解海祥
摘? ?要:本文介紹了采用列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器處理生產(chǎn)農(nóng)用水帶擠出廢氣的工程設(shè)計實例,并對該套廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試、運行情況進行了分析。結(jié)果表明:采用該系統(tǒng)處理擠出廢氣是成功的,只要選取合理的設(shè)計參數(shù),配套定期更換與維護保養(yǎng),該系統(tǒng)能穩(wěn)定運行,各項指標均可達到現(xiàn)行的排放標準。系統(tǒng)運行的同時還能回收利用,降低生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞:擠出廢氣? 列管冷凝? 油氣分離? 干式過濾? 回收
中圖分類號:X701? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2020)01(b)-0042-02
某企業(yè)新建年產(chǎn)1000萬m農(nóng)用水帶建設(shè)項目,根據(jù)環(huán)保要求和自身環(huán)保意識的提高,要求做好配套廢氣處理。該生產(chǎn)農(nóng)用水帶擠出廢氣主要污染因子為非甲烷總烴,同時會有較多石蠟油液滴產(chǎn)生,到處滲漏、積液。我方針對該廢氣特征,采用列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器。自該項目建成運行以來,各項指標達標排放。還能回收利用。
1? 工程概況
1.1 污染源強分析及設(shè)計風(fēng)量、排放標準
將外購原料 PVC 塑料粒子(環(huán)保等級)、石蠟油、色母按照一定的比例攪拌混合后制成塑料粒子放入塑料擠出機內(nèi)的高效料斗,棉紗經(jīng)過編織機編織后形成坯帶,由牽引機引入塑料擠出機(注塑溫度為150℃~170℃),將混合好的原料擠出在坯帶表面,形成農(nóng)用水帶。
本項目石蠟油用量為1500t/a,石蠟油由石蠟烴和環(huán)烷烴的飽和成份組成,含有微量的芳烴,無味、無嗅,無色透明粘稠液體,沸點為300℃。本項目造粒和擠出溫度為150℃~170℃,擠出工序產(chǎn)生一定量的石蠟油廢氣(以非甲烷總烴計),廢氣產(chǎn)生量為原料的0.1‰,則非甲烷總烴產(chǎn)生量為 0.15t/a。
該公司塑料擠出線32條用于生產(chǎn)農(nóng)用水帶。分為2套廢氣處理設(shè)備,每套16條,每條上收集罩尺寸為1.0m×0.5m,設(shè)計流速為0.5m/s,計算得出風(fēng)量為900m3/h,設(shè)計16條合計風(fēng)量為15000m3/h。2套設(shè)備合計風(fēng)量為30000m3/h。
該項目非甲烷總烴、顆粒物排放標準參照執(zhí)行《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》(GB31572-2015)中新建企業(yè)大氣污染物排放限值,15m排氣筒排放濃度非甲烷總烴為100mg/m3,15m排氣筒排放濃度顆粒物為30mg/m3。
1.2 工程設(shè)計
根據(jù)環(huán)保相關(guān)要求,結(jié)合以往相關(guān)項目處理經(jīng)驗,如選用水洗噴淋等會新增廢水污染項目、光氧催化或等離子等與廢氣直接接觸帶電設(shè)備的不安全性,同時也考慮到該廢氣中所含石蠟油可回收利用[2]。因此設(shè)計工藝如下。
擠出廢氣→列管冷凝器→油氣分離器→干式過濾器→離心風(fēng)機→高空排放
工藝流程說明:利用離心風(fēng)機負壓將擠出廢氣通過收集罩與支管并入主管,由于該廢氣溫度較高,先進入列管冷凝器,通過泵提把循環(huán)水打入列管冷凝器,進行熱交換,從而降低廢氣溫度,是廢氣中的石蠟油凝結(jié)成滴,再進入油氣分離器,利用離心作用進行油氣分離,使油滴順著設(shè)備內(nèi)壁往下流,廢氣順著出口則往上走。最后進入干式過濾器,通過過濾層的高密度性對廢氣中剩余少量油霧,進行最后過濾凈化,然后高空排放。
1.3 主體設(shè)備參數(shù)
(1)列管冷凝器:尺寸為1.9m×1.2m×3.2m,設(shè)備材質(zhì)為304;兩頭為進出口,使氣體均勻進入冷凝管;中間為最主要的冷凝端,內(nèi)部配套64根?110不銹鋼304管道,規(guī)則排列,之間的空隙用于循環(huán)水流通;通過用循環(huán)水泵GW50-18-30把水箱4.0m×1.5m×1.0m里的循環(huán)水泵提入冷凝端下部進水口,對冷凝管中的廢氣進行冷卻,再從冷凝端上部出水口流出進入冷卻塔30T/H,循環(huán)水冷卻后流入水箱中[3]。
