工业废气综合治理

家具、人造板厂VOCs废气治理解决方案

家具、人造板厂废气来源分析

1.家具厂大量使用的胶黏剂,会产生大量的甲醛;

2.家具厂喷漆涂饰的过程中产生的大量有害有毒气体,这部分废气主要是苯类、醛、酮和胺等有害物质的有机废气并且易燃,容易引起火灾,对人身安全和财产构成威胁;

3.人造板生产产生有机废气的主要影响因素有三个方面:木材原料、使用胶黏剂以及制造工艺等。其中木材原料为有机废气产生的内因,胶粘剂和制造工艺是有机废气的外因,如萜烯类废弃物产生于木材的精油,醛类产生于树脂酸等。木材中的纤维素、半纤维素、木素,在人造板高温热压过程中,半纤维素会分解产生甲醛,木素中的甲氧基键断裂产生甲醛,这些甲醛在高温的环境中,会随着水蒸气向周围的环境扩散释放,另一部分保留在板材产品中,逐渐缓慢释放。常温状态下,粘胶剂是人造板产生VOCs的主要影响因素,常用粘胶剂有UF胶、PF胶、MUF胶等,其中固化快、粘合强度高、成本优势明显的UF胶应用最为广泛。UF胶(脲酵胶)本身就是甲醛和尿素反应的产物,且此反应是可逆的,这就决定了只要使用UF胶,游离的甲醛就会一直存在。人造板的生产过程中产生有机废气主要是在热压过程中,此时影响废气产生因素包括生产固化剂的使用、热压的时间和温度、板材的含水率等。根据研究表明:当板材的含水量在4%~9%之间时,含水率越高,板材中的UF胶水解程度也会增加,从而导致甲醛的释放量随之增高;当含水率高于9%以后,含水率的变化对甲醛的释放量影响不大。

废气的成分及危害

家具喷漆漆雾中的有机溶剂——苯、甲苯、二甲苯等属强毒性溶剂,作业时散发至车间空气中,工人经呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒,主要引起中枢神经系统及造血系统的损害,短期吸入高浓度(1500mg/m3以上)的苯蒸气,即可引起再生障碍性贫血,经常吸入低浓度的苯蒸气也会引起恶心、呕吐、神智不清等神经症状。

人造板生产干燥尾气的主要成分为挥发性有机气态物质(甲醛、酚类、非甲烷总烃等)、气溶胶、NOx、纤维粉尘等颗粒物。尾气气量大、含尘量高、氮氧化物高、温度高,会对环境造成严重污染,并且引起周边居民投诉。

设计原则

(1) 严格执行国家、当地环境保护有关规定、标准,确保废气用科学合理的收集方式,在达到收集效果的前提下,尽量减少气量:积极稳妥地采用新技术、新设备,结合企业的现状和管理水平采用可靠的污染治理工艺,力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易,从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的。

(2) 处理设备与厂区全面规划、合理布局;与厂区整体环境协调一致,包括系统设施及配套设备等;

(3) 确保废气处理达标排放的前提下,合理降低工程投资及系统运行费用,同时整体工程投入运行后,取得较高的社会效益和经济效益;

(4) 采用技术前沿,系统运行安全可靠,操作管理简单的工艺,使先进性和可靠性有机结合;

(5) 提高废气处理系统自动化水平,在经济合理的前提下提高自动化水平,力求运行管理方便,操作维护简单,降低劳动强度;

(6) 保证废气处理主体设施及配套设备的使用率;

(7) 严格执行有关设计规范、标准,加强消防设施,重视消防、安全工作,确保污染治理区的卫生条件。

(8) 严格执行国家有关设计规范、标准,重视消防、安全工作。

排放标准
名称 允许浓度(mg/m³) 允许速率(kg/h)
15m
12 0.5
甲苯 40 3.1
二甲苯 70 1.0
非甲烷总烃 120 1.0
颗粒物 120 3.5

家具、人造板排放标准-博莱达环境

解决方案及工艺流程

废气治理工艺选择对比

1. 吸收法

吸收法可分为化学吸收和物理吸收,大部分有机废气不宜采用化学吸收。物理吸收的吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力,低挥发性,同时还应具有较小的挥发性,吸收液饱和后经解析或精馏后重新使用。本法适用于具有可溶性的有机废气,且吸收剂具有廉价高效的特点,也常作为废气治理过程中的预处理过程,同时可起到冷却降温、预除尘的作用。

2. 燃烧法

本法亦称为热氧化法、热力燃烧法,主要用于有机物高浓度废气的净化。对于自身不能燃烧的中低浓度尾气,通常需助燃剂或加热,能耗大,运行成本比催化燃烧法高10倍以上;运行技术要求高,不易控制与掌握。此法在国内基本上未获推广,仅有少数厂家引进国外治理设备运用于较高浓度和温度的制罐印铁业废气治理中,但终因能耗大及运行不稳定,难以正常运转。

3. 催化燃烧法

该法的优点是催化燃烧为无焰燃烧,安全性好,本法的特点:起燃温度低,节约能源,净化率高,无二次污染;工艺简单,操作方便,安全性好;装置体积小,占地面积少;设备的维修与折旧费较低。该法适用于高温、中高浓度的有机废气治理,国内外已有广泛使用的经验,效果良好。

4. 吸附法

有机废气通过活性炭的吸附,可达到95%的净化率,吸附法设备简单、投资小。活性炭达到饱和时吸附量约30%,应用于净化设备可取20-25%的吸附量。该工艺适用于中低浓度,中小风量的有机废气治理,是目前国内治理“三苯”有机废气成熟的使用方法。对于本方案中风量不大、较低浓度的混合有机废气比较适合选用该工艺。

5. 生物净化法

该法基于成熟的生物处理污水技术上发展起来,具有能耗低、运行费用少的特点,在国外有一定规模的运用。其缺点在于污染物在传质和消解过程中需要有足够的停留时间,从而增大了设备的占地,同时由于微生物具有一定的耐冲击负荷限值,增加了整个处理系统在启停时的控制或维护困难。该法目前在国内污水站废气治理中有少量运用,对于工业废气中治理的运用很少。

6. 膜分离法

该法是利用有机蒸汽与空气透过膜的能力的不同而使二者分开。该法适用于处理较浓的废气(≥1000mg/m3),目前投资和运行成本等费用都高,尚处于实验研究阶段。

7. 光催化法

光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。利用光催化净化技术去除空气中的有机污染物具有以下特点:

① 直接用空气中的氧气做氧化剂,反应条件温和(常温常压);

② 可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子,净化效果彻底。

光催化净化技术具有室温深度氧,二次污染小,运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点,所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化,在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。

8. 低温等离子体

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的着火电压时,气体分子被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

低温等离子体空气净化设备能够显著治理的污染有:VOCs、恶臭气体、异味气体、油烟、粉尘,也可用于消毒杀菌。低温等离子体技术是一种全新的净化过程,不需要任何添加剂、不产生废水、废渣,不会导致二次污染。

综合考虑,确保废气处理达标排放,操作方便、节省占地等,采用低温等离子体处理方案最佳处理方案。

原理流程图

工艺流程图-博莱达环境

项目案例及运行

项目案例及运行-博莱达环境

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