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RTO之家具、涂装、石化等五大行业哪些VOCs治理技术好!

发布时间:2018-09-16 22:01:00 点击:


RTO专业生产厂家无锡泽川环境2018年9月16日讯 日前,四川环保厅印发关于征求《四川省家具制造业等五大行业挥发性有机物废气控制技术指南(征求意见稿)》意见的函。征求意见稿对家具、涂装、石化、印刷、制药等五大行业VOCs治理技术做了具体的规定,主要介绍了VOCs治理技术的主要排放工序、选择原则、组合技术的优劣及经济指标等

  日前,四川环保厅印发关于征求《四川省家具制造业等五大行业挥发性有机物废气控制技术指南(征求意见稿)》意见的函。征求意见稿对家具、涂装、石化、印刷、制药等五大行业VOCs治理技术做了具体的规定,主要介绍了VOCs治理技术的主要排放工序、选择原则、组合技术的优劣及经济指标等。因篇幅所限,查看全文请点击阅读原文。


  四川省家具制造行业挥发性有机物废气控制技术指南


  (征求意见稿)


  为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,保护和改善环境空气质量,防治大气挥发性有机物污染,保障公众健康,促进经济社会可持续发展,完善环境保护技术体系,制定本指南。


  本指南可作为家具制造行业挥发性有机物废气治理及管理的参考技术资料。


  本指南为首次发布,将依据环保要求的提高和环保技术的发展适时更新。


  本指南起草单位:四川省环境保护科学研究院


  本指南主要起草人:XXXXXXXXX


        1.适用范围


  本指南适用于四川省使用或部分使用溶剂型涂料、溶剂型胶粘剂及有机溶剂的各类家具制造企业。


  2.规范性引用文件


  GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型


  GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准


  GB13347石油气体管道阻火器


  GB50016建筑设计防火规范


  GB50019采暖通风与空气调节设计规范


  GB50051排气筒设计规范


  GB50057建筑物防雷设计规范


  GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范


  GB50187工业企业总平面设计规范


  GBJ87工业企业噪声控制设计规范


  GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法


  HGJ229工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范


  HJ459-2009环境标志产品技术要求木质门和钢质门


  HJ571-2010环境标志产品技术要求人造板及其制品


  HJ2537-2014环境标志产品技术要求水性涂料


  HJ/T220-2005环境标志产品技术要求胶粘剂


  HJ/T303-2006环境标志产品技术要求家具


  HJ/T414-2007环境标志产品技术要求室内装饰装修用溶剂型木器涂料


  HJ/T1气体参数测量和采样的固定位装置


  HJ/T220环境标志产品技术要求胶粘剂


  HJ/T386工业废气吸附净化装置


  HJ/T389工业有机废气催化净化装置


  HJ2000大气污染治理工程技术导则


  HJ2026吸附法工业有机废气治理工程技术规范


  HJ2027催化燃烧法工业有机气体治理工程技术规范


  JJF1049温度传感器动态响应校准


  DB51/2377-2017四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准


  2016年国家先进污染防治技术目录(VOCs防治领域)


  污染源自动监控管理办法


  3.术语和定义


  挥发性有机化合物


  在293.15K条件下蒸气压大于或等于10Pa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的除CH4、CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。主要包括具有挥发性的非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)、含氧有机化合物(醛、酮、醇、醚等)、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等。


  溶剂型涂料


  以有机溶剂作为溶剂的涂料。


  水性涂料


  以水为溶剂或以水为分散介质的涂料。


  UV涂料


  紫外光固化涂料,能在紫外线照射作用下瞬间固化的涂料。


  粉末涂料


  100%固体的涂料,通常使用静电喷涂工艺,把微细、干燥的粉末涂装到表面上,然后加热融化,使颗粒流动融合或者形成固化。


  4.家具制造行业生产工艺及VOCs排放


  家具按照使用的主要材料、加工工艺等可分为木质家具、软体家具、金属家具、塑料家具、玻璃家具和竹藤家具。


  4.1木质家具生产工艺及VOCs排放


  4.1.1木质家具生产工艺及VOCs排污节点


  木质家具生产是选取一种或几种木质材料为基料,按照设计要求进行加工、组装,然后在基料表面涂装一层或几层涂料,形成产品;也可以是加工后,先对各个组件进行涂装,然后组装成产品。典型生产工艺如图1所示。根据材质及最后成品质量要求,底漆、面漆一般涂饰1-2遍。

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  4.1.2各生产工序的VOCs排放特点


  木质家具制造企业VOCs主要来源于涂装工序的涂料、稀释剂、固化剂等含VOCs原辅材料的使用。涂料类型包括不饱和聚酯涂料(PE漆)、聚氨酯涂料(PU漆)、硝基涂料(NC漆)、水性涂料、紫外光固化涂料(UV漆)等。涂料在使用过程中需按比例与固化剂和稀释剂进行调配。为保证良好的涂装效果,一般会先涂底漆、修色、再涂面漆,每次涂漆需干燥后进入下一环节。因此,按工艺及功能将车间分为调漆房、底漆房、面漆房、干燥室。


