1.1項(xiàng)目由來

紹興市上虞區(qū)某家具廠是一家木質(zhì)家具加工企業(yè)。該公司在生產(chǎn)過程中，將有一定量的有機(jī)廢氣產(chǎn)生，給周圍環(huán)境帶來一定影響。根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的有關(guān)規(guī)定，受紹興市上虞區(qū)慧匠坊家具廠的委托，本公司承擔(dān)本項(xiàng)目廢氣治理設(shè)計(jì)方案的編制任務(wù)。我公司在對紹興市上虞區(qū)某家具廠現(xiàn)有資料分析和調(diào)查的基礎(chǔ)上，編制了本設(shè)計(jì)方案，供專家和***審查決策之用。

1.2設(shè)計(jì)依據(jù)

(1) 《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》及其它相關(guān)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)和規(guī)章；
(2) 《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》，中華人民共和國國務(wù)院令第253號(hào)文，1998年11月29日；
(3) 《關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問題的決定》，國務(wù)院國發(fā)(1996)31號(hào)文；
(4)  浙江省環(huán)保局《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》實(shí)施意見；
(5)  GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；
(6)關(guān)于印發(fā)《浙江省揮發(fā)性有機(jī)物污染整治方案》的通知，浙環(huán)發(fā)(2013)54號(hào)文，2013年11月4日；
(8) 業(yè)主提供的有關(guān)資料和介紹；
(9) 有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與要求。

1.3編制原則

本方案遵循的基本指導(dǎo)思想如下：
(1) 根據(jù)該公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)特征，結(jié)合已有的工程實(shí)例，盡可能采用簡單、成熟、可靠的處理工藝，達(dá)到功能可靠、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便；
(2) 污染調(diào)查結(jié)合企業(yè)介紹與實(shí)際勘察，盡可能真實(shí)反應(yīng)企業(yè)污染狀況，為工藝選擇提供充分依據(jù)；
(3) 處理工藝有針對性。應(yīng)根據(jù)企業(yè)的具體情況及發(fā)展規(guī)劃，有針對性地提出綜合整治技術(shù)路線，分析醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)己酮等污染因子達(dá)標(biāo)排放的可行性，減輕對大氣環(huán)境的影響；
(4) 清潔生產(chǎn)與末端治理相結(jié)合，以提高處理效果，降低運(yùn)行成本，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)；
(5) 主要機(jī)電設(shè)備選用優(yōu)質(zhì)、低能耗的國產(chǎn)設(shè)備，設(shè)置必要的自控裝置，盡***大可能地減少維修費(fèi)用。

1.4設(shè)計(jì)范圍

(1) 調(diào)查企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量、生產(chǎn)工藝、環(huán)保設(shè)施、儲(chǔ)運(yùn)及公用工程等情況，掌握企業(yè)廢氣排放數(shù)量、排放方式、排放規(guī)律、排放部位；
(2) 編制廢氣治理工程設(shè)計(jì)方案，提供投資、運(yùn)行費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1.5排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)企業(yè)所處位置和當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門的要求，廢氣排放執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中“新污染源大氣污染物排放限值”二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要排放指標(biāo)見表1-1。
表1-1 大氣污染物排放限值一覽表

