，氣體經(jīng)過電捕焦油器進行凈化。

·凈化流程，氣體進入電捕除焦油器進口，經(jīng)過氣體分布器分配均勻的氣體向電場凈化段，經(jīng)過凈化后的氣體出氣口排出，從而完成氣體凈化過程。

·氣體凈化原理，氣體經(jīng)過配氣均勻后進入放電區(qū)，氣體中的焦油、粉塵等混合顆粒物荷電后帶上負(fù)電子、負(fù)離子、負(fù)電荷，在高壓電場的作用下向帶正電的吸捕陽板移動，這些被捕集介質(zhì)微粒在殘余靜電的作用下，聚集在吸捕陽板上，由自身為流動狀態(tài)，靠自身的重量沿陽板下滑，落入電捕焦油（塵）器的底部，經(jīng)過排污口排除，凈化后的氣體從設(shè)備的出口逸出。

·我公司系列電捕除焦油器，融合了國內(nèi)外電除塵器、電捕焦油器的諸多優(yōu)點，電暈均勻分布，在高壓、強電場電暈的作用下，氣體中的焦油、塵埃、粒子、等導(dǎo)電介質(zhì)得到凈化，效率高，運行費用低，維護費用低之優(yōu)點，深受廣大用戶推崇。

6.2 電捕配套我公司自主研發(fā)的智能微電腦恒流源電源特點

·智能微電腦恒流源電源，采用智能編程控制，實現(xiàn)手動、自動一體化模式，操作方便，保持節(jié)能穩(wěn)定運行工作。

·電路簡節(jié)，方便實用易維護。

·采用恒流供電技術(shù)，允許突發(fā)性短路和持續(xù)性短路；貫穿性擊穿放電時能量下降，比較安全。

·采用多單元供電，某一個單元有故障，不會影響整機工作。

·在同一電場本體上使用，可以實現(xiàn)高于常規(guī)電源30%以上的電功率，在同一電位電耗約是常規(guī)電源的50-80%左右。

·電場充分電暈，不易發(fā)生貫穿性擊穿，塵、油、霧濃度增加時，電場電壓自動升高，增加電功率，適應(yīng)各種工況條件下工作。

·保護電路自動斷電聲光報警，及時判斷故障。

·供電恒流電源高壓發(fā)生器（硅整流變壓器）設(shè)計，采用我公司自主研發(fā)設(shè)計，自主生產(chǎn)的防爆裝置高壓發(fā)生器設(shè)計。高壓發(fā)生器高壓輸出直接用高壓電纜從高壓發(fā)生器內(nèi)部引出，高壓電纜線末端接負(fù)載，高壓輸出外部沒有接線點，避免出現(xiàn)外部外部高壓放電的造成的隱患，安全可靠。

·我公司微電腦智能恒流源是可控硅電源替代產(chǎn)品，優(yōu)于可控硅電源，而且優(yōu)于其他廠家生產(chǎn)的恒流源電源設(shè)備。

6.3低溫等離子凈化系統(tǒng)

低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達到氣體的著火電壓時，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在短的時間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達到降解污染物的目的。

低溫組合等離子體技術(shù)具有以下優(yōu)點：

放電產(chǎn)生的低溫等離子體中，電子能量高，幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用。

反應(yīng)快，不受氣速限制。

采用防腐蝕材料。

只需用電，操作為簡單。

設(shè)備啟動、停止十分迅速，隨用隨開，常溫常壓下即能使用。

氣阻小，適用于大風(fēng)量的廢氣處理。

低溫等離子組合體凈化工業(yè)VOCs廢氣的工作原理

等離子組合體中能量的傳遞大致如下：

圖2-5 等離子體中能量傳遞圖

低溫等離子放電過程中，電子從電場中獲得能量，通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團，同時空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團，這些活性基團相互碰撞后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。從等離子體的活性基團組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應(yīng)，終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。

等離子體化學(xué)反應(yīng)過程大致如下：

過程一：高能電子直接轟擊

過程二：產(chǎn)生氧原子、臭氧、羥基自由基及小分子碎片

O2+2e→2O·

O2+O·→O3+e

H2O+2e→ H·+HO·

H2O+ O·+e →2HO·

H·+O2→HO·+O

C(a+b)H(m+n)O(x+y) +2e→ CaHmOx·+ CbHnOy·

過程三：分子碎片氧化

CaHmOx+ HO·→ CO2 + H2O

CaHmOx + O·→ CO2 + H2O

CaHmOx + O2→ CO2 + H2O

CaHmOx + O3→ CO2 + H2O

經(jīng)過低溫等離子凈化后，廢氣尚含有部分小分子的物質(zhì)及臭氧，采用水洗工藝可以對污染物進行進一步處理，同時減少廢氣中臭氧含量。相關(guān)反應(yīng)機理如下：

H2O + e →H·+ HO·+ e

H·+ O3→O2 + HO·

HO·+O3→HO2·+O2

HO2·+O3→HO·+ O2

在此過程中，部分小分子有機物可進一步被羥基自由基氧化而予以去除。

低溫等離子處理有機廢氣的原理是將普通的220V/380V交流電通過變壓器，變頻器轉(zhuǎn)換為高頻高壓的電壓，產(chǎn)生足以擊穿氣體的電壓，釋放出高能電子，高能電子破壞有機廢氣中的氣體分子之間的化學(xué)鍵，斷開這些化學(xué)鍵從而產(chǎn)生了各種碳原子、氧原子、氫原子、氫氧自由基、臭氧等混合體，等離子體中的氧原子和碳原子結(jié)合形成二氧化碳，氧原子和氫原子結(jié)合形成水分子，終產(chǎn)生排放到大氣中的氣體為無污染的二氧化碳（CO2）和水(H2O)。