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文档简介
1、陕陕陕陕西西西西穆穆穆穆堂堂堂堂香香香香调调调调味味味味食食食食品品品品有有有有限限限限公公公公司司司司废废废废气气气气处处处处理理理理工工工工程程程程设设设设计计计计方方方方案案案案陕西诚至成环保工程有限公司2017 年 8 月第 0 页目目 录录1、前言、前言.21.1、技术服务单位简介.21.2 企业概况.21.2、设计依据.31.3、设计原则.31.4、编制采用的主要规范、标准和资料.31.4.1设计采用的标准及规范.31.4.2施工规范和标准.52、废气处理工艺介绍、废气处理工艺介绍.62.1、异味恶臭气体的来源及危害.62.2、有机废气处理方法概述.62.3、有机废气处理方法对比表
2、.83、异味废气及处理工艺介绍、异味废气及处理工艺介绍.123.1、进气及排放标准.123.1.1进气标准.123.1.2排放标准.123.2、工艺流程.123.3、装置组成.143.3.1、丝网过滤器.143.3.2、高效UV光解设备说明.153.3.3、催化氧化床.173.3.4、引风机.183.4、系统特点.183.5、主要设备清单.194、平面布置、平面布置.215、环境保护、环境保护.215.1 工程环保概况及污染防治对策.215.2 固体废弃物与废水的产生情况及防治对策.216、运行费用分析、运行费用分析.217、售后服务承诺、售后服务承诺.238、劳动保护、安全、劳动保护、安全.
3、249、工程质量保证、工程质量保证.25第 1 页1、前言前言1.1、技术服务单位简介、技术服务单位简介陕西诚至成环保工程有限公司是一家专业从事于恶臭异味废气处理的环保企业,公司集研发设计、生产制作于一体;公司专业生产逆流式雾化喷淋塔、深度催化氧化反应床、活性炭吸附设备、等离子体设备、高效 UV 光解设备等一系列异味处理装置。公司拥有精良的生产设备,丰富的异味治理经验,可根据不同客户的需求提供项目设计和技术支持,保证异味治理达标排放。高效 UV 光解技术的应用,为工业VOCs、恶臭异味净化提供了有效途径和技术依据,颠覆了传统工艺。同时,结合其他废气处理技术,开发废气治理新工艺 20 余种,发展
4、成为具有研发与设计、项目咨询、生产与销售、工程总承包为一体的现代化高新技术企业。1.2 企业概况企业概况陕西穆堂香调味食品有限公司坐落于历史文化古都西安,北临渭河,地处草滩生态产业园。穆堂香调味食品有限公司是集调味品生产、研发、销售为一体的现代化企业。公司于 2002 年正式启动研发“穆堂香、人人乐”调味品系列,现今已有五大调味品系列 200 多个产品。公司拥有自主品牌“穆堂香”、“人人乐”及专利 30 余项。 公司专业的研发和生产团队保证了“穆堂香、人人乐”调味品卓越的品质,使“穆堂香、人人乐”调味品质量在同行业遥遥领先。2002 年“穆堂香、人人乐”调味品在西北同行业首家通过ISO:900
5、1:2000 国际质量体系认证,产品同时荣获中国食品文化博览会金奖,被授予“陕西省安全质量产品”、“3.15”信得过企业。穆堂香公司始终坚持以卓越的产品质量,周到的售后服务为营销思路,使得“穆堂香、人人乐”品牌逐渐深入人心。公司拥有高素质的专业营销团队,销售网络遍布全国24 个省市自治区,部分产品远销台湾及东南亚国家。我公司受陕西穆堂香调味食品有限公司的委托,对其生产鸡精和火锅料产品过程中有机废气治理进行初步方案设计。本次设计依据业主提供的相关基础资料、原辅材料的种类和用量、生产工作时间、现场安装场地尺寸、国家相关行业控制标准和我公司在废气处理中积累的设计经验完成。方案中详细的阐述了废气处理所
6、采用的工艺、主要设备及装置、系统运行费用、第 2 页维护和管理等。1.2、设计依据、设计依据(1) 中华人民共和国环境保护法相关法律、法规;(2) 中华人民共和国大气污染物防治法(3) 大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)(4) 钢结构焊接规范(GB50661-2011)(5) 低压配电设计规范(GB50054-95)(6) 机械设备安装工程施工及验收规范(GB50231-98)(7) 电气装置安装工程电气设备交接试验标准(GB50150-2006)(8)建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)(9)工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范(HGJ229-1991)(10)
7、大气污染治理工程技术导则(HJ2000-2010)(11) 工业企业厂界环境噪声排放标准(GB12348-2008)(12) 工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)(13) 其它国家、地方、行业相关的技术规范、标准。1.3、设计原则、设计原则贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的相关法规、政策、规范和标准; 根据本工程实际情况,选用适合本工程特点、技术先进、经济合理的处理工艺技术,安全可靠的工艺路线和设计参数,为工程项目的尽早实施,为废气处理设施的建设和运行创造良好的环境操作简便,运行平稳,安全可靠;合理的布置,投资低,运行费用低;最可靠的治理工艺,最低的维护费用;废气处理效果显著,处