  调漆房用于油漆的调配,大多靠自然通风,存在VOCs无组织排放。


  底漆是涂料系统的第一层漆,作用是增加上层涂料的附着力和面漆的装饰性,涂装过程产生大量含气溶胶(漆雾)的有机废气。底漆涂装对漆房环境要求不高,一般采用敞开式漆房,废气为无组织排放,且携带漆雾和家具打磨后的粉尘,颗粒物浓度高。


  面漆是涂料系统的最外层漆,起装饰和保护作用,涂装过程产生大量含气溶胶(漆雾)的有机废气。面漆涂装对漆房环境要求较高,要求无尘且通风良好,一般采用封闭式漆房,空气经送风系统除尘后进入面漆房,含气溶胶(漆雾)的有机废气经水帘柜等除漆雾装置后排放,废气收集率高,VOCs无组织排放少。


  涂料干燥大部分都采用自然风干,有与喷涂车间相连,同在一个密封空间内,也有独立敞开的车间。若是独立敞开车间,涂料干燥过程中产生的VOCs将以无组织形式排放。


  4.1.3不同涂装工艺VOCs排放特点


  涂装工艺包括喷涂、刷涂、辊涂、淋涂及浸涂等。


  喷涂特别是空气喷涂以工艺简单、设备费用低、工作效率高、适应性强等特点在木质家具制造行业广泛使用。空气喷涂以溶剂型涂料为主,如聚氨酯涂料、硝基涂料、醇酸涂料、聚酯涂料等,使用时按比例与固化剂和稀释剂进行调配,即用状态下VOCs含量约60%左右。涂料利用率较低,大约在30%~50%,尤其是喷涂框架结构家具时,涂料利用率仅为25%~35%,产生的挥发性有机废气量较大。


  刷涂是人工以刷子涂漆,涂料利用率高,但工作效率低,常用于修补漆工艺。


  辊涂自动化程度高,涂装速度快,生产效率高,不产生漆雾,涂着效率接近100%,适用于平面状的被涂物。辊涂工艺主要采用UV涂料,VOCs含量低,污染小。


  淋涂和浸涂在家具行业应用较少。


  4.2软体家具生产工艺及VOCs排污节点


  软体家具一般是指由弹性材料和软质材料制成,富有一定弹性的坐卧家具的总称,如沙发、床垫和其它软质坐卧具等。软体家具制造的主工序包括钉内架、粘海绵、面料缝接和扪皮等工序,具体工艺流程如图2所示。软体家具的弯边、扶手、脚架仍以木质材料为主,在制作过程中也需涂装底漆、面漆等,涂装工艺及涂料类型与木质家具相同。软体家具制造企业VOCs主要来源于胶粘剂、涂料、稀释剂、固化剂等含VOCs原辅材料的使用。

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  4.3金属家具生产工艺及VOCs排污节点


  金属家具指支(框)架及主要部件以铸铁、钢材、钢板、钢管、合金等金属为主要材料,结合使用木、竹、塑料等材料,配以人造革、尼龙布、泡沫塑料等其他辅料制作的家具。生产工艺流程见图3。表面处理采用电镀或涂装的方式将涂料涂覆在金属表面,涂料包括液体涂料和粉末涂料,其中粉末涂料具有不含溶剂、无VOCs污染、节能和涂膜机械强度高等特点;液体涂料主要为金属涂料、电泳涂料等,是金属家具制造企业VOCs的主要来源。涂装方式包括空气喷涂、静电喷涂、浸涂。

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  4.4其他家具生产工艺及VOCs排污节点


  塑料家具大致可分为热固性塑料家具和热塑性塑料家具,通过注塑或模压、挤压等方法一次成型。


  玻璃家具的主要材料是高硬度的强化玻璃和金属框架,金属框架根据需要进行截断、弯管、喷漆等操作,玻璃表面清理干净后,根据需要进行喷漆操作。


  竹藤家具是利用竹材和藤材及其他辅料制作而成,必要时需经过打光、上光油涂抹。


  4.5家具制造行业VOCs污染物排放

  对各类家具生产工艺及VOCs排放源的分析可知,家具制造行业VOCs排放主要来自于调漆、涂装、喷胶及干燥等生产过程中所使用的溶剂型涂料、溶剂型胶粘剂、稀释剂、固化剂。不同类型的家具生产企业所使用的涂料类型和涂装工艺不同,其VOCs主要来源及排放特征见表1。




  5.家具制造行业VOCs污染防治技术


  5.1家具制造行业有机废气处理技术选择原则


  家具制造行业有机废气处理工艺的选择必须结合废气的规模、污染物种类和浓度、企业经济状况等实际情况选择适合的处理工艺,总体应该遵循以下几个原则。


  资源回收利用:结合有机废气的浓度和实际成分,尽量提高废气收集率,优先选择能够对废气中有机物质进行回收利用的技术方案。回收下来的有机物可以用于生产或出售,降低治理成本。


  处理达标:项目建设应按国家相关的基本建设程序或技术改造审批程序进行,总体设计应满足《建设项目环境保护设计规定》和《建设项目环境保护管理条例》的规定。经过治理后的废气排放应符合《四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)中的相关规定。治理过程避免产生二次污染。治理设施噪声控制应符合《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87)和《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348)的规定。


        效率稳定:生产企业应把治理设施作为生产系统的一部分进行管理,应根据待处理废气的参数和要求,选用适合企业实际、处理效率稳定的废气处理技术。尽量选择运行、操作、维护及管理简便易行,自动化程度高的技术方案,减少人为操作导致处理效果不稳定的可能性。


