（环境工程专业论文）o3氧化化学吸收联合处理再生胶恶臭气体的研究及应用.pdf

浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江 工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的 法律责任。 作者签名： 右美毒 吼咖年岁月工，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密酵 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：方支毒 日期：洲一年上月纠日 导师签名： 钐彳f 碜、日期：w 佛旷月21 日 浙江t 业大学硕十研究生学位论文 0 3 氧化化学吸收联合处理再生胶恶臭气体的研究及应用 摘要 利用臭氧( o z o n e ，0 3 ) 氧化作为碱液喷淋吸收的预处理方法， 处理挥发性有机废气( v o c s ) ，特别是水溶性差、难降解的持久性有 机污染物( p e r s i s t e n t0 娼a n i cp o l u t a m s ，p o p s ) ，是最近几年兴起一 项新技术。 试验中以再生胶硫化、炼胶车间一生产线产生的恶臭气体为试验 对象。在臭氧氧化试验部分，在0 3 ( 浓度为2 0m m 3 ) 氧化时间1 2 s 、 进口气相恶臭气体浓度2 0 0 0 ( 无量纲) 试验条件下，臭氧氧化法对 恶臭气体的最大去除率能达到9 1 。进口臭氧浓度、氧化反应停留时 间对恶臭气体的氧化、分解效果具有较大影响。通过对臭氧氧化、分 解后的处理效果进行分析，发现产物中大分子链物质大部分降解为小 分子物质、无机物质等，这些水溶性较好的有机物利于液体吸收、溶 解，便于后续化学吸收法处理。 在化学吸收试验部分，经过1 个月时间的试验研究，采用碱浓度 为8 1 0 的液体喷淋，整个吸收系统能保持稳定运行阶段。化学吸收 处理工艺所能达到吸收效率7 6 8 9 ，小于臭氧氧化、分解的处理 能力。 在0 3 氧化和化学吸收的独立试验基础上，研究小组提出0 3 氧化 浙江工业大学硕士研究生学位论文 ，化学吸收联合处理工艺，即再生胶恶臭气体先经0 3 氧化，氧化后的 气体用n a o h 水溶液作进一步化学吸收。经过臭氧氧化、降解后的产 物再进入至碱液喷淋装置进行化学吸收处理后，气体中的恶臭成分大 幅下降。由此可见，0 3 氧化化学吸收联合处理工艺比单独使用0 3 氧化处理恶臭的效果有明显提高，联合系统的恶臭去除率保持在9 9 以上。净化系统装机功率小于2 k w 1 0 0 0 m 3 、运行成本小于3 7 元 1 0 0 0 m 3 。该工艺在国内具有广阔的应用前景。 关键词：橡胶化学吸收恶臭废气臭氧氧化净化效率 浙江工业人学硕十研究生学位论文 r e s e a r c ho nr e c l a i m e dr u b b e re x h a u s t g a s t r e a t e dw i t h 0 3o x i d a t i o nc o u p l e dw i t h c h e m i c a la b s o r p t i o n a bs t r a c t u s i n g0 z o n e( 0 3 )a sa b s o r b e db yh y d r o 1 y ep r e t r e a t m e n tm e t h o d s t op u r i 矽t h ev o l a t i l eo 唱a n i cc o m p o u n d s ( v o c s ) ， p a n i c u l a r l yp o o r w a t e rs o l u b l ea n dd i 伍c u l tb i o d e g r a d a b l ep e r s i s t e n to 唱a n i cp o l l u t a n t s ( p o p s )h a sb e c o m ean e w t e c h n o l o g yi nr e c e n ty e a r s t h ee x p e r i m e n ts t u d i e do nr e c l a i m e dr u b b e re x h a u s tg a st r e a t e d w i t h0 3o x i d a t i o nc o