8、理后实现达标排放。第 3 页1.4、编制采用的主要规范、标准和资料、编制采用的主要规范、标准和资料1.4.1 设计采用的标准及规范设计采用的标准及规范本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范:1)环境保护档案管理规范 建设项目环境保护管理(HJ/T 8.3-1994)2)建设项目环境保护管理条例(1998 年 11 月 29 日国务院令)3)地表水环境质量标准(GB3838-2002)4)工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)5)工业企业厂界环境噪声排放标准(GB 12348-2008)6)大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)7)恶臭污染物排放标准(GB14554-93)8
9、)环境空气质量标准(GB3095-2012)9)建筑设计防火规范(GB50016-2006)10)建筑结构荷载规范(2006 版)(GB50009-2001)11)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-1992)12)社会生活环境噪声排放(GB22337-2008)13)污水排入合流管道的水质标准(附条文说明)(DBJ 08-19904-1998)14)污水排入城市下水道水质标准(CJ 3082-1999)15)化工建设项目环境保护设计规定(HJ/T20667-2005)16)城市环境卫生专用设备(CJ/T16-1999)17)爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分:通用要求(G
10、B3836.1-2000)18)爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分:隔爆型(GB3836.2-2000)19)爆炸性气体环境用电气设备 第 13 部分:爆炸性气体环境用电气设备的检修(GB3836.13-1997)20)爆炸性气体环境用电气设备 第 15 部分:危险场所电气安装(煤矿除外)(GB3836.15-2000)21)爆炸性气体环境用电气设备 第 16 部分:电气装置的检查和维护(煤矿除外)(GB3836.16-2006)22)低压配电设计规范(GB50054-1995)第 4 页23)国家电气设计安全技术规范(GB19517-2004)24)系统接地的型式及安全技术要求(GB50
11、054-1995)25)外壳防护等级(IP 代码)(GB4208-2008)26)低压电力线路和电子设备系统的雷电过电压绝缘配合(GB/T216972008)1.4.2 施工规范和标准施工规范和标准本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范:1)钢筋混凝土工程施工操作规程(YSJ403-1989)2)地下防水工程质量及验收规范(GB50208-2002)3)钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)4)工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008)5)工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范(HGJ229-1991)6)防腐蚀工程施工操作规程(YSJ411-1989)7)地基与基础工程施工操
12、作规程(YSJ402-1989)8)厂区吊装作业安全规程(HG23015-1999)9)大型设备吊装安全规程(SY6279-2008)10)特种结构工程施工操作规程(YSJ405-1989)11)砌筑工程施工操作规程(YSJ406-1989)优先采用中华人民共和国的规范。第 5 页2、废气处理工艺介绍、废气处理工艺介绍2.1、异味恶臭气体的来源及危害、异味恶臭气体的来源及危害异味是大气、水、土壤、固体废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起的不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。异味物质的种类很多,迄今为止,凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有 4000 多种
