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西安昱昌环境科技有限公司
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涂装行业VOCs治理技术路线
1、治理技术路线选择;
涂装过程中产生的挥发性有机化合物(VOC)主要有***异丁基***、乙酸正丁酯、正丁醇、乙二醇、丁醚、甲苯、二甲苯、三甲苯等。涂装车间产生有机废气的主要来源有喷漆室、流平室、烘房等。烘房、流平式废气的特点是风量小、浓度高;喷漆室产生的有机废气的特点是风量大、浓度低,且喷漆室废气通过原有水旋装置后相对湿度较高、仍然有部分漆雾颗粒不能完全被除去。近几年,许多地方政府相继出台了地方法规,对有机废气排放制定了更严苛的标准,大部分地区要求VOCs排放浓度低于30mg/m3。为满足这些要求,部分喷漆室所排放的有机废气也必须进行有效治理。
针对以上情况,从处理达标和节约运行成本两方面综合考虑,提出如下解决方案:烘干室排出的废气直接采用焚烧法、喷漆室排出的废气采用“DPA+F5+F7+F9深度过滤+沸石转轮吸附浓缩+RTO”废气处理的技路线,治理涂装生产线废气排放。
具体情况如下:
过滤:业主喷漆室除漆雾方式为水旋式,故进入预处理装置前的废气相对湿度较大。在进入预处理装置前先进行调温降湿,使废气满足进入沸石转轮的设计条件。调温降湿后的废气经过四级过滤装置去除废气中的颗粒物、残留漆雾满足进入沸石转轮的洁净度要求。(如果有大分子聚合物,需增加活性炭再进行吸附一次,UV漆废气不能进入沸石转轮)
转轮浓缩:废气经过过滤装置后,然后进入沸石转轮,实现大风量低温吸
附,小风量高温脱附,完成废气的减风浓缩,脱附热源采取RTO高温热风;
旋转RTO氧化分解:转轮脱附的高浓度废气进入旋转RTO,将有机废气加热到800摄氏度以上,使废气中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量。废气分解效率达到99%以上,热回收效率达到95%以上。
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旋我式RTQ十转轮浓缩
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涂装废气收集处理流程图
2、治理设备的选择因素;
1)吸附设备选择;
由于涂装生产排出的VOCs废气漆雾含有大量的漆雾颗粒,废气经过水旋处理设备后90%的大颗粒被吸附,但仍然有10%的颗粒不能被吸附,且经过水旋后废气的相对湿度较高,如果直接进入沸石转轮,会很快使得沸石转轮分子筛堵塞损坏。所以先经过调温调湿后,通过一级DPA过滤再经过F5、F7、F9深度过滤后,使得通入沸石转轮的气体完全满足沸石转轮前段进气要求。
2)蓄热焚烧设备选择;
燃烧法是目前净化有机废气最彻底的工艺,得到各行业的充分认可。RTO蓄热式热氧化燃烧系统属于燃烧法的一种,将蓄热、热氧化集成为一体;有机物(VOCs)在一定温度下与氧气发生反应,生成CO2和H2O,并放出反应热。
旋转式RTO与床式RTO相比较,其优势在于:
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RTO类别
两床式RTO
三床式RTO
旋转式RTO
对管道风压影响
±500Pa
±250Pa
±25Pa
占地面积
(以两床为基准)
100%
130%
65%
重量
(以两床为基准)
100%
150%
80%
综合热效率
84%
92%
95%
净化效率
95%
99%
%
结构
4个阀
9个阀
1个旋转阀
旋转式RTO是第三代RTO,在各方面性能及后期维护费用上都全面优于床式RTO,主要优点为:
(1)旋转式RTO散热面积小,12个室交替工作缓冲,节约能耗;
(2)12个室一起工作,气流分配平稳均匀,%;
(3)采用旋转阀,进气、排气连续,管道压力波动小,废气不倒灌,车间气味小。
旋转式RTO废气净化效率和热效率较高,且设备维护简单;选择浓缩倍率较高的沸石转轮,使末端RTO投入资金较低,且运行及维护费用低。因此选用自运行热能消耗更少的旋转RTO。
3、治理设备选型;
客户提供风量如下
序号
治理物分类
废气源
额定总风量
备注
1
溶剂型
喷漆室1
194000m3/h
2
烘干室
烘干室1
5500m3/h
暂不考虑
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有组织排放废气:具体风量、浓度、主要成分见下表:
过滤装置:1套;转轮:194000m/h风量一台;RTO:10000m/h风量一台
序号
排风位置
VOCs成分
浓度mg/m3
风量m/h
1
工艺废气
Butanol,丁醇20%
200
194000
Butylacetat,乙酸丁酯20%
IPA溶剂油,20%,
丁***,10%
PGMEA10%,丙—醇甲醚乙酸酯
Toluene10%,甲苯
轻芳烃石脑油
Xylene10%,—甲苯
4、排放治理目标:
处理后VOCs排放浓度:<30mg/m,符合当地环保标准;
能耗目标:
车间排放浓度按照200mg/m计算,经过1:20浓缩比后浓度为3600mg/m,
浓缩后风量10000m3/h,平均热值按照8400Kcal/kg计算。
废气浓度mg/m3
氧化放热热量
kcal/h
排废量
m3/h
自运行需要热量
kcal/h
可回收热量
kcal/h
3600
302400
10000
90000
169600
缩后的废气氧化释放的热量可满足RTO自运行,同时可回收的热量为17万大卡/h。,。RTO冷启动()
能源
用量
单位
单价(元)
时间/h
花费(元)
电
21
kW/h
25
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天然气
24
m3/h
3
108
合计:133元/次
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RTO热启动()
能源
用量
单位
单价(元)
时间/h
花费(元)
电
21
kW/h
12
天然气
24
m3/h
3
51
合计:63元/次
系统正常运行阶段(满载)
能源
用量
单位
单价(元)
时间/h
花费(元)
装机总电耗
(70%)
210
kW/h
1
168
RTO天然气需求
0
m3/h
3
1
0
转轮脱附热需
求
16
m3/h
3
1
48
合计:216元/小时
三、关键设备投资;
依照本方案,经过计算选择194000m/h沸石转轮浓缩设备,在经过1:20吸附浓缩后,应选用10000m3/h的RTO。转轮系统投资成本大约在365万左右,1W风量RTO系统大约投资预计140万元;过滤及除湿装置大约投资65万元;控制系统大约投资预计62万元。
废气处理系统投资:632万元
四、社会效益
利用沸石转轮+旋转式RTO设备处理涂装生产中的废气可以达到以下效果:
1、VOCs排放量<30mg/m,达到国家和地方排放标准;
2、废气中恶臭可以有效去除;
3、采用沸石转轮使企业的排废总量大大降低。
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