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技術(shù)文章
定型機廢氣凈化處理技術(shù)分析
點(diǎn)擊次數:760 發(fā)布時(shí)間:2013-1-12
2012年1到6月,我國規模以上印染企業(yè)的印染布產(chǎn)量達294.36億米,已多年位居世界*位。然而,印染行業(yè)能耗大、污染重,已成為社會(huì )的負擔。我國“十二五”規劃提出,紡織行業(yè)要做好節能降耗、減排增效及清潔生產(chǎn)的工作,大力發(fā)展綠色低碳、生態(tài)環(huán)境友好及可持續發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟。
我國的印染行業(yè)在20世紀80年代已開(kāi)始進(jìn)行印染廢水的處理建設,但一直不太重視對廢氣的處理。近年來(lái),印染行業(yè)定型機廢氣對區域性大氣環(huán)境的影響較大,群眾的投訴逐年增多,也產(chǎn)生了一些環(huán)境糾紛。定型機所排放的廢氣,不僅含有大量的煙塵,同時(shí)還含有聚苯類(lèi)有機物、染料助劑等多種成份。每臺定型機一般排放顆粒物150-250mg/m3,日排放量50-100kg,油煙40-80mg/m3,日排放量20-40kg。定型機排放的油煙對人體具有很大的危害,嚴重影響生態(tài)環(huán)境。做好定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。
一、定型機廢氣的性質(zhì)及危害
定型機是印染后整理的關(guān)鍵設備。在面料熱定型過(guò)程中溫度較高,排放的廢氣溫度達100-170℃。排放廢氣中含大量有機化合物(VolatileOrganicCompound簡(jiǎn)稱(chēng)VOC),VOC是污染大氣對環(huán)境、危害人體健康的罪魁禍首。包括染料、助劑、潤滑油、纖維類(lèi)顆粒物中的醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物,組份達數十種。大多數組份以分子狀的氣溶膠物質(zhì)或者微小的液滴存在空氣中。其中多羥基類(lèi)化合物、乙二醇類(lèi)化合物和己二酸二辛酯等被稱(chēng)作“不能對人類(lèi)致癌性進(jìn)行分類(lèi)的致癌物”。乙二醇類(lèi)化合物是一種很好的溶劑,沒(méi)有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸類(lèi)物質(zhì)。硝基并胺和硝基吡啶類(lèi)物質(zhì),及其它的醚類(lèi)物質(zhì)都帶有一定的毒性。廢氣吸入人體可以直接損害呼吸道粘膜,對人體呼吸道和肺部有一定的刺激作用,降低人體免疫功能,輕則使人頭昏、眩暈、惡心,重則導致再生障礙性貧血,致癌危及生命。由于有些定型的工藝中的染料、助劑含有臭味小分子酯類(lèi)、醇類(lèi)、芳烴類(lèi)有機物,它們在嗅覺(jué)細胞表面活性較高,刺激性較強,所以廢氣有時(shí)還帶有刺激難聞的氣味。
定型機排放的有機化合物油霧揮發(fā)在大氣中不易溶于水,不會(huì )隨著(zhù)雨水降落到地面,而將漂浮在空中,形成*的污染源。同時(shí)油霧揮發(fā)在大氣中的分子團可吸入顆粒物成分很復雜,并具有較強的吸附能力,是多種污染物的“載體”和“催化劑”,有時(shí)能成為多種污染物的集合體,它與其他可揮發(fā)性有機物一道,是空氣中光化學(xué)反應污染的源頭。
二、定型機廢氣凈化處理的技術(shù)分析
1.定型機廢氣的降溫