13、,但通常大致分为三类:含硫的化合物,如硫化氢、硫醇类、二甲基硫、硫醚类及含硫的杂环化合物等;含氮的化合物,如氨、胺类、腈类、硝基化合物及含氮杂环化合物等;碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)。其中对人体影响较大的八大恶臭物质是:硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。而我们通常所指的恶臭气体,是指在空气中扩散带有恶臭的气体,简称臭气。恶臭气体的来源分布广泛,主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂、以及公厕、粪便转运站等场所。污水中的蛋白质、脂肪、碳水化合物的厌
14、氧、好氧过程的产物或不完全产物而产生恶臭物质,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、吲哚(C8H5-NHCH3)、三甲胺(CH3)3N、甲硫醇类 CH3SH、二甲二硫(CH3SSCH3)、甲硫醚 CH3SCH3)、乙醛、低级醇、脂肪酸等,这些物质散发到空气中不仅使人感到不快、恶心、头疼、食欲不振、妨碍睡眠、嗅觉失调、情绪不振、爱发脾气以及诱发哮喘等,甚至会引起急性疾病。为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患,恶臭源的控制已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。本项目产生的臭味主要是生产鸡精、火锅料过程中产生的异味。2.2、有机废气处理方法概述、有机废气处理方法概述有机废气的处理方法种类繁多,
15、特点各异,常用的有吸附法、水喷淋法、冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、等离子法、光催化法、生物法等。(1)吸附法)吸附法a、直接吸附法第 6 页有机气体直接通过活性炭,可达到 95%的净化率,设备简单、投资小、操作方便,但需经常更换活性炭,用于浓度低、风量小、污染物不需回收的场合。废活性炭需作为危废处置。b、吸附浓缩+催化燃烧工艺有机气体经活性炭吸附,活性炭饱和后用热空气进行脱附再生。经脱附的高浓度有机废气深度可通过催化燃烧法将高浓度废气进行深度催化氧化成对环境无害的二氧化碳及水。(2)水喷淋法)水喷淋法水喷淋工艺在大气污染处理上有着广泛的应用,在喷涂工序中也得到使用,例如水帘柜就是一例,其原理
16、是通过将水喷洒废气,将废气中的水溶性或大颗粒成分沉降下来,达到污染物与洁净气体分离的目的。其优点是水资源易得,同时经过过滤、沉淀后可回用,最大限度降低水资源的浪费,水喷淋在处理大颗粒成分上有着相当高的效率,常作为废气处理的预处理。(3) 冷凝回收法冷凝回收法将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大,因此无特殊需要,一般不采用此法。(4)吸收法)吸收法可分为化学吸收和物理吸收,但有机类废气化学活性低,一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂,它与被吸收组分有较高的亲和力,吸收饱
17、和后经加热解析冷却后重新使用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气。装置复杂、投资大,吸收液的选用比较困难,存在二次污染。(5)直接燃烧法)直接燃烧法利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700800),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高。(6)催化燃烧法)催化燃烧法将高浓度废气或通过吸附浓缩后的高浓度废气加热到 260300经过催化床燃烧,达到净化目的。该法能耗低、净化率高、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于高温高浓度的有机废气治理,不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。第 7 页(7)生物法)生物法生物法处理有机
18、废气主要利用微生物将气体中的有机污染物降解或转化为无害或低害类物质的过程。与其它物理化学方法相比,用生物法处理废气投资少,运行费用低,污染物不会被转移到其它地方,不产生二次污染。适合处理中、小流量的废气。缺点是占地较大。(8) 等离子法等离子法低温等离子体技术处理污染物的原理为:在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质,从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在 10ev ,适当控制反应条件可以实现一般情况下