  经济实用:在保证稳定达到排放要求的基础上,选择与企业经济承受能力相适应,建设成本和运行成本较低,经济实用的技术工艺;建设中充分利用地形和可用场地面积,缩短废气管网长度,降低废气处理能耗,节约成本。尽量采用经济节能型工艺设备,减少处理设施的数量。


  a)家具制造行业有机废气处理技术选择基本方法


  首先对企业产生的有机废气的工段进行分析,并对产生气量和浓度进行测量,作为处理工艺选择的基础资料。


  由《四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017),确定经过处理后有机废气的排放浓度,再根据测量的浓度,计算有机废气处理工艺需要达到的处理效率,将可达到该处理效率的处理工艺作为备选。其次,以适宜温度范围作为条件,筛选已得到的有机废气处理工艺。再根据企业的经济状况,筛选建设成本和运行成本、自动化程度都适宜的有机废气工艺。


  b)家具制造行业VOCs污染防治技术


  i.活性炭(沸石转轮)吸附


  吸附浓缩技术是利用各种固体吸附剂(如活性炭(包括活性炭纤维)、分子筛、活性氧化铝和硅胶等)对排放废气中的VOCs进行吸附浓缩,同时达到净化废气的目的。吸附工艺主要分为吸附段和脱附段。


  吸附段需要注意的事项主要有:


  (1)对中低浓度VOCs的净化(一般在<1000mg/m3)净化效率能达到30%-50%,由于效率较低,因此其一般与其他处理工艺串联使用。


  (2)在不施用深冷、高压的手段下,可以有效回收有价值的有机物组分。


  (3)吸附剂应选择具有大比表面和孔隙率的;具有良好选择性的;吸附能力强,吸附容量大的;易于再生;机械强度;化学稳定性;热稳定性好;使用寿命长的。


  (4)活性炭装填时应先筛去碎粒与粉尘。然后层层均匀铺开,不得直接倒入,以免使大小颗粒装填不均,最终造成气体偏流,影响使用效果。


  (5)更换填料或是运行维护过程中产生的固体废物需要有明确的处理处置管理办法规范管理,将其作为危险废物处理,需交由有资质的危险废物处理公司处理,应有规范的危险废物转移记录。


  (6)固定床吸附器应符合《环境保护产品技术要求工业废气吸附净化装置》(HJ/T386)的规定。吸附层的风速应根据吸附剂的材质、结构和性能共同确定;采用颗粒状活性炭时,宜取0.20-0.60m/s,采用蜂窝状活性炭时,宜取0.70-1.20m/s。对于废气浓度特别低或有特殊要求的场合,风速可适当增加。

  (7)吸附装置用于处理易燃、易爆气体时,应符合安全生产及事故防范的相关要求。除控制处理气体的浓度外,在管道系统的适当位置,应安装符合《石油气体管道阻火器》(GB/T13347)规定的阻火装置。接地电阻应小于2Ω。


  (8)由于活性炭(沸石)在吸附饱和后处置和再生难度较大,故该工艺在处理有机废气时,不宜单独使用,应与其它处理工艺进行组合。


  脱附段需要注意的事项主要有:


  (1)脱附操作可采用升温、降压、置换、吹扫和化学转化等脱附方式或几种方式的组合。


  (2)脱附气源可采用热空气、热烟气和低压水蒸气。


  (3)当回收脱附产物时,应保证脱附后气体达到设计要求的冷却水平。

  (4)有机溶剂的脱附宜选用水蒸气和热空气,当回收的有机溶剂沸点较低时,冷凝水宜使用低温水;对不溶于水的有机溶剂冷凝后直接回收,对溶于水的有机溶剂应进一步分离回收。


  (5)采用活性炭作为吸附剂时,脱附气体的温度宜控制在120℃以下。


  ii.生物净化


  通过附着在反应器内填料上的微生物的新陈代谢作用将有机废气中的污染物转化为简单的无机物(CO2、H2O和SO42-等)和微生物。


  使用生物净化时,应注意:


  (1)生物法适合处理“高水溶性+易生物降解”的VOCs,去除效率能达到70%-90%,对其余类型的VOCs处理效果较差,生物法处理效果从大到小依次为醇类、酯类、苯系物>醛、酮、卤代烃>小分子烯烃、烷烃。


  (2)主要应用于中低浓度(一般在<1000mg/m3)有机废气的处理;风量较大的情况下,其处理的浓度更低(一般在<200mg/m3)。


  (3)微生物的筛选和挂膜的时间较长。


  (4)要通过有效预处理和合理管理,尽量降低填料堵塞带来的影响。


  (5)更换填料或是运行维护过程中产生的固体废物或废水需要有明确的处理处置管理办法规范管理,若作为危险废物处理,需交由有资质的危险废物处理公司处理,应有规范的危险废物转移记录。


  iii.蓄热式燃烧(RTO)


  废气中的VOCs在800℃左右氧化分解成CO2和H2O。处理系统中加温和氧化分解产生的热能利用具有高热容量的陶瓷蓄热体作为蓄热系统,实现换热效率达到90%以上的节能效果。


  使用蓄热式燃烧时,应注意:


  (1)处理净化效率高,能达到90%以上,连续运行稳定,技术成熟且安全可靠、操作维护简单,使用寿命长。


  (2)一次性投资成本高,运行成本较高;


  (3)严格控制进口有机物的浓度,使其入口浓度必须远低于爆炸下限,控制在一个安全的水平。

  (4)不适宜处理小于8000m3/h以下风量的废气,对含有机硅成分较多的废气容易造成蓄热体堵塞,更换蓄热材料费用较高;


  iv.蓄热催化燃烧(RCO)


  利用结合在高热容量陶瓷蓄热体上的催化剂,使有机气体在300~450℃的较低温度下,氧化为水和二氧化碳。同时处理系统加热和氧化产生的热量被蓄热体储存并用以加热待处理废气,以提高换热效率。


  使用蓄热催化燃烧时,应注意:


  (1)处理净化效率较高,能达到90%以上,比蓄热式燃烧节约25%~40%运行费用,其热回收效率可达90%以上;很少产生NOX和SOX,不受水气含量影响。


  (2)催化剂的选择需要与处理对象相吻合,处理成分复杂的废气时效果不理想;


  (3)废气浓度过高时会导致催化剂超温;


  (4)不能处理温度高于450℃的废气;


  v.直燃式焚烧(TNV)


  将干燥后高浓度的有机废气通过引风机直接送入废气焚烧炉,有机废气首先进入换热器进行预热,然后进入炉膛,在燃烧机的火焰高温(680~760℃)作用下,使VOCs分解成二氧化碳和水。


  优点:处理效率高,PLC自动化控制,余热利用率高,适用于含有能够引起催化剂中毒的化合物废气的处理。


  缺点:能耗相对较高,通常要求废气中有机物的热值高。


  6.最佳可行技术


  a)清洁生产工艺最佳可行技术


  i.源头控制


  VOCs的源头控制措施是指提倡选用低VOCs或无VOCs的环保型原辅材料,从工艺的开端减少VOCs输入量,实现生产过程VOCs减排的目的。目前环保型原辅材料主要有以下几种:


  1. 水性涂料:产品需符合《环境标志产品技术要求水性涂料》(HJ2537-2014)的规定,清漆中VOCs含量≤80g/L,色漆中VOCs含量≤80g/L,腻子中VOCs含量小于10g/kg。目前水性涂料在国内少数木质家具企业已得到应用。


  2.UV涂料:通过机器设备自动辊涂、淋涂到家具板面上,在紫外光的照射下促使引发剂分解,产生自由基,引发反应,瞬间固化成膜。主要用于规则平整的木质家具,如木门、木地板等。


  3.粉末涂料:粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料。具有不用溶剂、无污染、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。它有三大类:热塑性粉末涂料(PE)、热固性粉末涂料、建筑粉末涂料。涂料由特制树脂、颜填料、固化剂及其它助剂,以一定的比例混合,再通过热挤塑和粉碎过筛等工艺制备而成。它们在常温下,贮存稳定,经静电喷涂、摩擦喷涂(热固方法)或流化床浸涂(热塑方法),再加热烘烤熔融固化,使形成平整光亮的永久性涂膜,达到装饰和防腐蚀的目的。目前大规模用于木质家具和金属家具制造。


  其特性有:


  a、该产品不含毒性,不含溶剂和不含挥发有毒性的物质,故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题,完全符合国家环保法的要求。


  B、原材料利用率高,一些知名品牌的粉末供应商生产的粉末,其过喷的粉末可回收利用,最高的利用率甚至能达99%以上。


  C、被涂物前处理后,一次性施工,无需底涂,即可得到足够厚度的涂膜,易实现自动化操作,生产效率高,可降低成本。


  D、涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好,边角覆盖率高,具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能。


  E、粉末涂料存贮、运输安全和方便。


  4、水性胶粘剂或无溶剂胶粘剂:以水为溶剂或不含溶剂的胶粘剂,在各类家具制造企业均可应用。


  对于家具生产企业而言,可依据其自身生产特点,参考表3-1选择合适的原辅材料。


  ii.生产过程控制


  生产过程的控制包含三个方面,其一是企业应加强对涂装过程的管理,避免造成原辅材料不必要的损失,产生过多的有机废气;其二是使用先进的生产工艺,在保证产品质量的前提下,积极改造涂装工艺和生产线,使用高效的,或者与低VOCs原辅材料相配套的生产工艺;其三是集中收集废气,提高有机废气的捕集率。


  b)加强对涂装过程的管理


  对于所有的家具制造企业而言,都有必要加强企业生产管理。根据我省家具企业在生产过程中存在的主要问题,企业可从以下几个方面进一步加强涂装过程的管理,以降低VOCs排放量:


  1. 原辅材料集中存放并设置专职管理人员,根据日生产量配发涂料用量并做好记录,便于日后优化用量;


  2.生产过程中使用密闭容器存放涂料,在涂料和有机溶剂的调配、转运、临时储存过程避免溶剂泄露或挥发,一旦发现泄露点要尽快恢复,形成完善的管理机制;


  3.规范涂装操作条件(如喷涂时空气流量、压力,涂装时间等),加强对生产工人的技能培训,尽可能提高涂料的利用率;


  4.计算并记录修色、清洗设备用有机溶剂的用量,建立监督管理机制;