定型機排放的廢氣是高溫的廢氣,達到100-170℃,體積很大。而定型機廢氣凈化的設備工業(yè)用高壓靜電除油煙裝置的*工況是60-70℃。如直接將定型機的高溫廢氣送到靜電除油煙裝置進(jìn)行凈化處理,效果非常不理想,且易造成靜電除油煙裝置中的蜂巢電極的損壞。
對定型機廢氣的降溫,采用集中式及組合式熱交換器降溫比較好。一方面可對廢氣的溫度,另一方面熱交換后加熱了的新鮮空氣,可用到立式炮筒烘干機,節約了能源。
集中式及組合式熱交換器的原理及效果都是差不多,集中式的體積比較大,比較集中,而組合式的形狀比較長(cháng)。集中式及組合式都是熱交換器內焊接有鋁管或紫銅管,紫銅管的的導熱系數要高些,但成本高;鋁管的導熱系數也非常高,性?xún)r(jià)比高。高溫的廢氣經(jīng)過(guò)鋁管外的通道,新鮮的空氣經(jīng)過(guò)鋁管內的通道,兩個(gè)通道*隔離。由于熱交換器內排列大量的鋁管,所以風(fēng)阻會(huì )比較大,需要加裝風(fēng)機。新鮮空氣經(jīng)風(fēng)機吸到熱交換器進(jìn)行熱交換,可加熱到與高溫廢氣相差30-40℃左右,廢氣經(jīng)過(guò)熱交換器的降溫可降到60℃,體積也會(huì )大大的縮小。熱交換器內應要有自動(dòng)蒸汽清洗裝置,防止堵塞。
2.蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙
靜電除油煙的原理很簡(jiǎn)單,將摩擦后帶有負電荷的玻璃棒,靠近不帶電的小紙片,小紙片會(huì )被玻璃棒吸引,產(chǎn)生吸附現象。
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙原理圖
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙裝置的前面需要有不銹鋼的循環(huán)過(guò)濾網(wǎng),過(guò)濾掉較大顆粒的纖維及油霧。蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙的筒形電極呈蜂巢型排列。中間是用不銹鋼材料做的線(xiàn)狀電極,接高壓靜電的負極,叫陰極。同樣是不銹鋼材料的筒形外殼,接高壓靜電的正極,叫陽(yáng)極。接通電源以后,陰極和陽(yáng)極之間就建立了一個(gè)非均勻的電場(chǎng),陰極的周?chē)妶?chǎng)zui大。改變直流高壓的電壓值,就可以改變電場(chǎng)的強度。當實(shí)際電場(chǎng)強度與空氣的擊穿電場(chǎng)臨界值3000000V/m接近時(shí),陰極附近的空氣會(huì )發(fā)生電離,形成大量的正離子和自由電子。自由電子隨電場(chǎng)向正極飄移,在飄移過(guò)程中與定型機廢氣中的中分子的微小纖維、油霧發(fā)生碰撞。這些微小纖維、油霧帶上了負電荷,在電場(chǎng)的作用下,這些帶負電荷的纖維、油霧繼續向陽(yáng)極運動(dòng),并zui后吸附到陽(yáng)極的不銹鋼筒壁上。筒壁上的油霧粒子會(huì )聚集成大的油滴,流到集油盤(pán),收到去除油煙、氣味及回收廢油的作用。另外,靜電除油煙的*工況是處理60-70℃的廢氣。
3.噴淋式除油煙
噴淋式除油煙系統由噴淋塔及油水分離器組成。噴淋塔內有導流區、噴淋區及脫水區。導流區的導流鋼板將廢氣氣流風(fēng)速降低并分布均勻地流向噴淋區。噴淋區的水霧一般雙層比較好,可的吸附油霧。噴霧裝置噴出的高壓水霧與廢氣中的纖維及油霧接觸,水霧可凝結纖維和油霧顆粒。附有纖維、油霧的較大水滴,會(huì )沉降下來(lái),細微的水滴會(huì )隨著(zhù)廢氣進(jìn)入脫水區,在脫水區的離心力作用下的細微水滴會(huì )被收集。脫水后的凈化處理了的廢氣排入大氣。較大的水滴和微細水滴,都會(huì )流向油水分離器。油水分享器兼有冷卻循環(huán)水的作用,可減少水份的蒸發(fā),使油跟水*分離,分離率可達99%。分離出來(lái)的水到噴淋塔循環(huán)使用,廢油分離出來(lái)可出售,也有一定的經(jīng)濟效益。