19、难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势的高新技术,等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注。(9)光催化氧化法)光催化氧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。当半导体光催化剂纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后,电子从价带跃迁到导带,产生了电子-空穴对,电子具有还原性,空穴具有氧化性,空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的-OH 反应生成氧化性很高的OH,活泼的OH 可以把许多难降解的有机物氧化为 CO2和 H2O 等无机物。该技术适合处理中低浓度的废气。2.3、有机废气处理方法对比表、有机废气处理方法对比表常用
20、脱臭处理技术的特点及适用范围比较表 2-1 几种脱臭技术的适用范围及优缺点脱臭方法脱臭原理适用范围优点缺点掩蔽法采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收适用于需立即地、暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合,无组织排放源可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低恶臭成分并没有被去除稀释扩散法将有臭味地气体通过烟囱排至大气,或用无臭空气适用于处理中、低浓度的有组织排放费用低设备简单易受气象条件限制,恶臭物质依然存在第 8 页脱臭方法脱臭原理适用范围优点缺点稀释,降低恶臭物质浓度以减少臭味的恶臭气体热力燃烧法催化燃烧法在高温下恶臭物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧适用于处理高浓度、小气量的
21、可燃性气体净化效率高,恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染水吸收法利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的水溶性、有组织排放源的恶臭气体工艺简单,管理方便,设备运转费用低产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对硫醇处理效果差药液吸收法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分,工艺较成熟净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭
22、气体净化效率很高,可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量生物滤池式脱臭法恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤塔,恶臭气体由气相转移至水微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解目前研究最多,工艺最成熟,在实际中也最常用的生物脱臭方法。又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。处理费用低占地面积大,填料需定期更换,脱臭过程不易控制,运行一段时间后容易出现问题,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大难度。生物滴滤池式原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料
23、等不能提供营养物的惰性材料。只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混和微生物群池内微生物数量大,能承受比生物滤池大的污染负荷,惰性滤料可以需不断投加营养物质,而且操作复杂,使得其应用受到限制第 9 页脱臭方法脱臭原理适用范围优点缺点同时消耗滤料有机质的情况不用更换,造成压力损失小。洗涤式活性污泥脱臭法将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触,使之在吸收器中从臭气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质有较大的适用范围可以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积小设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质三相多介质深度氧化
24、工艺当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触,并在多介质催化剂的催化作用下,恶臭气体中的污染因子被充分分解。适用范围广,尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。占地小,投资低,运行成本低;管理方便,即开即用;耐冲击负荷,不易污染物浓度及温度变化影响。需消耗一定量的药剂低温等离子体技术介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,最终转化为 CO2和 H2O 等物质。适用范围广,净化效率高,尤其适用于
