摘要：介紹了低溫等離子體對(duì)電子企業(yè)產(chǎn)生的惡臭氣體的治理,該裝置對(duì)惡臭濃度去除率高達(dá)94.4%。經(jīng)過半年的運(yùn)行表明,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、操作管理簡便,采用電暈放電形式的低溫等離子體處理惡臭廢氣是可行的。
0引言
大氣污染是造成各類環(huán)境問題的主要原因之一。氣態(tài)污染物通過擴(kuò)散、漂移將增加污染區(qū)域面積。目前常用的惡臭處理方法有吸附法、溶液吸收法、催化燃燒法、生物脫臭法等;這些傳統(tǒng)處理方法在工程應(yīng)用中均發(fā)現(xiàn)存在較大的局限性。近年來，低溫等離子體在環(huán)境保護(hù)方面的研究不斷取得新進(jìn)展剛，低溫等離子體技術(shù)理論研究上已經(jīng)被證實(shí)了是去除VOCs的最有效方法之一，同時(shí)在處理低濃度大氣量的惡臭氣體方面，低溫等離子體技術(shù)也表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
1低溫等離子體的反應(yīng)機(jī)理
等離子體是被稱作除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的第4種物質(zhì)存在形態(tài)。其由大量電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成.總正負(fù)電荷數(shù)相等，宏觀上呈電中性，故稱為等離子體，但其表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。根據(jù)放電機(jī)制、(氣體)壓強(qiáng)范圍和電極結(jié)構(gòu)的不同，產(chǎn)生低溫等離子體通常有以下方法：輝光放電、介電位壘放電、電暈放電、沿面放電、射頻放電、微波放電等。
2惡臭廢氣產(chǎn)生的途徑
企業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中先后經(jīng)歷了球磨、制帶、印刷、水壓、切割、燒成、燒出等處理。由于原料中包含有酒精、甲苯、塑化劑、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、分散劑、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)等有機(jī)物，此部分物質(zhì)在印刷、燒成時(shí)有不同程度的揮發(fā).且由于燒成工段溫度高達(dá)280oC，一些高沸點(diǎn)的焦油狀不明物質(zhì)也一并揮發(fā)出來，從而產(chǎn)生污染。
通過現(xiàn)場調(diào)研及檢測發(fā)現(xiàn).本項(xiàng)目中廢氣污染物質(zhì)量濃度較低，VOCs通常小于15mg/L.但廢氣氣味獨(dú)特，易使人產(chǎn)生不快感，因此本系統(tǒng)中廢氣屬于萬方數(shù)據(jù)環(huán)境科技2012年10月異味治理范疇。
3惡臭廢氣處理技術(shù)
3.1工藝流程
等離子體除臭系統(tǒng)工藝流程見圖1。整個(gè)廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量為60000m%，為保證處理效果，收集的氣體將在末端進(jìn)入2個(gè)并聯(lián)的低溫等離子處理系統(tǒng).系統(tǒng)l設(shè)計(jì)為20000m3/h，系統(tǒng)2設(shè)計(jì)為40000m3/h。在風(fēng)機(jī)的動(dòng)力作用下.通過吸塵罩及公司原有管道將企業(yè)燒結(jié)工段的廢氣送人酸霧吸收塔內(nèi).與塔中的循環(huán)水接觸吸收。進(jìn)過預(yù)處理后的氣體匯聚后通過直徑1100mm的風(fēng)管進(jìn)人低溫等離子設(shè)備(設(shè)計(jì)風(fēng)量為每臺(tái)10000m3/h)，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物化反應(yīng)，降解后的氣體再送人旋流板凈化塔。
整個(gè)系統(tǒng)在PLC控制下，設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)2種操作方式。系統(tǒng)通過在線pH值控制器控制循環(huán)凈化液的pH值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加堿、噴淋、顯示和報(bào)警等功能。該系統(tǒng)操作簡單、自動(dòng)化程度高。
3.2處理設(shè)備
整個(gè)廢氣處理系統(tǒng)由吸塵罩、酸霧凈化塔、低溫等離子、旋流板凈化塔和管道系統(tǒng)組成，在電氣系統(tǒng)控制下通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行工作。
3.2.1吸塵罩與管道系統(tǒng)
吸塵罩的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮各塵源點(diǎn)廢氣的收集、設(shè)備的布局和操作方便，集氣吸塵罩的使用效果越好意味著越能滿足生產(chǎn)和環(huán)保的要求。
工程中的吸塵罩與管道系統(tǒng)均采用鍍鋅鋼板制造，管道系統(tǒng)安置在主廠房樓頂，每隔4～5m設(shè)置槽鋼支架。整個(gè)管路含控制閥、止回閥，要求密封良好、無泄漏，管壁厚度3lnln。
3.2.2凈化塔