u p l e dw i t t lc h e m i c a la b s o r p t i o n e x p e r i m e n ts t u d i e d o no z o n e ( 0 3 ) u n d e rt h ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n so f2 0m m 30 3 o x i d a t i o n1 2 s 、 i m p o r t so fe x h a u s tg a sc o n c e n t r a t i o ni ng a sp h a s e2 0 0 0 ( d i m e n s i o n l e s s ) ，t h er e m o v a le 珩c i e n c yc o u l da c h i e v e91 t h eo z o n e c o n c e n t r a t i o na n do x i d a t i o nt i m eh a d g r e a t e f r e c to n d e g r a d a t i o n t h r o u g ha n a l y s i n gt h e0 3o x i d a t i o np r o d u c t s ，i tw a sf o u n dt h a tm o s to f t h em a t e r i a ld e g r a d a t i o no fm a c r o m o l e c u l a rc h a i n so fs m a l lm o l e c u l e s ， i n o 略a n i c ，a n dt h e yw e r ee a s i l yd i s p o s e db yc h e m i c a la b s o r p t i o n ， b e c a u s e g o o dw a t e r - s o l u b l e e x p e r i m e ms t u d i e do nc h e m i c a la b s o 印t i o n a r e ram o n t ho f p 订o t 。s c a l es t u d y ， u s i n gt h el i q u i dc o n c e n t r a t i o no f8 1o t os p r a y ， 浙江t 业大学硕士研究生学位论文 a b s o 印t i o ns y s t e m e n t e r e dt h es t a b l e o p e r a t i o n a l s t a t e c h e m i c a l a b s o 印t i o nc a n r e a c h7 6 - 8 9 a b s o r p t i o nr a t ei ne x p e r i m e n t p u r i f i c a t i o n a b i l i t yl e s st h a nt h eo z o n eo x i d a t i o n o nt h e b a s i so f 0 3 o x i d a t i o na n dc h e m i c a l a b s o r p t i o n e x p e r i m e n t s e，t h es t u d y ( h o u pp r o p o s e dan e wt r e a t m e n tp r o c e s s ，t h e c o m b i n a t i o no f0 3o x i d a t i o na n dc h e m i c a la b s o 叩t i o n t h et r e a t i n gc r a f 呐o r ko f0 3o x i d a t i o nc o u p l e dw i t l lc h e m i c a l a b s o 巾t i o nw a sd e s c r i b e d ，n 锄e l y ，t h er e c l a i m e dr u b b e re x h a u s tg a sw a s p r e - t r e a t e db y0 3o x i d a t i o n ，a n da b s o r b e db yh y d r o 1 y