25、其它方法难以处理的多组分恶臭气体,如化工、医药等行业。电子能量高,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用;运行费用低;无二次污染一次性投资高。光催化氧化技术(UV光解)在波长范围 184.9 和254nm 高能紫外线的作用下,一方面空气中的氧气被裂解,然后组合产生臭具有净化效率高,实用范围广,运行成本低。投资低、电耗低、操作简单、占地面积小。使用寿命有一定的局限性第 10 页脱臭方法脱臭原理适用范围优点缺点氧;另一方面将恶臭气体的化学键断裂,使之形成游离态的原子或基团第 11 页3、异味废气及处理工艺介绍、异味废气及处理工艺介绍3.1、进气及排放标准、进气及排放标准3.1.1 进气标准进气标准工程设
26、计进气标准:烘干工段:废气温度60,TVOCs200mg/m3,颗粒物120mg/m3,臭气浓度20000(无量纲)。3.1.2 排放标准排放标准废气经处理后达到恶臭污染物排放标准(GB14554-93)及大气污染物排放标准(GB16297-96)中规定的排放标准(按 15 m 烟筒)。表 3-1 工程设计排放标准序号序号污染物污染物排气筒高度排气筒高度排放量排放量1臭味浓度(无量纲)15 m20003.2、工艺流程、工艺流程一、烘干废气:一、烘干废气:(1)鸡精生产工艺)鸡精生产工艺:(2)废气工况分析)废气工况分析根据业主提供的有关资料及我方现场实地勘察观摩之工况,鸡精烘干工段产生的废气中
27、有机气体浓度较低,但异味明显,属于低浓度高恶臭类废气。依据上文所介绍的生产工艺流程及我方所做项目经验分析:1、废气中污染物成份复杂,属于多组分VOC 类,包含多种有机酸、酮类、醚类、醇类、有机胺类等;2、废气有总有机物含第 12 页量比较低;3、废气带有明显恶臭异味;结合我公司在恶臭废气处理项目上的经验,以及以上对其恶臭废气组分分析,本设计主要处理烘干段废气,废气温度约 60,设计采用“丝网过滤+高效 UV 光解设备深度催化氧化反应床”为核心的处理工艺,根据现有风机的风量以及现场勘查的情况,该废气处理系统设计风量为 35000m3/h;设计处理工艺流程如下:图图 1 烘干废气处理工艺流程图烘干
28、废气处理工艺流程图工艺简介:工艺简介:(1)废气经收集后首先经过丝网过滤器,废气中的液态水及细粉尘得到去除,为后续高效 UV 光解设备处理提供优越前提条件。(2)随后废气经过高效 UV 光解设备,利用高能 UV 紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。UVO2O-+O(活性氧)O+O2O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对有机气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。有机性气体利用排风设备输入到本净化设备后,运用高能紫外线光束及臭氧对有机(异味)气体进行协同分解氧化反应,破坏有机污染物的分子链结构,使有机气
29、体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。(3)然后废气进入深度催化氧化反应床,在催化氧化床内部利用特制填料表面及内部孔隙结构增加废气与附属产物的接触时间,利用附属产物臭氧、自由基等具有强氧化性的组分对废气分子碎片进一步发生氧化还原反应,既保证臭气的去除率,消除高空排放高空排放 高效高效 UV 光光解设备解设备 引风引风机机丝网过滤丝网过滤器器 烟烟囱囱废气收集废气收集深度催化氧化反深度催化氧化反应床应床第 13 页臭氧的味道,又保证分子碎片分解后,释放出填料的吸附点位,延长吸附材料使用寿命。(4)最终经过处理后的废气通过烟囱达标排放。二、车间废
30、气:二、车间废气:根据业主提供的有关资料,结合我公司在恶臭废气处理的经验以及专家的现场勘查,经过对其恶臭废气进行分析,车间废气浓度较低,设计采用“丝网过滤+高效 UV 光解设备”为核心的处理工艺,该废气处理系统设计风量为 35000m3/h。图图 2 车间废气处理工艺流程图车间废气处理工艺流程图工艺简介:工艺简介:(1)废气经收集后首先经过丝网过滤器,废气中的液态水及细粉尘得到去除,为后续处理提供优越条件。(2)随后废气经过高效 UV 光解设备,废气中的异味分子成分,在高能紫外线照射下废气中的污染物发生作用,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。(3)