凈化塔是廢氣處理系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。塔內(nèi)有噴淋、脫水等裝置。前置的酸霧凈化塔可有效降低廢氣中的酸霧、焦油狀物質(zhì)，為廢氣進(jìn)入等離子設(shè)備起到良好地預(yù)處理作用。末端的旋流板凈化塔.外置循環(huán)水泵、加堿泵、pH值控制器及液位計(jì)于一體。當(dāng)廢氣在吸收塔內(nèi)通過旋流氣動(dòng)裝置的加速和旋流.污染物與經(jīng)過霧化的吸收液發(fā)生碰撞、附著、凝聚、離心分離等綜合性的作用，被甩到塔壁，隨塔壁水膜流向塔底。通過旋流氣動(dòng)裝置的設(shè)置，使廢氣在同樣高度的簡體內(nèi)旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加、通過的路徑增長，氣相紊動(dòng)劇烈.從而使得廢氣與吸收液在時(shí)間和空間上得到充分的碰撞、接觸、溶解、吸收。同時(shí)塔內(nèi)設(shè)計(jì)有特殊組合式除霧裝置。將進(jìn)一步保證高效的除霧性能。以避免風(fēng)機(jī)帶水問題。
3.2.3低溫等離子設(shè)備
本工程主要采用電暈放電形式處理廢氣。在外加電場的作用下.電暈或者介質(zhì)放電產(chǎn)生了大量攜能電子轟擊污染物分子。使其電離、解離和激發(fā).然后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)，或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。污染物凈化過程見圖2。
本工程采用的新型低溫等離子凈化設(shè)備，是在結(jié)合國內(nèi)各主要低溫等離子的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)攻關(guān)而成的，與其它同類設(shè)備相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
(1)有更高的抗堵性能。與傳統(tǒng)的介質(zhì)放電相比，由于有了更大的氣流通過面積，整體設(shè)備占地面積更小。因此對(duì)現(xiàn)場安裝面積有限的場合較為適合。
(2)使用設(shè)備壽命大大延長。由于放電極采用鈦材，內(nèi)膽采用SUS304不銹鋼;因此整個(gè)設(shè)備使用壽命大大延長。
(3)清洗方便。由于配有反沖洗裝置，因此對(duì)含焦油類物質(zhì)，在使用一段時(shí)間后只要對(duì)內(nèi)部進(jìn)行反沖洗即可。
3.2.4電控系統(tǒng)
整個(gè)電控系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制運(yùn)行。開機(jī)時(shí)先開風(fēng)機(jī)，再開循環(huán)泵，然后依次啟動(dòng)低溫等離子設(shè)備;停機(jī)時(shí)先停低溫等離子設(shè)備.再關(guān)循環(huán)泵.后停風(fēng)機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)和數(shù)據(jù)顯示，并對(duì)主要運(yùn)轉(zhuǎn)部位的故障采用聲光報(bào)警，與企業(yè)值班室相連。顯示內(nèi)容包括如循環(huán)水泵故障、加堿水泵故障、風(fēng)機(jī)故障、低溫等離子設(shè)備溫度警報(bào)等。
3.2.5風(fēng)機(jī)
風(fēng)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備，風(fēng)機(jī)的良好運(yùn)行不僅可以提高系統(tǒng)的作業(yè)率，而且可以節(jié)約能耗，降低運(yùn)行成本。系統(tǒng)采用變頻風(fēng)機(jī)，機(jī)殼由耐腐蝕的玻璃鋼制造，葉輪由碳素鋼與玻璃鋼復(fù)合材料制造。配有良好的減震裝置，大大地降低運(yùn)行噪音。
4二次污染的防治及運(yùn)行費(fèi)用
旋流板凈化塔處理企業(yè)廢氣會(huì)產(chǎn)生的少量的廢液量，通過PP水管直接排人企業(yè)污水處理站調(diào)節(jié)池中。設(shè)備運(yùn)行主要消耗為電費(fèi)。系統(tǒng)1中，風(fēng)機(jī)功率為22kW;水泵功率為7.5kW：等離子凈化設(shè)備功率為30kW;系統(tǒng)2中，風(fēng)機(jī)功率為45kW：水泵功率為11kW;等離子凈化設(shè)備功率為60kW：風(fēng)機(jī)及水泵按每年工作7200h，每度電0.65元計(jì)算，電機(jī)工作負(fù)荷為90%。電費(fèi)共計(jì)：(22+7.5+30+45+1I+60)×7200×0.65X0.90=73.92萬元/年。
5處理效果
目前該工程技術(shù)成功應(yīng)用于蘇州新區(qū)某電子設(shè)備廠，根據(jù)專業(yè)單位的檢測結(jié)果，企業(yè)排放廢氣的臭氣濃度由1800降為i00，凈化率高達(dá)94.4%，效果明顯，
6結(jié)論
綜上所述，本文介紹的惡臭廢氣處理工程技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)備，安裝簡單，使用方便。
(2)采用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)，使設(shè)備操作簡單、準(zhǔn)確高效、自動(dòng)化程度高。
(3)采用優(yōu)質(zhì)的玻璃鋼及碳鋼材料，整套設(shè)備外形大方美觀。
(4)惡臭廢氣處理效果良好，排放濃度100，凈化率≥94.4%，符合國家環(huán)保要求，徹底解決了企業(yè)的擾民問題。
來源:《環(huán)境科技》 作者:李建軍 徐明等
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