e a n dt h e n ，t h e d e g r a d e dp r o d u c tw h i c hw a so x i d i z e db y0 3 ，w o u l dg o 讥o u 曲h y d r o 1 y e s p r a ye q u i p m e n tt ob ea b s o r b e dc h e m i c a l l y a r e rt h a t ，t h ec o n c e n t r a t i o n o fe x h a u s tg a sd e c r e a s e d g r e a t l y i tc a nb ec o n c l u d e dt h a tt h ee 恐c t i v eo f r e c l a i m e dm b b e re x h a u s tg a st r e a t e dw i t h0 3o x i d a t i o nc o u p l e dw i t h c h e m i c a la b s o 印t i o ni sm o r eo b v i o u st h a nt h ee 虢c t i v eo fs u c hg a st r e a t e dc n e m l c a la b s o r p t l o nl sm o r eo b v l o u st h a nt h ee f j i e c t i v eo fs u c hg a st r e a t e d w i t h0 3o x i d a t i o no n l y t h er e m o v a le 衔c i e n c yk e e p su p p e r9 9 t h e p u r i f i c a t i o ns y s t e mi n s t a l l e dp o w e rw a s1 e s st 1 1 a n2 k 、v 1o o o m 3 ，a n dt h e r u n n i n gc a s tw a sl e s st h a n3 7 y u a n 1 0 0 0 m 3 i ts h o w sg o o de n g i n e e r i n g 印p l i c a t i o n i tw i l lb ew i d e l yu s e da n dh a v eab r i 曲t 觚u r e k e yw o i m s ： m b b e r ，c h e m i c a l a b s o 印t i o n ，e ) ( h a u s tg a s ，0 3 o x i d a t i o n ，p u r i f i c a t i o ne m c i e n c y v 浙江t 业大学硕 ：研究生学位论文 目录 第一章绪论1 1 1 课题研究的背景和意义1 1 1 1 有机废气的污染现状1 1 1 2v o c s 控制技术2 1 2 再生胶恶臭气体污染现状及存在的问题6 1 2 1 再生胶工业废气的污染现状6 1 2 2 再生胶恶臭废气的成分及危害。7 1 3 再生胶橡胶厂生产_ l 艺及硫化废气特点8 1 3 1 杭州朝阳橡胶有限公司再生胶生产j _ ：艺简介8 1 3 2 再生胶橡胶厂硫化废气特点9 第二章课题研究的目的、内容及创新点。1 1 2 1 课题研究内容、技术关键及创新点。l l 2 1 1 研究内容l l 2 1 2 技术关键12 2 1 3 创新点1 2 2 1 4 试验项目来源l2 2 2 课题预期达到目标及应用前景1 3 2 2 1 预期达到的目标1 3 2 2 2 研究成果对相关技术发展的影响和应用转化前景1 3 2 3 项目实施方案一l4 第三章试验材料与方法16 3 1 试验气源1 6 3 2 臭氧发生源1 6 3 3 试验装置及填料1 6 3 3 1 臭氧氧化法1 6 3 3 2 化学吸收法17 3 3 3 填料。1 7 3 3 4 分析方法及检测条件1 7 3 4 气体式样的采集与分析1 8 第四章臭氧氧化预处理试验研究。