31、最终经过处理后的废气通过烟囱达标排放。3.3、装置组成装置组成3.3.1、丝网、丝网过滤器过滤器丝网过滤器主要有外壳、骨架、文丘里分配器、丝网及支撑件、导流件等部件组高空排放高空排放 高效高效 UV 光光解设备解设备 引风引风机机丝网过滤丝网过滤器器 烟烟囱囱废气收集废气收集第 14 页成。丝网过滤器的主要原理:当含有微小液滴及粉尘的气体以一定速度流经过滤器时,由于气体的惯性撞击作用,小液滴及粉尘与丝网相碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从丝网表面上被分离下来。丝网可使气流方向反复变化,这种多折结构增加了液滴及粉尘被捕集的机会,未被除去的液滴及粉
32、尘在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集,这样反复作用,从而大大提高了除水效率。3.3.2、高效高效 UV 光解设备说明光解设备说明3.3.2.1、光催化技术原理、光催化技术原理光催化技术是利用光触媒在外界可见光的作用下发生催化作用。光触媒 PHOTOCATALYST 是光 Photo=Light + 触媒(催化剂)catalyst 的合成词。光触媒是一种在光的照射下,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量,来产生催化作用,使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质,不仅能加速反
33、应,亦能运用自然界的定侓,不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的光合作用,吸收二氧化碳,利用光能转化为氧气及有机物。半导体光催化剂大多是 n 型半导体材料(当前以为 TiO2 使用最广泛)都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带和导带之间存在一个禁带。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终
34、产物 CO2和 H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。光催化作用原光催化作用原理图理图第 15 页由于光催化的氧化作用主要在催化剂表面进行,为此,我司对传统的光催化技术进行改进升级,自主研发了光催化双波段高效氧化技术。在第一波段,紫外灯管波长选用 185nm,该波长的紫外光能量高,光束照射废气后,可裂解废气分子的化学键,将部分长链物质打断为短链分子,从而使废气大部分生成二氧化碳和水。以硫化氢、甲硫醇为例:同时,该波长的高能紫外线光束,使空气中产生大量的自由电子,这些电子大部分能被氧气所获得,形成负氧离子(O3),负氧离子不稳定,很容易失去一个电子而第 16 页变成活性氧(臭氧),臭氧是高级氧化
35、剂,既可以氧化分解有机物和无机物,对主要臭气硫化氢、氨气、甲硫醇和烃类化合物等,都可以与臭氧发生反应,在臭氧的作用下,这些恶臭气体由大分子物质被分解为小分子物质,直至矿化。臭氧产生过程如下式所示:经过第一波段处理的废气进入第二波段,该波段采用 254nm 波长的紫外灯管,经过紫外光照射在纳米 TiO2 催化剂上,纳米 TiO2催化剂吸收光能发生电子跃进和空穴跃进,经过进一步的联系发生电子-空穴对,与废气外表吸附的水份(H2O)和氧气(O2)反响生成氧化性很活波的羟/基自由基(OH)和超氧离子自由基(O2-、O-),进一步氧化分解废气。UV+H2OOHTiO2OH (羟基自由基)是最具活性的氧化
36、剂之一,氧化能力明显高于普通氧化剂,与恶臭气体反应,矿化程度更高。几种氧化剂的氧化电位比较见下表:氧化剂反应氧化电位/VOHOH+H+e-H2O3.06O3O3+2H+2e-O2+H2O2.07H2O2H2O2+2H+2e-2H2O1.77HClOHClO+H+2e-Cl-+H2O1.63Cl2Cl2+2e-2Cl-1.36此外,在第一波段残余的臭氧也会被光催化产生的OH 分解而产生 O,产生协同分解氧化反应,可以再次提高废气去降效率,也解决了臭氧二次污染问题。(1)恶臭物质能否被裂解,取决于其化学键键能是否比所提供的 UV 光子的能量要低。(2)裂解反应的时间极短(0.01s),氧化反应(见
37、反应)的时间需 2-3s。(3)提供的 UV 光子总功率不够或者含氧量不足,会因为裂解或氧化不完全而生成一些中间副产物,从而影响净化效率。对于高浓度大分子的有机恶臭物质体现得较为明显。(4)UV 光解净化的长期稳定、高效,需要反应温度80,粉尘量100mg/m3,第 17 页相对湿度99%。(5)废气物质中若某种特殊化学元素的含有量过高(如 Cl、F 等),也会导致强化剂臭氧的生成量大大降低,最终影响总体的净化效果。3.3.3、催化氧化床、催化氧化床该设备内部装填载有催化剂的特制填料。臭氧、羟基自由基、分子碎片等首先被吸附于填料表面及内部孔隙结构中,在填料上载有的催化剂催化作用下进一步反应,污