  5.使用密闭、有限流阀且开口较小的容器储存清洗用的有机溶剂,尽可能避免有机溶剂与空气的接触。


  (2)使用先进的生产工艺


  生产工艺的改进往往与原辅材料的替换同时进行,但必须以能满足企业的实际生产状况为前提。家具制造企业可根据产品类型和需求,参考表2选择合适的低VOCs原辅材料和生产工艺。

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  c)VOCs污染治理技术最佳可行技术


  iii.废气收集


  家具制造行业VOCs排放工艺主要是调漆、涂装、喷胶和干燥等工艺线,从车间功能来看,主要是喷漆房(包括底漆、面漆、清漆)、调漆房、干燥房、喷胶房(主要针对软体家具)。为减少无组织排放,最大限度的控制VOCs排放量,需做好有机废气收集工作。


        1.应规范涂料、稀释剂、固化剂、胶粘剂等含VOCs原辅材料的使用,限定区域存放。选用密封式调漆罐调漆,通过压力泵、管道输送油漆到喷漆位,否则在调漆点安装废气收集系统。生产过程及生产间歇均应保持盛放含VOCs原辅材料的罐密封;


  2.使用溶剂型涂料、溶剂型胶粘剂的喷漆房和喷胶车间应密封,换气风量根据车间大小确定,保证VOCs废气捕集率不低于95%,底漆、面漆房等喷漆房密闭要求一致;


  3.干燥车间应密封,换气风量根据车间大小确定,保证VOCs废气捕集率不低于95%;


  4.废气收集后需进入治理设施,可分车间单独处理,也可多车间废气集中到同一治理设施处理;


  5.废气收集系统应保证与生产同时正常运行;


  6.废气收集系统材质应防腐防锈,定期维护,存在泄露时需及时修复;


  7.废气捕集率评价方法:按照车间空间体积和60次/小时换气次数计算新风量,以有组织排放的实际风量与车间所需新风量的比值作为废气捕集率。





  当车间实际有组织排气量大于车间所需新风量时,废气捕集率以100%计。


  iv.家具制造行业废气预处理技术


  四川省家具制造企业大部分都采用喷涂工艺,喷涂过程产生含气溶胶(漆雾)的有机废气,废气在进入治理设施前若不经预处理,所含树脂将固化形成固体颗粒物,影响治理设施的寿命及治理效率。因此,除吸收法外,其它治理技术需配套有效的预处理设施去除漆雾。


  喷漆室的除漆雾(尘埃)效果应达到:


  ①去效率:95%以上;后处理设施有相关标准要求,按标准要求;


  ③目测见不到排风管的排气色(即排风管出口风帽不被所喷涂料着色);

  废气预处理设施包括干式和湿式漆雾捕集装置。


  干式漆雾捕集装置一般由挡漆折流板和几层过滤层如金属过滤网、滤布、过滤棉、无纺布等组成,其结构简单,适用于涂料用量少的小批量生产的涂装线。后期维护需根据涂装量和过滤器前后压差经常清理和更换过滤材料,约每周更换1次。因不使用水,无废水产生。但有一定的火灾危险性。


  湿式漆雾捕集装置借助于循环水系统清洗喷漆室的排气,捕集漆雾,循环水中添加有涂料凝聚剂,使漆雾失去黏性,在循环水槽中漂浮或沉淀形成漆渣,一定时间后将漆渣捞起。该套设备需包含漆雾水洗装置、喷漆室循环水处理装置和漆渣处理系统,有废水和漆渣产生,后期运营中风管易被水侵蚀和被漆雾污染。根据水洗涤方式可分为喷淋式、漩涡式等,目前常采用的有水帘柜、喷淋塔、填料塔、板式塔等。


  四川省家具生产企业大多安装了水帘柜除漆雾装置,但不能满足后续废气处理装置对颗粒物浓度限制的要求,可将多种预处理设施串联使用,如水帘柜后采用喷淋塔、填料塔、板式塔等进一步处理,或再结合干式漆雾捕集装置。


  废气预处理过程中产生的废水需处理后达标排放,漆渣需统一收集后交由资质的危废处理公司处理。


  v.家具制造行业有机废气治理最佳可行技术


        1.有机废气治理最佳可行技术简介


  通过对废气的成分进行分析,家具制造行业有机废气中VOCs废气通常为中低浓度(<1000mg/m3),因此,根据该废气特性和现有相关企业调研结果,采用组合工艺处理家具制造行业有机废气更为适宜。




  2.典型组合工艺介绍


  (一)吸附浓缩+催化燃烧工艺


        1.技术原理


  吸附浓缩+催化燃烧工艺是将吸附浓缩和催化燃烧相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附-脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过催化燃烧净化。


  2.工艺流程


  有机废气在风机的作用下,穿过吸附层,有机物质被吸附层特有的作用力吸附在其内部,洁净气被排出;经一段时间后,吸附层达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已经被浓缩在吸附层内。


  催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的脱附温度时,有机物从吸附层内解析出来,进入催化室进行催化燃烧,分解成水和二氧化碳,同时释放出热量。利用释放出的热量再进入吸附床脱附,同时加热装置部分停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,循环进行,直到污染物质完全从吸附层内部解析至催化室燃烧分解,最终吸附层的吸附能力得到了恢复。