19 4 1 臭氧氧化法净化v o c s 技术19 4 1 1 试验研究处理对象1 9 4 1 2 臭氧氧化技术的机理1 9 4 1 3 臭氧氧化技术在有机废气中的应用2 4 4 2 试验装置以及各试验条件的选取2 5 4 2 1 试验监测对象来源2 5 4 2 2 试验装置的设计及其控制2 5 4 2 3 测试项目及分析方法2 4 4 2 4 试验条件的选取2 4 4 2 5 试验的测试项目及主要内容2 4 4 3 再生胶恶臭气体的臭氧氧化试验2 5 4 3 1 工艺条件对再生胶恶臭气体的去除影响2 5 v 浙江工业人学硕上研究生学位论文 4 - 3 2 臭氧氧化再生胶恶臭气体的机理及分析2 5 4 3 3 臭氧氧化试验测试及分析2 5 4 4 本章小结2 5 第五章化学吸收处理恶臭废气的试验研究一2 9 5 1 化学吸收处理技术2 9 5 1 1 吸收法基本原理2 9 5 1 2 填料2 9 5 1 3 设备和工艺条件3 0 5 2 化学吸收试验装置的设计与控制3 0 5 2 1 试验装置与工艺流程3l 5 2 2 试验装置的主要设计参数及其控制3 2 5 2 3 试验条件控制3 2 5 2 4 测试项目分析方法及内容3 2 5 3 _ t j 艺条件对v o c s 气体的去除影响一3 3 5 3 1 温度对恶臭气体去除率的影响3 3 5 3 2 液气比对恶臭气体去除率的影响3 3 5 3 3 有机污染物含量和气速对去除率的影响3 4 5 4 试验监测结果及分析。3 4 5 5 本章小结一3 5 第入章臭氧氧化化学吸收联合处理恶臭v o c s 的试验研究3 6 6 10 3 氧化化学吸收联合处理装置的试验设计与控制3 8 6 2 试验装置设计与控制条件3 8 6 2 1 试验装置及工艺流程3 8 6 2 2 测试项目及分析方法3 8 6 3 试验结果讨论3 9 6 3 1 试验装置的主要设计参数及其控制4 0 6 3 2 试验条件的选取及控制4 0 6 3 3 试验的主要内容一4 0 6 3 4 试验中主要测试项目4 0 6 40 3 氧化化学吸收联合处理再生胶恶臭气体的试验研究4 1 6 5 本章小结4 3 第七章- l 程廊用4 4 7 1 总 念4 4 7 1 1 项目由来4 4 7 1 2 再生胶废气治理的可行性4 4 7 2 再生胶恶臭气体处理设计规模、依据和目标4 5 7 2 1 设计规模4 5 7 2 2 设计依据4 5 7 2 3 设计目标4 5 7 3 再生胶废气主要污染成分分析4 6 7 3 1 主要污染成分4 6 7 3 2 各污染物的物化性质4 6 7 4 处理上艺4 9 7 5 项目投资及运行成本概算5 0 浙江t 业大学硕1 ：研究生学位论文 7 5 1 主要设备与构筑物5 0 7 5 2 工程概算5l 7 5 3 丁程运行成本预算5 2 7 6 结构设计及电气设备说明5 5 7 6 1 结构设计说明。5 2 7 6 2 电气设备说明5 2 第八章结论与建议5 5 8 1 结j 沧5 5 8 1 1 试验研究部分5 5 8 1 2t 程应片j 部分一5 6 8 2 建议5 6 参考文献5 7 致 谢6 1 攻读学位期间发表的学术论文目录6 2 浙江丁业人学硕上研究生学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 1 1 1 有机废气的污染现状 挥发性有机化合物( v o l a t i l eo r g ；l n j cc o m p o u n d s ，v o c s ) 污染是当今大气环 境保护领域的一个热点话题。伴随现代工业的快速发展，各类生产活动中排放的 挥发性有机污染物已成为环境空气质量的重大危害，废气中的苯、多环芳烃、有 机硫化物以及恶臭等会严重危害生态环境和人体健康。在日本，1 9 7 2 1 9 9 8 年间 由有机废气污染引发的指控占全部环境公害案件的2 3 2 5 。在我国，石油、化 工、橡胶等行业生产排放的有机废气污染事件占全部环境污染事件的3 0 左右 【lj 。如目前含苯废气在福建及其周边地区，特别是沿海工业区，产生了相当大的 环境威胁，源于三苯废气的急性、慢性中毒事故时有发生【2 】。 v o c s 一般指常压下沸点在5 0 2 6 0 、室温下饱和蒸气压超过7 0p a 的一类 具有刺激性气味的有毒有害有机物【3 】，如苯类、多环芳烃类、醇类、醚类、酚类、 卤代脂肪烃类等。v o c s 主要来源于生活和工业生产等方面。生活源主要有粪便 处理、生活垃圾等；工业有害废气来自于以煤、石油、天然气为燃料或原料的工 业，或与之有关的化工企业【4 】，可将其来源大致归纳为表1 1 表1 2 所示【5 6 1 。工 业排放的v o c s 中，芳香烃、醇类、酯类等作为工业溶剂被广泛使用，排放量很 大。