38、染物分子碎片被进一步降解为 CO2、H2O 等无污染物质。催化氧化床主要作用过程为“吸附催化氧化反应再吸附”:废气经高效 UV 光解设备氧化作用后,被分解为小分子碎片,与附属产物臭氧、活性氧、羟基自由基等活性基团一起进入催化氧化床,很快被多孔结构的填料吸附于其表面及内部孔隙中;之后,在填料表面的催化剂作用下,小分子污染物与臭氧、活性氧、羟基自由基等活性基团发生反应,被进一步氧化分解为 CO2、H2O 等无污染物质,填料表面空间得到释放,能够继续吸附污染物质。该设备结构紧凑,易于配套使用,日常维护操作少,填料使用寿命长,更换简单。3.3.4、引风机、引风机本系统设计的思想为全负压操作,可有效防止
39、风管、风阀及设备的泄漏,因此引风机装在烟囱的前面。引风机的进风口装有可调节风阀,供调节风量、风机维护使用。引风机设置要求:引风机设置要求:吸风机为侧吸式离心通风机,卧式安装,与电机置于同一机座。壳体和叶轮材料采用玻璃钢。风压在最大抽气量的条件下,具有高于系统压力损失 15%的余量。轴与壳体贯通处无气体泄漏。噪音(包括电动机在内)80dB(A),加消声罩后噪音(包括电动机在内)65dB(A)。叶轮动平衡精度不低于 G6.3 级,且能 24 小时连续运转。设有防振垫、隔振效率80%。在快速运转条件下,气体流量可调,调节范围可由 100%降至 70%。第 18 页3.4、系统特点、系统特点(1)处理
40、效率高:在任何季节、任何气候条件下都能满足废气异味处理要求,除臭装置为物理、化学处理方式多级组合运行稳定,抗冲击负荷能力强,处理效率可以达到 90以上,最终达标排放。(2)技术先进:我司自主研发了光催化双波段高效氧化技术,并利用光催化技术的协同作用,开发出高效UV光解设备,技术水平处于国内领先,在多个同类项目中获得成功应用。采用先进的协同氧化技术,处理效率高,比单一技术处理效率提高30%;(3)寿命长:我公司使用的发生灯管是引进国内外专业生产紫外灯管生产商的生产技术,真空紫外灯在0-80C的环境下都可以正常工作,电极使用寿命长,灯管透光率高,能够最大限度的为企业减少成本和维修时间。(4)工艺运
41、行完全自动,无须人工操作,设备维护量小。(5)设备占地面积小:自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件。(6)反应模组采用模块化设计,设备制造加工标准化,主体采用拼装结构,风管采用法兰联接,维护方便(7)无需添加任何物质:高效 UV 光解废气处理设备是一种干法净化过程,是一种全新的净化过程,不需任何添加剂,不产生废水、废渣,不会导致二次污染。3.5、主要设备清单、主要设备清单表表 3-2 烘干废气设备及材料投资一览表烘干废气设备及材料投资一览表序号名称型号规格数量单位价格价格(万元)(万元)备注处理风量:30000-35000m3/h设备尺寸:约 2.01.51.5m重量:约 0.55T材质
42、:碳钢防腐1过滤器5cm 玻纤棉过滤1台处理风量:30000-35000m3/h设备尺寸:约 1.82.42.4m 或约 2.61.22.4m(可根据现场调整)重量:约 0.8T2高效 UV 光解反应器功率 18kw1台第 19 页外壳:碳钢防腐特制 C 波 UV254nm、185nm 波段紫外灯管数量 120 根处理风量:35000m3/h设备尺寸:约 3.21.62.1m重量:约 2.1T外壳:碳钢防腐3催化氧化床高效催化填料1台管道(含 5m烟囱)DN1000,螺旋镀锌管,1mm13m弯头DN1000,螺旋镀锌,1mm4个4法兰DN1000,螺旋镀锌6片50,碳钢50m5管道支架槽钢 1
43、2#20m6电缆及电缆桥架1宗第 20 页4、平面布置、平面布置本项目拟采用“丝网过滤+高效 UV 光解设备深度催化氧化反应床”对废气净化处理后达标,通过排气筒排放。设备布置遵循如下原则:满足国家有关的防火、防爆、安全等规范、规定的要求;满足工艺流程的需要,避免工艺流程迂回往复;满足交通运输的要求;5、环境保护、环境保护5.1 工程环保概况及污染防治对策工程环保概况及污染防治对策本项目的噪声防治拟采用综合治理的方式,从噪声源的控制、噪声传播途径的两方面进行。在工程设备订货时,向供应商提出设备的噪声限制要求,供应商应采取措施使其达到要求。对于噪声较大的设备采取隔声消音的措施以降低噪声,使系统设备
44、在运行过程中产生较小的噪声,对周围环境和工作人员不会造成影响。5.2 固体废弃物与废水的产生情况及防治对策固体废弃物与废水的产生情况及防治对策本项目产生的固废为更换的活性炭和干式过滤装置更换的过滤材料,本次固体废弃物交有资质单位妥善处置。6、运行费用分析、运行费用分析根据本废气处理设备的选型及以往废气处理工程的实际运行情况,将本废气处理工程运行费用作一大致估算。系统为自动控制,无需专人值守,日常运行费用为电费。6-1 设备运行电费分析序号序号项项 目目单单 位位数数 据据第 21 页1总装机容量kw52.52使用功率kw423电价元/kwh0.74每日耗电量(按每天运行(按每天运行 8h 计)计)kwh/d3365每日电费元/日235.2第 22 页7、售后服务承诺、售后服务承诺(1)我司承诺质量保证期为自系统验收合格之日起计算(质量保证期为12个月)。(2)我方
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