2廢氣污染源強(qiáng)分析

2.1 產(chǎn)品方案

本項(xiàng)目產(chǎn)品方案見表2-1。
表2-1  產(chǎn)品方案一覽表

注：按規(guī)劃其中一半需要噴漆（5000件），其余無需噴漆處理，可直接白坯出售。

2.2  VOCs廢氣源強(qiáng)分析

2.2.1 油漆用量及主要成分
本項(xiàng)目PU油漆、稀釋劑和固化劑用量及主要成分詳見表2-2。
表2-2  噴涂油漆的用量及主要成分一覽表

2.2.2  VOCs源強(qiáng)計(jì)算
本項(xiàng)目生產(chǎn)油性漆型家具，需整體噴油性漆，分別為底漆2層和面漆1層，共計(jì)3層，均是噴油性油漆，相關(guān)噴漆參數(shù)見表2-3。
表2-3  噴漆參數(shù)一覽表
注：*本項(xiàng)目需噴漆木質(zhì)家具平均噴涂面積約6m2；根據(jù)企業(yè)提供的資料，
**根據(jù)企業(yè)提供的資料，本項(xiàng)目上漆率約為75%。 
本項(xiàng)目木制家具底漆和面漆需噴PU油漆，PU油漆:稀釋劑:固化劑按5:1:2配比進(jìn)行調(diào)配后。根據(jù)單位提供的資料，PU油漆、稀釋劑和固化劑的用量核算，見表2-4。
表2-4  PU油漆、稀釋劑、固化劑的用量核算表 
綜合涂 料用量匹配性分析，本項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)情況下涂料理論消耗量為：PU油漆4.576t/a、稀釋劑0.915t/a、固化劑1.828t/a；企業(yè)提供涂料消耗量為：PU油漆5t/a、稀釋劑1t/a、固化劑2t/a。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，配漆、噴漆和晾干過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣總量，統(tǒng)計(jì)如下，見表2-5：
表2-5  配漆、噴漆和晾干產(chǎn)生的有機(jī)廢氣一覽表 
達(dá)產(chǎn)情況下PU油漆年用量為5t、稀釋劑年用量為1t、固化劑年用量為2t，按含量計(jì)算易揮發(fā)物質(zhì)非甲烷總烴0.550t/a、乙酸丁酯1.30t/a、甲苯0.150t/a、二甲苯0.350t/a、乙酸乙酯0.40t/a，其他為樹脂等固化劑。根據(jù)噴油漆涂料用量核算表（表2-4），噴漆進(jìn)入產(chǎn)品的量為3.600t/a。PU油漆、稀釋劑和固化劑物料平衡情況見圖2-1。 
圖2-1  PU油漆、稀釋劑和固化劑物料平衡圖
 

2.2.3  VOCs廢氣風(fēng)量及濃度
生產(chǎn)車間的噴漆區(qū)包括底漆房、面漆房及晾干房，位于車間1樓。其中，密閉的底漆房尺寸為5m×4.5m×5.8m，設(shè)置2把噴槍，1備1用，噴槍流量約25ml/min；密閉的面漆房的尺寸為5m×4.5m×5.8m，設(shè)置2把噴槍，1備1用，噴槍流量約25ml/min；晾干房的尺寸為9m×5m×5.8m。
廢氣VOCs排放速率按照噴槍流量折算，根據(jù)上述介紹，共有2把噴槍（底漆、面漆各1把），每把噴槍噴漆流量約為25ml/min，油漆密度1.5t/m3，故油漆噴涂***大速率可達(dá)25*60*1.5*2/1000=4.5kg/h，結(jié)合表2-5數(shù)據(jù)，廢氣總VOCs的***大排放速率為4.5*（2.75/8）≈1.547kg/h。
根據(jù)企業(yè)提供資料，底漆房和面漆房各有1個(gè)噴臺(tái)、共2個(gè)噴臺(tái)，每個(gè)噴臺(tái)截面積為3.0m*1.3m，截面風(fēng)速按照0.4m/s計(jì)算，則單個(gè)噴漆室的收集風(fēng)量為3.0×1.3×0.4×3600=5616m3/h，折算其換氣次數(shù)為5616÷(5×4.5×5.8)≈43次，滿足GBZ1-2002《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中“在生產(chǎn)中可能突然逸出大量有害物質(zhì)或易造成急性中毒或易燃易爆的化學(xué)物質(zhì)的作業(yè)場所，其通風(fēng)換氣次數(shù)不小于12次/h”的相關(guān)要求；而晾干房換氣次數(shù)按14次/h計(jì)算，則其廢氣收集量為9×5×5.8×14=3654m3/h。綜上所述，底漆房、面漆房、晾干房的總廢氣收集量為5616×2+3654=14886m3/h，設(shè)計(jì)取值為15000m3/h。
因此，底漆房、面漆房、晾干房廢氣收集后，其廢氣中VOCs濃度的計(jì)算值為103.15mg/m3，考慮到瞬間濃度值的偏差及其他噴漆廢氣的VOCs濃度數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)取值300mg/m3，作為本項(xiàng)目進(jìn)氣濃度的設(shè)計(jì)依據(jù)。