美国国家环境保护署( e p a ) 所列的有毒气体排放物清单( t 对) 内2 5 种气 体中，1 8 种是有机物【7 1 。这些v o c s 进入大气会造成严重的v o c s 环境污染羽。 可见，v o c s 治理是大气污染控制中极为重要的一部分。 表1 1v o c s 污染物的主要来源 v o c s 种类主要来源 硫醇类 硫醚类 胺类 吲哚类 硝基化合物 醛类 造纸、炼油、煤气、制药、合成树脂、合成橡胶、合成纤维等 农皮纸厂、炼油、农药、垃圾处理、生活下水道等 水产加l ：、畜产加工、皮革加上、骨胶、油脂加工、饲料等 粪便处理、炼焦、生活污水处理、屠宰厂、蛋白质腐烂等 燃料、炸药、油漆等 炼油、石油化工、医药、内燃机排气、垃圾处理、铸造等 浙江工业大学硕l ：研究生学位论文 脂肪酸类 烃类 醇类 酚类 酮类 酯类 彳r 机卤素衍生物 石油化- t 、油脂加t 、皮革加工、肥皂、合成洗涤剂、制药、香料 炼油、炼焦、石油化工、化肥、油漆、溶剂、油墨、印刷等 石油化i ：、酿造、石油化工、合成材料、制药、合成洗涤剂等 钢铁厂、焦化厂、染料、合成材料、制药、合成香料等 染料、涂料、油脂化工、合成材料、炼油等 合成纤维、合成树脂、涂料、粘合剂等 合成树脂、合成橡胶、灭火器材等 表1 2 工业生产中排放的v o c s 污染物种类 1 1 2 v o c s 控制技术 有机废气种类多，成分复杂，浓度有时呈无规律的变化，这就给治理带来了 难度。虽然如此，针对有机废气的处理，人们早就开始研究。在1 9 2 5 年欧洲开 发了固定床活性炭吸附装置，1 9 5 8 年日本开始使用该项技术【9 】。该法到目前为 止，已经是一种非常经典、成熟的技术，可用于处理任何浓度的常温有机废气， 但处理低浓度、大气量有机废气时，设备庞大、不经济。到目前为止，应经研究 开发出了一系列卓有成效的控制处理技术。其中，燃烧法使用得更加普遍，如西 德采用直接燃烧法，使用重油、煤气和天然气作为燃料。日本在净化喷漆废气时 偏重活性炭吸附法，在净化烘干废气时偏重于催化燃烧法【1 0 】。 v o c s 控制技术通常分为两大类：破坏性方法和回收性方法；前者包括氧化 2 浙江工业人学硕j j 研究生学位论文 法和牛物法等，后者则主要有吸收法、吸附法、冷凝法等。多种技术的联合运用， 已成为当前v o c s 治理的发展方向之一。目前v o c s 控制技术如图l 一1 所示： ( 1 ) 传统v o c s 处理技术 吸附法是处理低浓度v o c 的有效方法之一，分为物理吸附、化学吸附，它 是通过吸附剂对v o c 进行吸附净化，然后排入大气”1 3 1 。去除率高低与吸附效 果有关，而吸附效果主要取决于吸附剂性质、v o c 种类、浓度和吸附系统的操 作条件( 如温度、湿度、压力) 等因素。目前，常用的吸附剂有颗粒活性炭、活 性碳纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、活性氧化铝、硅胶和高聚物吸附树脂 等。由于活性炭的价格低廉，吸附效果好，因此它是常用的吸附剂15 1 。b r u c e h e n s h e ld 【1 6 1 等研究表明活性炭对v o c 浓度1 0 0 m g m 3 左右的有较好的净化效果， 使用周期在1 0 0 0 h 以上。吸附适宜于低浓度有机废气【1 7 】。当废气中有其他杂质 时，吸附剂易失效，从而限制吸附法的广范应用，因此，吸附法常与其它净化方 法( 冷凝、催化燃烧等) 联合使用。 吸附法适用于处理中低浓度v o c 废气。在影响v o c 吸附诸多因素中，决 定性影响因素是吸附剂。在一般情况下，吸附剂有以下特点： 吸附剂的吸附容量随v o c 的分子量、极性和环化程度的增加而增加； 温度越高，吸附剂的吸附容量越小，所以吸附系统的操作温度不超过3 8 ： 低蒸汽压的v o c 比高蒸汽压的更容易吸附； 相对湿度对吸附容量也有相当大的影响，气流的相对湿度应不超过5 0 。 该法净化效率高，对低浓度的v o c 处理效率可以达到9 0 ，可回收有用成 3 浙江工业人学硕 研究生学位论文 分。但设备一般比较庞大，吸附剂需要定时更换，费用相对较高。 吸收法是利用v o c s 溶解度的不同来分离气态污染物的方法【1 2 1 3 1 。吸收法净 化气态污染物，是利用适当的吸收剂，从废气中选择性地去除气态污染物以消除 污染。这种方法设备简单、一次性投资费用低，广泛应用于可溶性气态污染控制 中。吸收净化的主要缺点是需对吸收后的液体进行处理，设备易受腐蚀。