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炼胶废气治理方案
炼胶废气治理
设
计
方
案

设计单位：
施工单位：
项目负责人：
编制日期：2013年07月30日
- 14 -

目 录
一． 项目概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
二． 设计依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
三． 设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
四． 设计废气的基本资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
五． 设计范围．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
六． 炼胶废气净化工艺流程方案分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1．除尘设备性能比较及选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2．VOCS控制方法及选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
七． 工艺流程及说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1．工艺流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2．工艺流程说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3．工艺布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
八． 主要设备参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1．旋流喷淋塔 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2．活性炭吸附塔．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3．离心风机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
4．循环水泵．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
5．新增风管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12
九． 工程投资估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
十． 运行费用估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
十一． 服务承诺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
炼胶废气治理方案
一.项目概况
中山市鸿泰五金塑料厂，位于中山市小榄镇埒西二乐丰中路。该公司以加工销售轮胎修补橡胶制品为主，加工生产流程中密炼机生产过程中将产生多组份废气，主要包括炭黑尘、橡胶颗粒、橡胶粉尘等尘类组份，芳烃油等油类废气及非甲烷总烃，三苯、甲醇、H2S等无机气体。这些多组份废气对工人的身体健康有严重的危害；直接排入大气中会影响周边环境。
为了保护环境，提高车间内的空气质量，改善员工的工作条件，实现文明生产，该公司主管部门委托我公司对其生产车间生产废气进行治理设计。我公司根据治理同类型废气项目的相关经验及该公司的实际情况，本着高效节能的原则制定出以下治理方案。

二.设计依据
1．中山市鸿泰五金塑料厂提供的资料和生产车间现场的情况；
废气来源主要是现有的一台密炼机在生产运行过程中产生的多组份废气。
2．根据厂方对治理点的要求。此方案主要针对的是密炼机在运行生产过程中产生的废气。
3．《环境工程设计手册》；
4．《广东省地方排放标准大气污染物排入限值》（DB44/27-2001）第二时段二级标准；
5．《大气污染物综合排放标准》（FB16297-1996）；
6．《通风管道技术规程》（JGJ41-2004）；
7．《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；

三.设计原则
1. 严格执行环保有关规定，废气处理后达到国家环保标准及广东省地方标准；
2. 采用技术成熟、可靠的处理工艺，降低运行成本；
3. 设计工艺及设备选型时，在保证排放达标的前提下尽量减少投资费用。
4.在设计安装过程尽量对原治理设施管道设备等加以利用。

四.设计的基本资料
1.废气成份为: 主要包括炭黑尘、橡胶颗粒、橡胶粉尘等尘类组份，芳烃油等油类废气及非甲烷总烃，三苯、甲醇、H2S等气体。
2.生产废气的源头: 密炼机运行生产过程中所产生废气。
3. 废气处理前的浓度, 根据厂方生产工艺参照同类型厂家估算如下(见表1)：
污
染
物
颗粒物

苯

甲
苯
二
甲
苯

非甲烷总烃

甲
醇
炭黑
粉尘
浓度mg/ m³
50
300
36
100
230
300
500

4. 废气经处理后执行广东省《大气污染物排放限值》（DB44/27-1996）第二时段排放标准(见表2)：
污
染
物
颗粒物

苯

甲
苯
二
甲
苯

非甲烷总烃

甲
醇
炭黑
粉尘
浓度mg/ m³
18
120
12
40
70
120
190

五.设计范围
根据贵公司要求:针对现运行密炼机生产废气。
本项目的设计包括：
1. 工艺流程的选择和设计；
2. 非标准设备的制造和标准设备的选型；
3. 设备运输、安装和调试；
4. 电气的设计和安装。
5. 治理效果达到80%以上