4.廢氣的除臭
有些定型機排放的廢氣,由于染料、助劑含有臭味小分子有機物,它們在嗅覺(jué)細胞表面活性較高,刺激性較強,所以有時(shí)還帶有刺激難聞的氣味。臭味給人的感覺(jué)量是與臭味氣體的濃度,兩者之間關(guān)系符合Weber-Fechner定律:
I=K×logC+a
I——人對嗅覺(jué)的感覺(jué)量
K——常數,臭味物質(zhì)不同,K值不同
C——臭味物濃度
a——常數,臭味物質(zhì)不同,a值不同。
由Weber-Fechner定律可以看出,既使把臭味物質(zhì)去除90%,人的嗅覺(jué)的感覺(jué)量卻只減少了一半還少。也就是通常所說(shuō)的低污染濃度,高惡臭強度的特性。所以去除臭味比去除其他的纖維及油霧要困難,比達到排放標準還要嚴格幾十倍*千倍。
目前國內外去除臭味的方法主要有活性炭吸附法、藥液噴淋法?;钚蕴课椒ㄊ褂贸跗谛Ч€可以,但時(shí)間長(cháng)了容易堵塞。藥液噴淋法是在噴淋塔中根據不同的廢氣加不同濃度、不同性質(zhì)的吸收劑,增加吸收油霧的能力,降低臭味物質(zhì)的活性與刺激性。
現在還出現了一種光量子除臭的技術(shù),利用光量子分解空氣中的氧分子產(chǎn)生新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團,臭味物質(zhì)與活性基團反應,zui終轉化為CO2和H2O等無(wú)害物質(zhì)。
定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。噴淋除油煙技術(shù)可一定程度去除定型機廢氣的微小纖維及油煙,適用于油煙不大的情況;靜電式除油煙技術(shù)可更好的去除定型機廢氣中的油煙,但要注意做好之前的廢氣降溫,適合油煙比較大的情況,可配合噴淋式一起使用;如廢氣臭味比較大,還要采用光量子等方法進(jìn)行除臭處理。印染行業(yè)定型機廢氣的凈化處理,保護了人體的健康,地球的生態(tài)環(huán)境,讓經(jīng)濟、社會(huì )及人類(lèi)可持續發(fā)展,為人類(lèi)造了福!
我國的印染行業(yè)在20世紀80年代已開(kāi)始進(jìn)行印染廢水的處理建設,但一直不太重視對廢氣的處理。近年來(lái),印染行業(yè)定型機廢氣對區域性大氣環(huán)境的影響較大,群眾的投訴逐年增多,也產(chǎn)生了一些環(huán)境糾紛。定型機所排放的廢氣,不僅含有大量的煙塵,同時(shí)還含有聚苯類(lèi)有機物、染料助劑等多種成份。每臺定型機一般排放顆粒物150-250mg/m3,日排放量50-100kg,油煙40-80mg/m3,日排放量20-40kg。定型機排放的油煙對人體具有很大的危害,嚴重影響生態(tài)環(huán)境。做好定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。
一、定型機廢氣的性質(zhì)及危害
定型機是印染后整理的關(guān)鍵設備。在面料熱定型過(guò)程中溫度較高,排放的廢氣溫度達100-170℃。排放廢氣中含大量有機化合物(VolatileOrganicCompound簡(jiǎn)稱(chēng)VOC),VOC是污染大氣對環(huán)境、危害人體健康的罪魁禍首。包括染料、助劑、潤滑油、纖維類(lèi)顆粒物中的醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物,組份達數十種。大多數組份以分子狀的氣溶膠物質(zhì)或者微小的液滴存在空氣中。