文献报 道，v o c s 初始浓度为5 0p p m 时，洗涤吸收率可达9 8 以上；v o c s 初始浓度 为3 0 0p p m 时，只要v o c s 在洗涤吸收剂中的溶解度大，洗涤吸收率仍可达 9 0 【1 8 19 1 。吸收装置种类较多，有喷淋塔、填充塔、洗涤器、筛板塔等，常用 的设备是填料塔。 吸收法广泛应用于中低浓度的硫化氢、氨气等恶臭物质处理。这种方法可以 更具实际需要选用适当的吸收剂如水、酸、碱、有机物油等场合，现在已经称为 控制工业废气中气态污染物的重要技术之一。针对橡胶恶臭气体低浓度、大气量 等特点。造成恶臭的主要污染物为硫化氢、硫醇等特性，采用碱液喷淋吸收可以 除去大部分恶臭气体，同时橡胶恶臭中大分子v o c s 比较多，在常温条件下通过 水的喷淋可以吸收部分v o c s 物质。 目前常用的有机物燃烧法处理可分为直接火焰燃烧和催化燃烧盼1 3 。2 0 】。直接 燃烧法是在6 0 0 1 0 0 0 温度下使有机物直接燃烧，主要用于高浓度v o c s 废气 的处理；多数情况下，有机物浓度较低，不足以直接燃烧。 催化燃烧法是利用催化荆使有害气体在更低的温度下( 3 0 0 4 5 0 ) 加快有 机物氧化分解，从而节省燃料；适宜于处理流量大、污染物浓度低的废气，而且 具有效率高、压降小、所需设备体积小，分解产物为无毒的二氧化碳和水，一般 不产生氮氧化物【2 。缺点是：催化剂价格较高，且要求废气中不得含有导致催 化剂失活的成分。 冷凝法是指降低饱和v o c s 气体的温度，使v o c s 冷凝后从气体中分离出来。 主要是用来回收v o c 中有价值成分、资源在利用。冷凝法对沸点在6 0 的 v o c s ，去除率在8 0 - 9 0 之间。冷凝法往往与吸附、燃烧和其它净化手段联合 使用，以回收有价值产品。 膜分离法冷基本原理，是基于气体中各组分透过膜的速度不同，而每种组分 透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性以及与膜两边的气体分压有关。膜分离 4 浙江工业大学硕士研究生学位论文 法净化有机废气是根据有机蒸汽和空气透过膜的能力不同将两者分开的。常用膜 分离工艺有：蒸汽渗透、气体膜分离和膜基吸收法【2 2 1 。膜分离技术用于气体净 化的优点是，投资费用低、分离因子大、分离效果好( 即净化效果好) ，而且膜 法净化操作简单、控制方便、操作弹性大。 ( 2 ) 新型v o c s 处理技术 生物法是有机废气与微生物接触，利用微生物的新陈代谢活动，将其转化为 c 0 2 和h 2 0 ，以及其它小分子无机化合物等。生物处理常用的工艺有生物洗涤法、 生物滴滤法和生物过滤法。目前研究和应用较多的是后两种技术【2 3 1 。 生物法废气净化技术属于目前世界上工业废气净化领域的前沿热点技术，是 针对低浓度( 污染物浓度 9 1 小、中掣设施运行成奉廓和占地【白i 积小 塔 必须处j 坐腹气吸收 0 3 能化+ 化学吸中重度污染；中等投资和町箭：、操作稳定、 饱和液；一次悱投资 9 9 收法 中、人型设施运行成奉处理效率l 矗 较人 幽6 3 臭氧氧化一吸收法联合处埋试验裟雀实物图 4 2 浙江t 业人学硕j ：研究生学位论文 6 5 本章小结 本次试验，分别对臭氧氧化处理装置、化学吸收处理装置以及两者联合处理 装置针对再生胶恶臭气体进行了吸收、处理效果的对比性分析。表明，臭氧氧化 处理装置对恶臭气体的去除率为9 l ，尾气中恶臭含量为1 8 0 ( 无量纲) 仍不 能达到厂界排放标准；化学吸收处理装置对恶臭气体的去除率为8 9 ，尾气中恶 臭含量为2 2 0 ( 无量纲) 也不能达到厂界排放标准；臭氧氧化吸收法联合处理再 生胶恶臭废气的技术对恶臭气体的去除率为9 9 ，尾气中恶臭含量为2 0 ( 无量 纲) 去除效率最理想，也能达到厂界排放标准。因此，臭氧氧化吸收法联合处 理再生胶恶臭废气的技术方法是可行的、有效的。在o 。浓度为2 0m g m 3 、氧化 时| 口j1 2 s 、n a o h 溶液p h 值在9 1 1 之间、化学吸收时间2 3s 的试验条件下， 净化效率可达到9 9 ，这充分体现了o 。氧化和化学吸收的各自优势，可有效去 除炼胶废气中的恶臭物质，达到了预期治理目标，试验结果为企业炼胶车间废气 处理工程实施提供了有效的技术支撑。o 。氧化化学吸收联合处理工艺表现出了 良好的工程应用前景。 