一、廢氣概況

廢氣主要為以樹脂粉為原料的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中配料、混料、切割工序產(chǎn)生的粉塵以及擠出工序產(chǎn)生的少量廢氣（以氯乙烯、HCl和非甲烷總烴計）；以塑料顆粒為原料的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中混料工序產(chǎn)生的混料粉塵、注塑成型工序產(chǎn)生的少量廢氣（以氯乙烯、HCl和非甲烷總烴計）以及粉碎機粉碎和磨粉機粉碎過程中產(chǎn)生的粉塵。

二、常見的有機廢氣處理方法比較

有機廢氣凈化的方法有直接燃燒法、催化燃燒法、活性炭吸附法、吸收法、生物過濾法、膜分離法、冷凝法、光催化法等，其中較為常用的是燃燒法（包括直接燃燒和催化燃燒）、活性炭吸附法、吸收法、冷凝法和光催化法等。

有機廢氣主要凈化方法比較

綜上所述，利用單一的工藝技術(shù)很難把有機廢氣中的污染物降到所要求的程度。針對本項目有機廢氣，本環(huán)項目采用“UV光催化氧化+活性炭吸附”的處置方式，對有機廢氣處理效率可達90%。

（一）擠出和注塑廢氣處理：廢氣經(jīng)集氣罩收集后進入UV光催化氧化+活性炭吸附裝置進行處理，廢氣收集率≥90%，非甲烷總烴和氯乙烯經(jīng)UV光催化氧化+活性炭吸附裝置處理率≥90%，氯化氫經(jīng)UV光催化氧化+活性炭吸附裝置處理率≥40%，風機風量為10000m³/h，最后經(jīng)15米高2#排氣筒排放。

有機廢氣及氯化氫、氯乙烯廢氣處理工藝流程圖

廢氣處理裝置簡介：

廢氣經(jīng)集氣罩收集后進入光催化氧化設(shè)備，光催化氧化設(shè)備可產(chǎn)生紫外線，在紫外線的照射下將空氣中的氧分子裂解為臭氧，臭氧具有強氧化性可降解空氣中的大分子使其生產(chǎn)小分子的無害物質(zhì)，此設(shè)備在UV的基礎(chǔ)上增加了催化劑TiO₂，大大增加了反應(yīng)的效率，剩余未來得及反應(yīng)的廢氣及臭氧同時進入活性炭，活性炭起到緩沖作用，在活性炭內(nèi)部繼續(xù)充分反應(yīng)后達標排放。

①光催化氧化

光催化氧化技術(shù)是一種新興的綠色廢氣處理技術(shù)，具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、操作簡單、能礦化絕大多數(shù)有機物和消除重金屬污染，可減少二次污染等突出優(yōu)點。

工作原理：

泡沫鎳因其獨特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可作為一種優(yōu)良的光催化載體，而負載在其表面的納米TiO₂是迄今為止研究和應(yīng)用最多的一種光催化劑。TiO₂其電子結(jié)構(gòu)特點為一個滿的價帶和一個空的異帶，在大于其帶隙能（Eg=3.2ev，相當于波長387.5nm的光子能量）的光照條件下，電子就可從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶形成自由電子，而在價帶形成一個帶正電的空穴，形成電子——空穴對：

TiO₂+hu→（TiO₂）h⁺+（TiO₂）e^-

價帶空穴是良好的氧化劑，導(dǎo)帶電子是良好的還原劑。空穴一般與表面吸附的H₂O或OH^-離子反應(yīng)形成具有強氧化性的活性羥基（?OH）:

h⁺+H₂O→?OH+H⁺

h⁺+OH^-→?OH

電子則與表面吸附的氧分子（O₂）反應(yīng)，生成超氧離子（?O₂^-）。超氧離子可與水進一步反應(yīng)，生成過羥基（?OOH）和雙氧水（H₂O₂）：

e^-+O₂→?O₂^-

?O₂^-+H₂O→?OOH+OH^-

2?OOH→H₂O₂+O₂

?OOH+H₂O+e^-→H₂O₂+OH^-

H₂O₂+e^-→?OH+OH^-

TiO₂光催化氧化是活性羥基（?OH）和其他活性氧化類物質(zhì)（?O₂^-，?OOH，H₂O₂）共同作用的結(jié)果。在TiO₂表面產(chǎn)生的?OH基團反應(yīng)活性很高，具有高于有機物各類化學(xué)鍵能的反應(yīng)能，加上?O₂^-，?OOH，H₂O₂活性氧化類物質(zhì)的協(xié)同作用，能迅速有效地分解有機物。

紫外光激活照射：

紫外光燈與日光燈、節(jié)能燈發(fā)光原理一樣，燈管內(nèi)的汞原子被激發(fā)產(chǎn)生汞的特征線。低壓汞蒸氣主要產(chǎn)生254nm和185nm紫外線。

日光燈、節(jié)能燈燈管采用的是普通玻璃，紫外線不能透出來，被熒光粉吸收后發(fā)出可見光，而紫外光燈管則用透紫外玻璃或石英玻璃生產(chǎn)。紫外線穿過玻管壁投射出來。

紫外線燈作為光催化氧化的光能提供體，光催化劑納米粒子在一定波長的紫外光線照射下才能受激發(fā)生成電子——空穴對，空穴分解催化劑，整個光催化氧化過程不會產(chǎn)生臭氧，不會因為產(chǎn)生臭氧而帶來新的環(huán)境問題。