六.炼胶废气净化工艺流程方案分析
多组份炼胶废气中含有碳黑尘、胶粉为易燃性、易爆性物质，清机油为易燃性液态物质。三苯、甲醇、甲硫醇、CS2、H2S均属于有毒有害有恶臭类物质，环保要求含尘有机挥发废气（简称VOCS）要除尘除味达标排放。
1． 除尘设备性能比较及选择
从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置，或除尘器。根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为：①机械除尘器；②电除尘器；③袋式除尘器；④湿式除尘器等。
除尘器的性能对比主要从技术指标和经济指标两方面来进行。技术指标主要包括处理气体流量、除尘效率、压力损失（或称阻力）、漏风率等，而经济指标主要包括设备费、运行费、维修费、占地面积、占地空间体积、使用寿命等。
如果要对除尘装置进行全面评价，除了上面的技术指标和经济指标外，还应该考虑除尘装置的安装、操作、检修的难易程度等问题。阻力低、除尘效率高是目前评价除尘装置的主要指标。
表2.1为不同除尘器的分级效率的比较，表2.2则是各种除尘器的综合性能比较。
表2.1 不同除尘器的分级效率
除尘器名称
全效率/%
不同粒径（μm）是的分级除尘效率/%
0~5
5~10
10~20
20~44
>44
带挡板的沉降室
58.6
7.5
22
43
80
90
普通的旋风除尘器
65.3
12
33
57
82
91
长锥体旋风除尘器
84.2
40
79
92
99.5
100
喷淋塔
94.5
72
96
98
100
100
电除尘器
97.0
90
94.5
97
99.5
100
文丘里除尘器（Δp=7.5kPa）
99.5
99
99.5
100
100
100
袋式除尘器
99.7
99.5
100
100
100
100

表2.2 常用除尘器的性能及其费用比较
除尘器名称
适用的粒径范围/μm
效率/%
阻力/Pa
设备费
运行费
重力沉降室
>50
<50
50~130
少
少
惯性除尘器
20~50
50~70
300~800
少
少
旋风除尘器
5~30
60~70
800~1500
少
中
冲击水浴除尘器
1~10
80~95
600~1200
少
中下
卧式旋风水膜除尘器
≥5
95~98
800~1200
中
中
冲击式除尘器
≥5
95
1000~1600
中
中上
文丘里除尘器
0.5~1
90~98
4000~10000
少
大
电除尘器
0.5~1
90~98
50~130
大
中上
袋式除尘器
0.5~1
90~98
1000~1500
中上
大

根据炼胶废气粉尘性质，上表各类除尘设备综合参数分析以及现场安装条件，除尘设备中的喷淋塔不仅除尘效率较高，操作、维护简单。故此方案除尘设备选用喷淋塔，设计风量10000m³/h。
2．挥发性有机物污染控制方法的比较及选择
挥发性有机物（简称VOCs），是一类有机化合物的统称。在常温下它们的蒸发速率大，易挥发。其危害正被人们逐渐认识，许多污染现象与危害都与其有关。

1、燃烧法控制VOCs污染
用燃烧方法将有害气体、蒸气、液体或烟尘转化为无害物质的过程称为燃烧法净化，亦称焚烧法。燃烧法净化时所发生的化学反应主要是燃烧氧化作用及高温下的热分解。因此，这种方法只能使用于净化那些可燃的或在高温情况下可以分解的有害物质。对化工、喷漆、绝缘材料等行业的生产装置中所排出的有机废气，广泛采用燃烧净化的手段。燃烧法还可以用来消除恶臭。由于有机气态污染物燃烧氧化的最终产物是CO2和H2O，使用这种方法不能回收到有用的物质，但由于燃烧时放出大量的热，使排气的温度很高，所以可以回收热量。
当混合气体中含有的氧和可燃组分在一定的浓度范围内，某一点被燃着时产生的热量，可以继续引燃周围的混合气体，此浓度范围就是燃烧极限浓度范围。当燃烧在有限空间内迅速蔓延，则形成爆炸。使用这种方法时要注意防止发生爆炸。

2、吸收（洗涤）法控制VOCs污染
溶剂吸收法采用低挥发或不挥发溶剂对VOCs进行吸收，再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。吸收效果主要取决于吸收剂的吸收性能和吸收设备的结构特征。
吸收剂必须对被去除的VOCs有较大的溶解性，同时吸收剂的蒸气压必须相当低。橡胶炼焦废气以三苯、甲醇、甲硫醇、CS2等为主，这些有机物质的溶解性都不大，用吸收法控制此类污染物的效果并不显著。

3、冷凝法控制VOCs污染
冷凝法利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的污染物（如VOCs）冷凝并与废气分离。该法特别适用于处理废气体积分数在10-2以上的有机蒸气。冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但是当体积分数低于10-6时，须采取进一步的冷冻措施，使运行成本大大提高。所以冷凝法不适宜处理低浓度的有机气体，而常作为其他方法净化高浓度废气的前处理，以降低有机负荷，回收有机物。
通常用压缩法使气态有害物质在临界温度和临界压力下变成液态，从而除去或回收有害物质，但由于费用较高，目前使用较少。