浙江t 业大学硕士研究生学位论文 第七章工程应用 7 1 总论 7 1 1 项目由来 杭州朝阳橡胶有限公司位于杭州下沙经济技术开发区内是一家专业生产各 种橡胶轮胎的国有大型生产企业，其首期工程年产1 0 万吨混炼胶生产线己 于1 9 9 6 年5 月建成投产。 橡胶轮胎生产过程中，硫化、炼胶等工序均产生工艺废气。污染因子为工业 粉尘、恶臭污染物。虽然污染强度不大，但废气排放量大、污染成分复杂多变， 国内目前尚无有效的治理方法，也无一例实际排放正常运行的治污设备。 炼胶车间多年生产实践表明，炼胶废气通过除尘后高空排放，虽然有效扩散 了生产废气中的污染成分，但在常规大气扩散条件下，废气中恶臭成分仍对周围 环境、厂区环境造成一定的污染，扰民现象难以避免。 随着下沙经济技术歹1 ：发区的f 1 益发展壮大，多年前厂区周边的空旷地块现已 足工厂、居民和学校集聚区，人口密度较大。因此，企业的工艺废气应作有效处 理后采用有组织高空排放。 根据杭州经济技术开发区环境保护局杭经开环 2 0 0 6 5 4 号文件和杭州经济 技术开发区环境保护局杭经开环整改 2 0 0 7 0 1 号、0 5 号文件的指示精神，杭州 朝阳橡胶有限公司和当地环保行政主管部门对该生产废气的污染问题非常重视， 拟规划建设炼胶、硫化工艺废气治理工程，努力实现经济发展与环境保护相协调。 7 1 2 再生胶废气治理的可行性 杭州朝阳橡胶有限公司拟对硫化废气、炼胶废气实施治理。受该公司环保相 关负责人的委托，杭州市环境保护有限公司针对橡胶轮胎生产废气治理项目进行 方案设计。在对硫化车间一条生产线为试验研究对象的试验结果较理想的基础 上，及对实施项目监测的污染因子排放数据的总结和分析，并结合中试试验结果 及专家组评审意见。考虑到现有硫化车间碳黑粉尘较多的现状，在试验处理工艺 的i j 端又设置了一级布袋除尘设备，其主要功能是将炼胶过程中投加的碳黑原料 粉尘除去，但对气体中的恶臭、烃类等有害物质没有去除的功能，布袋除尘的配 套引风机设计参数如下： 浙江工业大学硕十研究生学位论文 型号： 4 7 2 n 0 6 c 风量：q = 1 4 0 0 0m 3 h 功率： p = 1 5k w 风压： 2 5 5 0p a 在参照试验所得，从经济、实效的角度，根据试验的优缺点进行了修改并制 定出了本设计方案，供环境保护行政主管部门和建设单位参考、决定。 7 2 再生胶恶臭气体处理设计规模、依据和目标 7 2 1 设计规模 根据朝阳橡胶有限公司车间废气具体情况，设计的废气处理项目主要处理硫 化、炼胶车间炼胶过程中产生的炼胶废气，工程废气两套合并总处理量为 2 8 0 0 0 m 3 h 7 2 2 设计依据 1 ) 中华人民共和国大气污染防治法； 2 )浙江省大气污染防治条例 3 ) 大气污染物综合排放标准( g b l 6 2 9 7 1 9 9 6 ) 4 ) 恶臭污染物排放标准( 1 4 5 5 4 9 3 ) 5 )浙环监 2 0 0 8 监字第0 1 4 号监测报告 6 )杭州经济技术开发区环境保护局杭经丌环 2 0 0 6 5 4 号文件 7 )杭州经济技术开发区环境保护局杭经丌环整改 2 0 0 7 0 1 、0 5 号文件 8 )其它环保法律法规 9 )建设单位提供的相关资料 7 2 3 设计目标 按照环境保护管理的要求，废气经过处理后需达到根据中华人民共和国大 气污染物综合排放标准( g b l 6 2 9 7 1 9 9 6 ) 中的二级标准见表7 1 、表7 2 。 表7 1 大气污染物综合排放标准 废气成分最高允许排放浓度最高允许排放速率排气筒高度 ( m g m 3 )( k g h ) ( m ) s 0 25 5 02 6 015 氯化物9 00 10 15 4 s 浙江工业大学硕十研究生学位论文 碳黑尘 18 o 5 1 15 1 卜甲烷总烃 12 01015 表7 2 恶臭污染物排放标准值 废气成分最高允许排放浓量排气筒高度 ( k g h ) ( m ) h 2 s0 3 315 臭气浓度 2 0 0 0 ( 稀释浓度) 15 7 3 再生胶废气主要污染成分分析 7 3 1 主要污染成分 根据生产工艺、生产特点及相关文献资料，分析再生胶废气中可能存在的 污染成分。由于生产中投加不同种类的促进剂、防老剂等助剂成分，热处理后导 致废气组分复杂多变，但大致可分成以下5 类： 1 、 含硫的化合物：h ：s 、s 0 。