  3.控制参数


  (1)废气的颗粒物浓度小于250mg/m3


  (2)干式过滤器的运行阻力小于200pa


  (3)吸附床的空塔气速1.0~1.2m/s


  (4)催化剂的再生频次:每10000h更换一次


  (5)吸附床的再生温度:80~100℃


  4.处理效果


  主要有机废气种类为苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、2-丁酮、乙酸丁酯等。一般适用于有机物浓度1000mg/m3以下的大风量有机废气。吸附器的净化效率大于90%,催化燃烧器的净化效率大于95%。


  5.技术优缺点


  优点:


  (1)适合于处理大风量、低浓度或浓度不稳定的有机废气,工艺成熟稳定,可靠性好;


  (2)净化效率高,运行费用低;


  (3)处理系统为低温无火焰,安全性好。


  缺点:


  (1)不适用处理含有高沸点溶剂的有机废气;


  (2)设备建设成本较高;


  (3)催化燃烧器的装机容量较大;


  (4)废气进入装置前,需使粉尘浓度小于1mg/m3,温度小于40℃,不含酸性气体和酮类物质等。


  (二)沸石转轮吸附浓缩+蓄热式热氧化(RTO)工艺


       1.技术原理


  沸石转轮吸附浓缩+蓄热式热氧化工艺是将吸附浓缩和蓄热式热氧化相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附-脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过蓄热氧化净化。


  2.工艺流程


  待处理的大风量有机混合废气经风机排出,再经过转轮排风机动力进入预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分,经过滤后“相对纯净的有机废气”最终进入吸附装置进行吸附净化处理,有机物质被吸附剂特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出,经过一段时间吸附后,吸附剂达到饱和状态,进入冷却和高温脱附区域。


  吸附剂脱附出来的高浓度废气直接进入RTO蓄热式焚烧炉进行焚烧净化处理,废气焚烧后的氧化室高温气体与脱附废气通过热交换器进行热交换,脱附废气换热后进入脱附区进行脱附,吸附剂的有机物受到热空气加热后从吸附剂中挥发出来,此时脱附出来的废气浓度高、风量小、温度高。有机废气直接进入RTO焚烧炉氧化后释放出大量能量,利用有机物燃烧释放出的热量维持自燃。


  3.控制参数


  (1)进气废气温度≤45℃


  (2)湿度≤80%


  (3)氧化焚烧温度750~850℃


  (4)浓缩后气体浓度<1/4LEL


  4.处理效果


  主要有机废气种类为苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮等。一般适用于有机物浓度1500mg/m3以下的废气。废气中VOCs去除率可达90%以上。


  5.技术优缺点


  优点:


  处理净化效率高,连续运行稳定,技术成熟且安全可靠、操作维护简单,使用寿命长,对大风量、低浓度的有机废气处理经济性高,可适用于多种类的有机废气处理,适用范围广。


  缺点:


  (1)一次性投资成本高,运行成本较高;


  (2)不适宜处理小于6000m3/h以下风量的废气,对含有机硅成分较多的废气容易造成蓄热体堵塞,更换蓄热材料费用较高;


  (3)废气进入装置前,需使粉尘浓度小于1mg/m3,温度小于40℃,湿度小于40%且不含酮类物质和酸碱性气体。


  (三)吸附浓缩+蓄热式催化燃烧(RCO)工艺


       1.技术原理


  吸附浓缩+蓄热式催化燃烧工艺是将吸附浓缩和蓄热式催化燃烧相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附-脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过蓄热式催化燃烧对有机物进行分解处理。


  2.工艺流程


  待处理的大风量有机混合废气经风机排出,进入预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分,经过滤后“相对纯净的有机废气”最终进入吸附装置进行吸附净化处理,有机物质被吸附床特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出,经过一段时间吸附后,吸附床达到饱和状态,进入脱附区域。


  脱附后的气体进入蜂窝状陶瓷体作为的蓄热体,利用燃烧热再加温,达到起燃温度,再经贵金属催化剂将其氧化分解成水和二氧化碳排出。


  3.控制参数


  (1)浓缩装置VOCs处理浓度:0~500mg/m3


  (2)催化燃烧装置VOCs处理浓度:500~9000mg/m3


  (3)浓缩装置VOCs净化率:85%~95%


  (4)催化燃烧装置VOCs净化率:95%~99%


  (5)环境温度:<40℃


  (6)环境相对湿度:<95%


  (7)装置寿命:10年


  (8)废气入口温度:<45℃


  4.处理效果


  主要有机废气种类为苯类、酮类、酯类、酚类、醛类、醇类、醚类和烃类等,一般适用于有机物浓度范围在500~9000mg/m3的废气。浓缩装置吸附效率在85%~95%之间,废气中VOCs去除率可达90%以上。


  5.技术优缺点


  优点:


  (1)适用范围较广,可用于VOCs浓度范围为500~3000mg/m3的有机废气处理;


  (2)比直接燃烧法节约25%~40%运行费用,其热回收效率可达90%以上;


  (3)很少产生NOX和SOX,不受水气含量影响。


  缺点:


  (1)催化剂的选择需要与处理对象相吻合,处理成分复杂的废气时效果不理想;


  (2)废气浓度过高时会导致催化剂超温;


  (3)不能处理温度高于450℃的废气;