4、吸附法控制VOCs污染
含VOCs的气态混和物与多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键力，把混合气体中VOCs组分吸附留在固体表面，这种分离过程称为吸附法控制VOCs污染。吸附操作已广泛应用于石油化工、有机化工的生产部门，成为一种重要的操作单元。在大气污染控制领域，因为吸附剂的选择性强、能有效分离其他过程难以分开的混合物、能有效地去除低浓度有毒有害物质而得以广泛应用。
本设计需要处理的多组份炼胶废气中含有的碳黑尘、胶粉为易燃性、易爆性物质，清机油为易燃性液态物质。三苯、甲醇、甲硫醇、CS2、H2S均属于有毒有害有恶臭类物质，环保要求废气要除味达标排放。从成份中不难看出，采用催化燃烧显然不适用，采用湿法处理技术也无明显效果，采用吸附法除味几乎是唯一选择。
综合所述本方案最终设备选择为：喷淋塔+活性炭吸附塔

七.工艺流程及其说明
1．工艺流程图

炼胶废气

集气系统

风机

喷淋除尘

活性炭吸附塔

引风机

达标排放

2．工艺流程说明
车间生产废气, 先通过集气系统的收集经风管送入喷淋塔，废气在喷淋塔中除尘后，由于引风机负压值的作用下进入活性炭吸附塔进行有机挥发性物质的去除最终得到净化的空气由风机加压经烟管高空排放。

3．工艺布置
根据贵厂现生产线布置情况，考虑到前治理设备设施的加以利用，除集气系统在原有基础上根据废气产生点加以整改外，废气输送管道将利用原有管道，新增设备设施安装点均以原设备安装点为基础。
八．主体设备参数
1. 旋流净化喷淋塔:
1） 塔径: 1100mm
2） 塔高: 3300mm
3） 处理量：10000m³/h
4） 空塔气速：2.1m/s
5） 喷淋层次：2层
6) 材质：高强度PP板材

2.活性炭吸附塔:
1） 尺寸: 2000×1500×1250mm
2） 材质: A3碳钢
3） 处理量: 10000m³/h
4） 吸附层：双层

3、离心引风机（定制）:
考虑到风阻等客观因素，风机选型一般要遵循就大原则
1)型号:4-72
数量:1台
风量:L=1060-11620m3/h
压力:P=1100pa
转速:1450(r/min)
功率:5.5KW
4、循环水泵:
流量： 15m3/h
扬程： 15m
功率： 2.2KW
材质：304不锈钢
数量： 1台
4、新增风管:
风管口径（Φ400mm）
九、工程投资估算
序号
名 称
规格参数
数 量
单价
(元)
总价
（元）
备注
1
旋流喷淋塔
￠1100×3300mm
1台
14200
14200
高强度PP
2
活性炭吸附塔
2.0m×1.5m×1.25m
1个
16800
16800
A3钢
3
离心风机
P：5.5KW
1台
6800
6800

4
循环水泵
2.2KW
1个
1200
1200

6
风管
￠400
12米
160
1920

6
原集气系统技改

1项
3000
3000
业主可选
T1
小计T:
43920.00元

吊装及运输费
2500.00元

安装费T*7.2%
3160.00元
T2
合计:
49580.00元
十．运行费用估算
1．由于本工程运行只须开启电源，不需要复杂的操作，可由生产工人兼职，不计人工费。
2．整个工程运行的耗电量为(7.5KW)+(7.7KW) =15.2KW/小时
3. 电费按0.72元/kw计算，每天时间为8小时，则一天的运行费用:0.72×15.2×8=87.55元
十一．服务承诺
本公司本着“技术第一，服务第一、信誉第一”的宗旨，向用户郑重承诺：
1．按要求完成工程任务，保证工程质量；
2．主体设备保修一年，终身提供技术服务，一年以后以优惠的价格提供备品配件和维修件。如设备在运转过程中出现问题，在接到甲方通知后48小时内做出反应；
3．与用户建立长期联系和技术交流，以最新的技术服务于用户，免费提供技术咨询和服务;
4．免费为甲方培训操作和检修人员。

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