、硫醇类、硫醚类； 2 、 粉尘类：碳黑； 3 、 蛋白质热分解物：如酰胺、吲哚类； 4 、 烃类：如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃； 5 、 含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。 污染成分中除h ：s 、s 0 ：、碳黑粉尘等无机物外，绝大多数有机成分构成了废 气的恶臭性质。 根据2 0 0 8 年5 月1 0 日浙江省环境监测中心站对杭州朝阳橡胶有限公司排 放口分支( 抽到中试设备去的部分) 的检测结果表明：抽到中试管道中去的臭气 浓度约为2 2 9 卜1 7 3 8 。 7 3 2 各污染物的物化性质 ( 1 ) 硫化氢 分子式为h 2 s ，无色气体。有恶臭和毒性。溶于水、乙醇、甘油。溶于水 后成氢硫酸。化学性质不稳定，在空气中容易燃烧。能使银、铜等制品表面发黑。 与许多会属离子作用，生成不溶于水或酸的硫化物沉淀。用于分离和鉴定金属离 子、精制盐酸和硫酸以及制元素硫等。 浙江工业大学硕卜研究生学位论文 硫化氢的一些物化性质为： 密度为1 5 3 9 相对密度为1 1 9 0 6 熔点为一8 2 9 0 c 沸点为一6 1 8o c 蒸汽压1 3 4 2 6 ( 2 0 ) 气相密度1 1 9 ( 空气为1 ) 臭味阀值0 0 5 p p m 水中溶解度4 9 i d k a7 0 4 ( 2 ) 二氧化硫 又名亚硫酸酐，无色气体、有刺激性气味。在常温下加压至0 4 兆帕即能 液化成无色液体。溶于水而部分变成亚硫酸。 二氧化硫的一些物化性质为： 密度2 9 2 7 液体的相对密度1 4 3 4 ( 0 ) 熔点一7 6 1 沸点为一1 0 ( 3 ) 硫醇 氢硫基与脂肪烃基相连接的有机化合物通式是r s h 例如甲硫醇和乙硫醇。 碳数较低的是气体，碳数较高的是液体。与醇不同，有强烈的气味和弱酸性。能 被氧化磺酸，和碱作用生成硫醇化物。 甲硫醇( c h 。s h ) 的一些物化性质为： 分子量4 8 11 溶点一1 2 30 c 沸点5 9o c 气相密度1 6 6 ( 空气为1 ) 臭味阀值0 0 0 2 1 p p m 水中溶解度2 4 9 1 0 0 m l d k a1 0 5 4 浙江t 业人学硕上研究生学位论文 ( 4 ) 硫醚 两个一价烃基同时与一个硫原子相连接的化合物。通式是r s r 或r s r ， 例如：二甲硫醚。低碳数的是不溶于水的液体。一般易被氧化成亚砜和砜。 二甲硫醚( c ：h 6 s ) 的一些物化性质为： 分子量6 2 1 3 溶点一9 8o c 沸点3 6 2o c 气相密度2 1 4 ( 空气为1 ) 臭味阀值o 0 6 3 p p m 水中溶解度6 9 l ( 5 ) 碳黑粉尘 高浓度粉尘严重影响人体健康，可能导致尘肺矽肺等严重疾病，同时对环境 生态等都有影响。影响的程度主要取决于总尘量、粉尘的粒径、物理化学性质， 以及排放源周围环境。 对健康的影响主要有二个方面： 1 ) 粉尘尘粒通过呼吸器官，进入口腔鼻孔。5 u m 以上的尘粒为鼻腔口腔中细 胞黏液所滞，小于5 u m 的微细粉粘直接进入肺泡，若尘粒是水溶性的，则随血液 进入全身血液循环，若水不溶性的，则长期溶解在肺泡上，严重的导致尘肺等疾 病。 2 ) 气溶胶型的尘污染物对眼睛或皮肤有刺激作用。 ( 6 ) 酰胺 羧酸分子中羧基一c o o h 的羟基一o h 被氨基一n h ：置换而成的化合物。例如，甲 酰胺h c o n h ：、苯甲酰胺c 。h 。h c o n h 。等酰胺可以由酰氯、酸酐或酯与氨作用，或 由羧酸的铵盐加热分解而制得。中性物质。水解后生成羧酸和氨或胺。 ( 7 ) 烷烃 分子中碳原子间只有单键结构的烃。碳原子成链状的烷烃称为链烷烃。例如 甲烷、乙烷等，存在于天然气、石油等中，不溶于水。性质较稳定，在适宜条件下 也会发生置换、氧化、水解等反应。 浙江t 业大学硕士研究生学位论文 7 4 处理工艺 根据现有废气的类型与气量我公司确定采用臭氧氧化法与化学吸收法相结 合的治理方法。 l 再生胶恶臭气体 l 布袋除尘器 i氧化蜃应塔 一一 进水 图7 1 臭氧氧化法与化学吸收法联合处理再生胶恶臭气体工艺流程 废气直接采用工程用风机4 7 2 n 0 8 c ( 风量2 8 0 0 0 n m ，风压310 0 p a ) 收集 硫化、炼胶车间的三条生产流水线的工业污染废气。距离该生产流水线的正上方 安装低伞形吸风罩，为防止低伞形吸风罩周边系统吸力不够导致部分恶臭气体扩 散到车间内部污染工作环境，本设计将低伞形吸风罩周边安装上挂帘既可以阻挡 气流扩散也可以方便