(2)油氣分離器:尺寸為?1.5×2.6,側(cè)上方水平進口,沿著設(shè)備內(nèi)壁做離心向下運動,油滴因為離心作用甩到設(shè)備內(nèi)壁順勢繼續(xù)往下流。離心后的廢氣則通過設(shè)備中間的出口直接往上從頂部排出,類似旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu),針對處理含油廢氣,對設(shè)備參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整,降低錐形高度,提升圓筒高度,出油口采用DN50碳鋼閘閥。閘閥出口底部配套一個收集桶。
(3)干式過濾器:尺寸為2.0×1.8×2.0,設(shè)備有三道過濾器。過濾材料為高密度蜂窩紙。尺寸大小為880×880×100-5090,木漿紙,木漿纖維,吸油性好,壽命長。一道過濾器為4塊該尺寸高密度蜂窩紙,三道共12塊。更換周期為1月?lián)Q一次。設(shè)計過濾風(fēng)速為1.3m/s。
(4)離心風(fēng)機:是依靠電機傳動提高空氣壓力并輸送氣體的設(shè)備,系統(tǒng)采用4-72型離心風(fēng)機來帶動氣體。1臺4-72-6.3c,18.5kW。風(fēng)量為15342~21474m3/h,全壓為2908-2303Pa。
(5)管道:系統(tǒng)管道全部選用碳鋼,全部使用焊接管道,要求滿焊,避免石蠟油跑冒滴漏。
如需法蘭連接時,考慮使用硅膠墊,防止?jié)B漏。管道大小采用?600mm、?400mm、?150mm。
1.4 設(shè)備特點
(1)采用冷凝+分離+過濾的組合工藝,整個系統(tǒng)實現(xiàn)了凈化與回收的過程循環(huán)。在運行過程中不產(chǎn)生二次污染,設(shè)備投資及運行費用低,回收物料能回用于生產(chǎn),進一步降低生產(chǎn)成本。
(2)設(shè)計時考慮避免水跟廢氣直接接觸,從而避免產(chǎn)生廢水。使用水作為冷凝劑,易得,且成本低。可循環(huán)實用,定期補加即可。
(3)系統(tǒng)運行時,避免跑冒滴漏?;厥盏氖炗头浅8蓛簦兌纫草^高,可直接用回生產(chǎn)。
(4)采用集中控制系統(tǒng),運行過程安全穩(wěn)定、可靠。
2? 運行情況
該項目廢氣處理設(shè)施于2018年8月調(diào)試完成并投入使用,至今運行已超一年,處理效率穩(wěn)定、運行成本較低,排放廢氣各污染因子達到了相應(yīng)的排放標準的要求。
2.1 運行效果
該廢氣處理設(shè)施運行至今,定期對其進、出口進行監(jiān)測的結(jié)果表明,各污染物指標能穩(wěn)定達標排放。下列為非甲烷總烴濃度:
2018.08.20? ?進口:15mg/m3? ? ? 出口:1.1mg/m3
2019.01.10? ?進口:25mg/m3? ? ? 出口:1.5mg/m3
2019.06.04? ?進口:18mg/m3? ? ? 出口:1.2mg/m3
2.2 工程經(jīng)濟分析
工程總投資45萬元,日常運行費用主要包括更換材料費用、電費、人工費用,電費按運行負荷40kW,功率因子0.75,電費單價1.0元/度,更換材料費用0.6萬元/年,電費1萬/年,合計為1.6萬/年。
3? 結(jié)語
本文通過對已建成運行的列管冷凝器+油氣分離器+干式過濾器處理生產(chǎn)農(nóng)用水帶擠出廢氣的成功應(yīng)用案例的研究分析,表明:該廢氣處理工藝,設(shè)定合理的控制參數(shù),通過列管冷凝使廢氣中的油霧凝結(jié)成滴,再利用離心使油氣分離,最后通過干式過濾使廢氣得到最終凈化。2套處理設(shè)備處理效率能穩(wěn)定90%以上。通過列管冷凝能回收廢氣中大部分石蠟油回用與生產(chǎn)。
參考文獻
[1] 王純,張殿印.廢氣處理工程技術(shù)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
[2] 陳殿英,CHENDianYing.低溫等離子體及其在廢氣處理中的應(yīng)用[J].化工環(huán)保,2001,21(3):136-139.
[3] 潘繼紅,田茂誠.管殼式換熱器的分析與計算[M].北京:科學(xué)出版社,1996.