低浓度苯类有机废气常产生于印刷、油漆喷涂及制鞋业等生产过程中,其污染物主要从油墨、油漆、粘鞋剂及其溶剂中挥发出来形成。这一类污染物主要包括苯、甲苯、二甲苯等。国内、外的研究业已证实,这类污染物具有致癌作用,对人体健康会造成严重危害[1～3]。我国已明确规定该类污染物在车间内的最高允许浓度,同时也制定了严格的排放标准[4],因而对该类有机废气必须进行有效的控制与治理。本文将探讨低浓度苯类有机废气的处理方法,并结合工程实例研究一种低廉、有效、易行的复方液吸收法。
1 处理方法研究
20世纪70年代以来,我国对苯类有机废气的处理已进行了许多研究,并取得了大量的成果。迄今比较成熟且较常用的有催化燃烧法、活性炭吸附法、微生物处理法及吸收法等[5～8]。催化燃烧法是利用催化剂使有害气体中的可燃组分在较低的温度下氧化分解成CO2和H2O并释放热量。但在运行过程中,催化剂容易发生劣化现象,处理效率降低,而且在处理过程中,需对废气进行预处理。整套系统投资费用高,运行费用也高,在选用中受到了相应的限制。
活性炭吸附法是利用活性炭内部的微孔,将废气中的一种或几种组分浓集在固体表面,从而与其它组分分开。其处理效率取决于活性炭的吸附值及其填充量。该处理方法需有活性炭再生装置,如锅炉、压缩空气等,因而一次性投资较大,运行费用相对较高,操作、管理也比较复杂,在设计选用时受到了相应的限制。
微生物处理法是以微生物悬浮液作为喷淋液,将废气中的有害成分洗涤至悬浮液中,在微生物作用下进一步降解,达到处理目的。该方法由于微生物的生长需要大量的营养,因而需要不断添加营养物及通入一定的氧气保证微生物的进一步生长,所以微生物处理法对操作要求较高,使用不便。
吸收法是以液体为吸收剂,通过洗涤吸收装置使废气中的有害成分被液体吸收,从而达到净化废气的目的。该处理方法投资费用较少,运行成本也较低,因而在一些中小型企业中的应用比较广泛。
本文主要研究在中小型企业中应用比较广泛的吸收法。采用吸收法处理低浓度苯类有机废气的关键是吸收液的选择。在20世纪80年代多采用轻柴油作为吸收液,其处理效率一般在70%左右[1]。随着排放标准日益严格和环境质量标准的提高,上述吸收效率已难于满足其处理要求。本文在此基础上进行了试验研究,提出一种复方液吸收法,解决了吸收效率低这一难题。复方液吸收法的工艺特点和关键在于复方液的成分选择与配方,以及复方液的最佳使用环境条件。该复方液以水和无苯柴油作为主配方,添加MOA助剂及磷苯二甲酸二丁酯,并调节吸收液至弱碱。
复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气,其处理效率明显好于传统的吸收液,使低浓度苯类废气的净化处理效率由70%左右提高到85%以上。
2 应用实例
2.1 方案确定
桂林市塑料彩印包装厂是一家专业从事塑料膜彩印的企业,在其生产过程中,油墨及油墨稀释剂中以甲苯为主的有机污染物挥发出来严重污染车间内外环境。对厂家提供的数据进行分析,甲苯最大产生量为0.9kg/h。经多方调查分析和研究,确认该项目属以甲苯为主的低浓度有机废气处理工程,决定采用复方液吸收法进行处理,处理工艺流程如图1所示。
图1 复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气工艺流程
由图1可知,印刷机生产过程产生的有机废气经设置于印刷机座上部的组合伞形罩捕集(3组),经并联风管和阀门,汇主风管后进入吸收塔进行吸收处理,净化后气体经风机烟囱排空。
2.2 主要设备及工艺参数
该工艺在设计时,欲使车间空气中有害成分的浓度小于最高允许浓度,以通风最不利条件确定通风量Q=6000m3/h,用静压平衡法计算确定主风管D=320mm[8,9]。系统复方液循环使用,循环使用周期为90d,系统吸收液用量为7.5m3/h。吸收塔型号为WFL-03,离心风机为4-68型No.4.5A。
2.3 处理成本与治理效果
2.3.1 处理成本
该套有机废气处理系统总投资10.2万元,系统运行费用由人工费、电费及复方液费用构成,平均日处理费用为45元。
2.3.2 治理效果
该套处理系统正常运转后,车间有机废气浓度明显降低,大大净化了车间空气,改善了工人的工作环境。处理后的废气,经桂林 表1 桂林市塑料彩印包装厂废气处理结果
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废 气
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车间质量浓度 (mg/m3)
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排放质量浓度(mg/m3)
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净化率 (%)
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处理前
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处理后
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卫生标准
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处理前
|
处理后
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国家标准
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甲 苯
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200.7
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98.2
|
100
|
98.2
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12.3
|
40
|
87.5
|
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异丙醇
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431.2
|
285.4
|
300
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||||
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醋酸丁酯
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429.9
|
284.2
|
300
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3 结束语
采用复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气具有显著的效果。对于风量较大,浓度较低的有机废气,如印刷、油漆喷涂及制鞋业等尤为适合。该项技术具有投资省、运行成本低、净化效率高,易操作等诸多优点,环境、经济、社会效益显著,有很好的推广应用价值。