其中多羥基類(lèi)化合物、乙二醇類(lèi)化合物和己二酸二辛酯等被稱(chēng)作“不能對人類(lèi)致癌性進(jìn)行分類(lèi)的致癌物”。乙二醇類(lèi)化合物是一種很好的溶劑,沒(méi)有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸類(lèi)物質(zhì)。硝基并胺和硝基吡啶類(lèi)物質(zhì),及其它的醚類(lèi)物質(zhì)都帶有一定的毒性。廢氣吸入人體可以直接損害呼吸道粘膜,對人體呼吸道和肺部有一定的刺激作用,降低人體免疫功能,輕則使人頭昏、眩暈、惡心,重則導致再生障礙性貧血,致癌危及生命。由于有些定型的工藝中的染料、助劑含有臭味小分子酯類(lèi)、醇類(lèi)、芳烴類(lèi)有機物,它們在嗅覺(jué)細胞表面活性較高,刺激性較強,所以廢氣有時(shí)還帶有刺激難聞的氣味。
定型機排放的有機化合物油霧揮發(fā)在大氣中不易溶于水,不會(huì )隨著(zhù)雨水降落到地面,而將漂浮在空中,形成*的污染源。同時(shí)油霧揮發(fā)在大氣中的分子團可吸入顆粒物成分很復雜,并具有較強的吸附能力,是多種污染物的“載體”和“催化劑”,有時(shí)能成為多種污染物的集合體,它與其他可揮發(fā)性有機物一道,是空氣中光化學(xué)反應污染的源頭。
二、定型機廢氣凈化處理的技術(shù)分析
1.定型機廢氣的降溫
定型機排放的廢氣是高溫的廢氣,達到100-170℃,體積很大。而定型機廢氣凈化的設備工業(yè)用高壓靜電除油煙裝置的*工況是60-70℃。如直接將定型機的高溫廢氣送到靜電除油煙裝置進(jìn)行凈化處理,效果非常不理想,且易造成靜電除油煙裝置中的蜂巢電極的損壞。
對定型機廢氣的降溫,采用集中式及組合式熱交換器降溫比較好。一方面可對廢氣的溫度,另一方面熱交換后加熱了的新鮮空氣,可用到立式炮筒烘干機,節約了能源。
集中式及組合式熱交換器的原理及效果都是差不多,集中式的體積比較大,比較集中,而組合式的形狀比較長(cháng)。集中式及組合式都是熱交換器內焊接有鋁管或紫銅管,紫銅管的的導熱系數要高些,但成本高;鋁管的導熱系數也非常高,性?xún)r(jià)比高。高溫的廢氣經(jīng)過(guò)鋁管外的通道,新鮮的空氣經(jīng)過(guò)鋁管內的通道,兩個(gè)通道*隔離。由于熱交換器內排列大量的鋁管,所以風(fēng)阻會(huì )比較大,需要加裝風(fēng)機。新鮮空氣經(jīng)風(fēng)機吸到熱交換器進(jìn)行熱交換,可加熱到與高溫廢氣相差30-40℃左右,廢氣經(jīng)過(guò)熱交換器的降溫可降到60℃,體積也會(huì )大大的縮小。熱交換器內應要有自動(dòng)蒸汽清洗裝置,防止堵塞。
2.蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙
靜電除油煙的原理很簡(jiǎn)單,將摩擦后帶有負電荷的玻璃棒,靠近不帶電的小紙片,小紙片會(huì )被玻璃棒吸引,產(chǎn)生吸附現象。
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙原理圖
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙裝置的前面需要有不銹鋼的循環(huán)過(guò)濾網(wǎng),過(guò)濾掉較大顆粒的纖維及油霧。蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙的筒形電極呈蜂巢型排列。中間是用不銹鋼材料做的線(xiàn)狀電極,接高壓靜電的負極,叫陰極。同樣是不銹鋼材料的筒形外殼,接高壓靜電的正極,叫陽(yáng)極。接通電源以后,陰極和陽(yáng)極之間就建立了一個(gè)非均勻的電場(chǎng),陰極的周?chē)妶?chǎng)zui大。