技術(shù)先進性：

光催化工藝主要是由鑲嵌有納米二氧化鈦（TiO₂）的泡沫鎳網(wǎng)，產(chǎn)生254nm和185nm紫外線、電控系統(tǒng)及設(shè)備殼體等四大部分組合。光催化工藝能有效地去除部分揮發(fā)性有機物和無機化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氫等。這些有害氣體可經(jīng)過二氧化鈦的催化作用被完全分解破壞，達到無機化，而不形成中間產(chǎn)物。

②活性炭吸附裝置

活性炭為多孔結(jié)構(gòu)和對氣體、蒸汽或膠態(tài)固體有強大吸附性能的碳，能較好地吸附臭味中的有機物質(zhì)。每克活性炭的總表面積可達 800～2000m²。真比重約1.9～2.1，表觀比重約1.08～0.45，含炭量10～98%，可用于糖液、油脂、甘油、醇類、藥劑等的脫色凈化，溶劑的回收，氣體的吸收、分離和提純，化學(xué)合成的催化劑和催化劑載體等。活性炭吸附氣體，主要是利用活性炭的吸附作用，因為吸附反應(yīng)是放熱的反應(yīng)，因此，隨著反應(yīng)體系溫度的升高，活性炭的吸附容量就會隨之逐漸降低。本項目活性炭吸附裝置由引風風機、吸附器等組成。

（二）配料、混料、切割、粉碎和磨粉粉塵治理：集氣罩＋脈沖袋式除塵器1套，收集率≥95%，去除率≥99%，風量6000m³/h，最后經(jīng)15米高1#排氣筒排放。

粉塵處理工藝流程圖

處理方法：在配料、混料機、切割機、粉碎機及磨粉機出口上方安裝集氣管道與設(shè)備固定排放口連接，利用抽風機（負壓）對粉塵進行抽吸，收集的粉塵廢氣通過管道密閉輸送至尾部的脈沖袋式除塵器處理。

原理：脈沖袋式除塵器本體由框架箱體、濾袋袋籠、噴吹清灰裝置、排灰裝置等部分組成。殼體部分由上箱體、中箱體、灰斗、進出風口組成。粉塵從入口導(dǎo)入脈沖袋式除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出。本處理工藝設(shè)計不考慮系統(tǒng)漏風問題。

除塵器結(jié)構(gòu)示意圖如下：

粉塵由進風口進入脈沖袋式除塵器，首先碰到進出風口中間的斜板及擋板，氣流便轉(zhuǎn)向流入灰斗，同時氣流速度放慢，由于慣性作用，使氣體中粗顆粒粉塵直接流入灰斗，進入灰斗的氣流隨后折而向上通過內(nèi)部裝有金屬骨架的濾袋，粉塵被捕集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進入濾袋室上部清潔室，匯集到出風口排出。含塵氣體通過濾袋凈化的過程中，隨著時間的增加而積附在濾袋上的粉塵越來越多，因而使濾袋的阻力逐漸增加，致使處理風量逐漸減少，為正常工作，要控制阻力在一定范圍內(nèi)，這時當阻力升到限定范圍的時候（1.0~1.2kPa）,由脈沖控制儀發(fā)出指令按順序觸發(fā)各控制閥開啟脈沖閥，氣包內(nèi)的壓縮空氣由噴吹管各孔經(jīng)文式管噴射到各相應(yīng)的濾袋內(nèi)，濾袋瞬間急劇膨脹，使積附在濾袋表面的粉塵脫落，濾袋得到再生。

本項目尾部設(shè)置的脈沖袋式除塵器布袋材質(zhì)為合成纖維，孔徑為1μm，除塵器設(shè)計處理風量為6000m³/h，入口溫度為常溫，濾袋數(shù)量為60只，過濾風速為2.0-4.0m/min，排氣筒出口煙氣流速為17.33m/s，濾袋更換頻次為1次/半年，顆粒物去除效率能達到99%以上，經(jīng)處理后1#排氣筒顆粒物排放濃度為5.515mg/m³，排放速率為0.0331kg/h，其排放能達到《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》（GB31572-2015）中表5標準，故經(jīng)脈沖袋式除塵器處理后的廢氣可實現(xiàn)達標排放。同時，本項目脈沖袋式除塵器參數(shù)根據(jù)《袋式除塵工程通用技術(shù)規(guī)范》（HJ2010-2012）相關(guān)要求設(shè)計，其排氣筒出口煙氣流速為17.33m/s，在該規(guī)范規(guī)定的15m/s~20m/s范圍內(nèi)，滿足其要求。

脈沖袋式除塵器清下粉塵落入灰斗經(jīng)排灰系統(tǒng)排出機體。由此積附在濾袋上的粉塵周期地脈沖噴吹清灰，使凈化氣體正常通過，保證除塵器的正常運行。

脈沖袋式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，工藝技術(shù)成熟，運用廣泛，維護操作方便；除塵效率高，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率；在保證同樣高除塵效率的前提下，造價低于電除塵器；對粉塵的特性不敏感，不受粉塵及電阻的影響。在運行過程中主要費用為電費、維護費（更換布袋等）及人工費，運行成本低。

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