  (4)废气进入装置前,需使粉尘浓度小于4mg/m3,温度小于40℃,湿度小于95%且不含酮类物质和酸碱性气体。


  (四)沸石转轮吸附浓缩+直燃式焚烧(TO)工艺


  1.技术原理


  沸石转轮吸附浓缩+直燃式焚烧技术是将吸附浓缩和直燃式焚烧相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附-脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过直接燃烧氧化净化。


  2.工艺流程


  待处理的大风量有机混合废气经风机排出,再经过转轮排风机动力进入预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分,经过滤后“相对纯净的有机废气”最终进入吸附装置进行吸附净化处理,有机物质被吸附剂特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出,经过一段时间吸附后,吸附剂达到饱和状态,进入冷却和高温脱附区域。


  吸附剂脱附出来的高浓度废气直接进入TNV焚烧炉进行焚烧净化处理,废气焚烧后的氧化室高温气体与脱附气通过热交换器进行热交换,脱附气换热后进入脱附区进行脱附,转轮吸附的有机物受到脱附气加热后从转轮中挥发出来,此时脱附出来的废气浓度高、风量小、温度升高。有机废气直接进入TNV焚烧炉氧化后分解成二氧化碳和水,并释放出大量能量,利用有机物燃烧释放出的热量可拖带多级换热器进行余热回用。


  3.控制参数


  (1)进气废气温度:≤45℃


  (2)湿度:≤80%


  (3)氧化焚烧温度:700~760℃


  (4)浓缩后气体浓度:<1/4LEL


  4.处理效果


  主要有机废气种类为苯、甲苯、二甲苯、醚类、酯类、酮类等。一般适用于有机物浓度1000mg/m3以下的废气。废气中VOCs吸附效率可达到90~95%以上,浓缩废气VOCs去除率可达95%以上。


  5.技术优缺点


  优点:


  处理净化效率高,连续运行稳定,技术成熟且安全可靠、操作维护简单,使用寿命长,对大风量、低浓度的有机废气处理经济性高。可适用于多种类的有机废气处理,适用范围广。


  缺点:


  (1)一次性投资成本高,对低风量废气运行成本较高;


  (2)废气进入装置前,需使粉尘浓度小于1mg/m3,温度小于40℃,湿度小于40%且不含酮类物质和酸碱性气体。


  3.各种工艺的指标分析


  几种组合治理技术的各项经济和技术指标列表于下,供企业选取时参考之用。




  d)环境管理


  vi.总体要求


  治理设施应遵循综合治理、循环利用、达标排放、总量控制的原则。工艺设计应本着成熟可靠、技术先进、经济适用的原则,并考虑节能、安全和操作简便。建设应按国家相关的基本建设程序或技术改造审批程序进行,总体设计应满足《建设项目环境保护设计规定》和《建设项目环境保护管理条例》的规定。


  生产企业应把治理设施作为生产系统的一部分进行管理,治理设施应先于产生废气的生产工艺设备开启、后于生产工艺设备停机,并实现联动控制。经过治理后的废气排放应符合四川省《四川省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)的规定,治理过程避免产生二次污染。治理设施噪声控制应符合《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)和《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)的规定。


  治理设施建设方应提供治理设施的使用要求和操作规程,明确吸附剂、吸收剂等耗材的更换周期。


  vii.废气收集设施建设要求


  使用溶剂型涂料、溶剂型胶粘剂的涂装、干燥及喷胶车间应密封,换气风量根据车间大小确定,保证VOCs废气捕集率不低于95%。


  调漆时应密闭调漆罐,否则在调漆点安装废气收集系统。


  应规范涂料、稀释剂、固化剂、胶粘剂等含VOCs原辅材料的使用,限定区域存放,生产过程及生产间歇均应保持密封。


  废气收集后需进入治理设施,可分车间单独处理,也可多车间废气集中到同一治理设施处理;


  废气收集系统应保证与生产同时正常运行;


  废气收集系统材质应防腐防锈,定期维护,存在泄露时需及时修复。


  viii.废气采样口建设要求


  治理设施应在废气处理前后设置永久性采样口,采样口的设置应符合《气体参数测量和采样的固定位装置》(HJ/T1-92)要求。


  采样口应优先设置在垂直管道,避开烟道弯头和断面急剧变化的部位,距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径,和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道,其当量直径D=2AB/(A+B),式中A、B为边长。采样口所在断面的气流速度最好在5m/s以上。若现场条件有限很难满足上述要求时,采样口所在断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍。


  采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便的操作。平台面积应不小于1.5m2,并设有1.1m高的护栏和不低于10cm的脚部挡板,采样平台的承重应不少于200kg/m2,采样孔距平台面约为1.2m~1.3m。


  ix.废气治理设施建设要求


       1.废气预处理设施建设要求


  除吸收法外,其它各类治理技术需配套有效的除漆雾预处理设施,如水喷淋、金属过滤网、滤布、过滤纤维、无纺布等。


  预处理后,颗粒物含量不得高于10mg/m3。


  若后续治理技术包含吸附法,采用水喷淋预处理的废气需进行除湿处理。

  各种预处理设施可单独或串联使用。


  2.吸附法设施建设要求


  吸附法可用于各类家具制造企业的有机废气治理。废气中VOCs浓度不宜高于200mg/m3。


  吸附设施的风量按照最大废气排放量的120%进行设计,有机废气处理效率需达到80%以上,排气筒的设计应满足GB50051的规定。


  吸附剂可选择颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性炭纤维和分子筛等。


  蜂窝活性炭和蜂窝分子筛的横向强度应不低于0.3MPa,纵向强度应不低于0.8MPa,蜂窝活性炭的BET比表面积应不低于750m2/g,蜂窝分子筛的BET比表面积应不低于350m2/g。