三、噴漆廢氣處理方法
根據(jù)風(fēng)量統(tǒng)計(jì)內(nèi)容，結(jié)合上述廢氣處理工藝分析比選，同時(shí)考慮到分質(zhì)分類處理的原則。噴漆廢氣經(jīng)過水簾除霧后和晾干有機(jī)廢氣一同進(jìn)入“旋流板塔噴淋吸收+濕法等離子體裝置+光催化凈化器+填料噴淋塔”工藝處理后經(jīng)15米排氣筒達(dá)標(biāo)排放。漆廢氣經(jīng)過水簾和晾干廢氣合并后進(jìn)入旋流板塔（可防止漆霧堵塞），在旋流板塔內(nèi)加入油漆去除劑，去除99%以上的漆霧，防止大顆粒液滴、殘余漆渣等顆粒物進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)備，減少對后續(xù)等離子體裝置及光催化凈化器等工藝設(shè)備的污染，提高設(shè)備使用壽命；然后，依次引入濕法等離子體裝置、光催化凈化器內(nèi)，氧化分解廢氣中的VOCs污染成分，***終部分污染物質(zhì)被活性氧分解成二氧化碳、水和其他小分子化合物；***后，再在光催化凈化器后加填料噴淋塔進(jìn)一步吸收廢氣中的有害物質(zhì)（含有部分未來得及徹底反應(yīng)的碎片粒子和活性氧等成份，一般為小分子羧酸類物質(zhì)），凈化后的氣體經(jīng)排氣筒達(dá)標(biāo)排放。有機(jī)廢氣總收集效率90%，總處理效率約90%（設(shè)計(jì)進(jìn)氣濃度為300mg/m3、處理后尾氣排放濃度約為30mg/m3，滿足達(dá)標(biāo)排放的要求）；其中，旋流板塔的去除率25%+濕法等離子體裝置去除率60%+光催化凈化器去除率37.5%+水噴淋吸收塔去除率47.5% 。該套工業(yè)化裝置目前在國內(nèi)外都得到了相當(dāng)多的應(yīng)用，去除效率較穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣有效凈化、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。

     本項(xiàng)目采用的濕法等離子體凈化技術(shù)，是在低溫等離子分解法的基礎(chǔ)上研發(fā)出的新一代等離子體凈化技術(shù)。其顯著特征是有機(jī)結(jié)合了水噴淋吸收和低溫等離子體技術(shù)的處理效率，一方面規(guī)避廢氣濕度大對原低溫等離子體技術(shù)溫度運(yùn)行的影響；另一方面水介質(zhì)的存在，加強(qiáng)了正負(fù)電極間的電暈放電，有利于大氣等離子體的產(chǎn)生，并且，等離子體可同時(shí)在氣、液兩相介質(zhì)內(nèi)凈化有機(jī)污染物。從而，顯著提高有機(jī)廢氣的處理效率并優(yōu)化了原低溫等離子分解法。
    光催化凈化設(shè)備主體采用304不銹鋼板單邊磨砂，配80支UV光解發(fā)生器、每支紫外燈配相應(yīng)鎮(zhèn)流器，10組UV光解發(fā)生器抽屜模塊，單根燈管的工作功率為150W，設(shè)備功率合計(jì)12kW；采用10組二氧化鈦光觸媒催化劑，其安裝方式同樣為抽屜式結(jié)構(gòu)；電控系統(tǒng)采用6組電控箱、橫插式單開門結(jié)構(gòu)，并配套運(yùn)行/故障指示燈；設(shè)備進(jìn)風(fēng)口裝設(shè)干式初效過濾網(wǎng)。
紫外燈管：采用亞光或瑞郎***810mm紫外燈管，使用壽命6000-8000h。

技術(shù)特征：
1）反應(yīng)速度快，在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)，瞬間對有機(jī)廢氣分子進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將廢氣中的大部分污染物降解成CO2、H2O及其他小分子化合物。
2）一次性凈化效率較高，并可同時(shí)凈化多種污染物（包括氣、液兩相介質(zhì)內(nèi)），尤其對有機(jī)廢氣的凈化效果尤為明顯。
3）采用開關(guān)、電源、電路三重自動(dòng)保護(hù)，確保等離子設(shè)備配套的高壓脈沖直流電源能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
4）處理工藝中的旋流板塔、濕法等離子體裝置、光催化氧化凈化裝置等多級(jí)處理設(shè)備，前端處理裝置均在水噴淋環(huán)境中運(yùn)行，規(guī)避了廢氣可燃性成分起火燃燒的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步確保了系統(tǒng)安全性。
5）操作維護(hù)方便，正負(fù)電極模塊化設(shè)計(jì)，可單獨(dú)取出檢修和清理。
6）運(yùn)行成本低，運(yùn)行功率小，耗電量低，且不需其他附帶費(fèi)用。