改變直流高壓的電壓值,就可以改變電場(chǎng)的強度。當實(shí)際電場(chǎng)強度與空氣的擊穿電場(chǎng)臨界值3000000V/m接近時(shí),陰極附近的空氣會(huì )發(fā)生電離,形成大量的正離子和自由電子。自由電子隨電場(chǎng)向正極飄移,在飄移過(guò)程中與定型機廢氣中的中分子的微小纖維、油霧發(fā)生碰撞。這些微小纖維、油霧帶上了負電荷,在電場(chǎng)的作用下,這些帶負電荷的纖維、油霧繼續向陽(yáng)極運動(dòng),并zui后吸附到陽(yáng)極的不銹鋼筒壁上。筒壁上的油霧粒子會(huì )聚集成大的油滴,流到集油盤(pán),收到去除油煙、氣味及回收廢油的作用。另外,靜電除油煙的*工況是處理60-70℃的廢氣。
3.噴淋式除油煙
噴淋式除油煙系統由噴淋塔及油水分離器組成。噴淋塔內有導流區、噴淋區及脫水區。導流區的導流鋼板將廢氣氣流風(fēng)速降低并分布均勻地流向噴淋區。噴淋區的水霧一般雙層比較好,可的吸附油霧。噴霧裝置噴出的高壓水霧與廢氣中的纖維及油霧接觸,水霧可凝結纖維和油霧顆粒。附有纖維、油霧的較大水滴,會(huì )沉降下來(lái),細微的水滴會(huì )隨著(zhù)廢氣進(jìn)入脫水區,在脫水區的離心力作用下的細微水滴會(huì )被收集。脫水后的凈化處理了的廢氣排入大氣。較大的水滴和微細水滴,都會(huì )流向油水分離器。油水分享器兼有冷卻循環(huán)水的作用,可減少水份的蒸發(fā),使油跟水*分離,分離率可達99%。分離出來(lái)的水到噴淋塔循環(huán)使用,廢油分離出來(lái)可出售,也有一定的經(jīng)濟效益。
4.廢氣的除臭
有些定型機排放的廢氣,由于染料、助劑含有臭味小分子有機物,它們在嗅覺(jué)細胞表面活性較高,刺激性較強,所以有時(shí)還帶有刺激難聞的氣味。臭味給人的感覺(jué)量是與臭味氣體的濃度,兩者之間關(guān)系符合Weber-Fechner定律:
I=K×logC+a
I——人對嗅覺(jué)的感覺(jué)量
K——常數,臭味物質(zhì)不同,K值不同
C——臭味物濃度
a——常數,臭味物質(zhì)不同,a值不同。
由Weber-Fechner定律可以看出,既使把臭味物質(zhì)去除90%,人的嗅覺(jué)的感覺(jué)量卻只減少了一半還少。也就是通常所說(shuō)的低污染濃度,高惡臭強度的特性。所以去除臭味比去除其他的纖維及油霧要困難,比達到排放標準還要嚴格幾十倍*千倍。
目前國內外去除臭味的方法主要有活性炭吸附法、藥液噴淋法?;钚蕴课椒ㄊ褂贸跗谛Ч€可以,但時(shí)間長(cháng)了容易堵塞。藥液噴淋法是在噴淋塔中根據不同的廢氣加不同濃度、不同性質(zhì)的吸收劑,增加吸收油霧的能力,降低臭味物質(zhì)的活性與刺激性。
現在還出現了一種光量子除臭的技術(shù),利用光量子分解空氣中的氧分子產(chǎn)生新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團,臭味物質(zhì)與活性基團反應,zui終轉化為CO2和H2O等無(wú)害物質(zhì)。
定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。噴淋除油煙技術(shù)可一定程度去除定型機廢氣的微小纖維及油煙,適用于油煙不大的情況;靜電式除油煙技術(shù)可更好的去除定型機廢氣中的油煙,但要注意做好之前的廢氣降溫,適合油煙比較大的情況,可配合噴淋式一起使用;如廢氣臭味比較大,還要采用光量子等方法進(jìn)行除臭處理。印染行業(yè)定型機廢氣的凈化處理,保護了人體的健康,地球的生態(tài)環(huán)境,讓經(jīng)濟、社會(huì )及人類(lèi)可持續發(fā)展,為人類(lèi)造了福!