  活性炭纤维毡的断裂强度应不小于5N(测试方法按照GB/T3923.1进行),BET比表面积应不低于1100m2/g。


  选定吸附剂后,吸附床层的有效工作时间与吸附剂用量,应根据废气处理量、污染物浓度和吸附剂的动态吸附量确定。


  采用纤维状吸附剂时,吸附单元的压力损失宜低于4kPa;采用其他形状吸附剂时,吸附单元的压力损失宜低于2.5kPa。


  固定床吸附装置吸附层的气体流速应根据吸附剂的形态确定。采用颗粒状吸附剂时,气体流速宜低于0.60m/s;采用纤维状吸附剂(活性炭纤维)时,气体流速宜低于0.15m/s;采用蜂窝状吸附剂时,气体流速宜低于1.20m/s。

  对于采用蜂窝状吸附剂的移动式吸附装置,气体流速宜低于1.20m/s;对于采

  明确吸附剂更换周期,更换后的吸用颗粒状吸附剂的移动床和流化床吸附装置,吸附层的气体流速应根据吸附剂的用量、粒度和体密度等确定。


  吸附设施的前后开设永久采样口,对设施实际处理效果进行监控。


  附剂应交由有资质的公司处理。


  3.吸收法设施建设要求


  吸收法适用于各类家具制造企业的有机废气治理。


  治理设施的风量按照最大废气排放量的120%进行设计,治理效率达到80%以上,排气筒的设计应满足GB50051的规定。


  吸收塔可采用喷淋塔、填料塔或旋流板塔单独使用,也可串联使用,或结合低温等离子体等其他治理技术联合使用。


  根据吸收塔类型确定最佳的空塔气速、液气比以达到最高治理效率。


  废气经吸收塔处理后需进行除雾处理。


  4.吸附—催化燃烧法设施建设要求


  吸附-催化燃烧法适用于各类家具制造企业的有机废气治理。


  治理设施的风量按照最大废气排放量的120%进行设计,治理效率达到80%以上,排气筒的设计应满足GB50051的规定。


  废气吸附阶段可选用各种类型活性炭或其它吸附材料作为吸附剂,浓缩后废气的混合爆炸极限应低于废气中最易爆组分爆炸极限下限的25%。


  进入催化燃烧装置前废气中的颗粒物含量高于10mg/m3时,应采用过滤等方式进行预处理。


  催化剂的工作温度应低于700℃,并能承受900℃短时间高温冲击。设计工况下催化剂使用寿命应大于8500h,蓄热式催化燃烧装置中蓄热体的使用寿命应大于24000h。


  催化燃烧装置的设计空速宜大于10000h-1,但不应高于40000h-1。催化燃烧装置的压力损失应低于2kPa。


  燃烧过程产生的热量应进行回收,热能回收效率不得低于35%。


  治理设施安全措施应符合《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2027-2013)中关于安全措施的规定。


  x.管理要求


  5.企业管理要求


  企业应对治理设施的正常运行和安全管理负责。


  治理设施的管理应纳入生产管理中,配备专业管理人员和技术人员,并对其进行培训,使管理和运行人员掌握治理设备及其它附属设施的具体操作和应急情况下的处理措施。


  企业应根据实际生产工况和治理设施的设计标准,建立相关的各项规章制度以及运行、维护和操作规程,明确耗材的更换周期和设施的检查周期,建立主要设备运行状况的台账制度,保证设施正常运行。


  企业应建立治理工程运行状况、设施维护等的记录制度,主要维护记录内容包括:


  治理装置的启动、停止时间;


  吸附剂、吸收剂、过滤材料、催化剂等的质量分析数据、采购量、使用量及更换时间;


  治理装置运行工艺控制参数,至少包括治理设备进、出口浓度和吸附装置内温度;


  主要设备维修情况;


  运行事故及维修情况;


  定期检验、评价及评估情况;


  吸附法、吸收法产生的的危险废物、污水等处置情况。


  由于紧急事故或设备维修等原因造成治理设备停止运行时,应立即报告当地环境保护行政主管部门。


  企业必须对治理设施的安全运行负责,编制与治理设施相关的事故火灾、爆炸等应急救援预案,配备应急救援人员和器材,并定期开展应急演练。


  6.环保部门监管要求


  检查企业与治理设备相关的各项规章制度,以及运行、维护和操作规程,核查治理设施运行过程的维护记录和台账。


  应核查治理设施耗材(吸附剂、吸收剂、过滤材料、催化剂等)的流转记录。包括采购记录(含采购时间、采购量及质量分析数据)、更换时间与更换量的维护记录。


  按照治理设施使用要求和操作规程,依据国家及地方相关标准,对治理设施进行定期监测,评估其治理效率。


  核查治理过程产生的危险废物与二次污染物是否得到有效处置。