10万喷漆废气设计方案

嘉园环保

喷漆废气治理工程

设计方案

上海嘉园环保科技有限公司

二○○九年七月

地址：上海市普陀区中山北路（中关村科技大厦）2911号1302室邮编：200063 电话：021-******** 传真：021-********

目录

一、公司简介 (1)

二、设计依据与执行标准 (2)

三、治理工艺 (2)

四、工艺流程 (5)

五、主要设计参数的确定及设备选型 (7)

六、电气设计 (8)

七、有机废气净化设施的特点及安全措施 (8)

八、运行成本估算 (9)

九、有机废气净化设施投资估算表 (9)

十、部分工程实例 (10)

十一、服务承诺 (12)

一、公司简介

嘉园环保是国内最早专业从事挥发性有机物（VOC）废气废水处理技术研究、工艺开发、设备成套、安装调试一体化的工程公司。创建于1998年，时至今日在环保领域拼搏了十一个春秋，使我们获得了丰硕的成果：

★国家环境保护工程（废气、废水）专项甲级设计资质企业

★国家863项目承担企业

★国家火炬计划项目承担企业

★国家重点环境保护实用技术（A类）资质企业

★中国环境保护产业协会废气净化委员会副主任委员单位

★国家火炬计划重点高薪技术企业，等。

公司十分重视技术创新和新产品研发工作，拥有十多项国家专利技术，其核心技术" JY －C型有机废气净化处理技术"被确认为国家重点环境保护实用技术（A类），"JY－U型垃圾渗滤治理技术"被确认为国家重点环境保护实用技术（B类），技术装备和技术水平在全国同行业中名列前茅。

公司在全国大、中城市建立了强大市场网络，业务遍及全国经济发达地区，包括长三角、珠三角、环渤海地区和海西等区域。在全国各地已有四百多套有机废气治理工程设计、施工业绩，积累了丰富经验。

二、设计依据与执行标准

2．1编制依据

1．《中华人民共和国环境保护法》；

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．《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；

5.《钢结构设计规范》GBJ50205-2001；

6.《建筑防雷设计规范》GB50057-94；

7.《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-95；

8．业主提供的相关资料及治理要求。

2.2编制原则

1．本净化设备的提供，首先保证设备的处理能力，同时保证尾气的达标排放；

2．本方案设计保证净化要求的前提下尽量做到节省投资，充分体现处理废气的社会效益、经济效益和环境效益；

3．所采用的工艺措施既具有合理性又具有先进性以保证运行管理简便灵活，尽可能采用最新节能技术和设备，降低设备造价、减少占地和运行成本；

4．设计选用合理的自动化技术及监测仪表，提高设备运行管理水平；

5．总图布置要求紧凑合理、管理方便。

2.3编制范围

本技术方案编制的主要内容是针对三个喷漆室排放的有机废气提出治理方案。根据贵公司的实际情况，本方案设计范围包括：

(1)该废气净化治理系统内工艺设备、管路及结构设计；

(2)该有机废气净化治理系统电气设计。

2.4设计标准

根据国家标准规定，喷漆室排放的有机废气排放标准应按照《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996中的新污染源排放限值的二级标准进行设计。

表2-1：GB16297-1996新污染源大气污染源排放限值

三、治理工艺

有机废气污染物种类繁多，特性各异，因此相应采用的治理方法也各不相同，常用的有：冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法等；近年来由国外也发展出一些新的工艺技术：生物法、膜分离法等；以下对各工艺作简要对比介绍。

3.1冷凝法

本法是根据气态污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸气压，可通过降低温度和加大压力使某些气态污染物凝结成液体，达到净化、回收的目的。冷凝法运行费用较高，适用于高浓度和高沸点VOCs的回收，对于低浓度有机废气此法不适用；单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求，故此方法常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的预处理过程。

3.2 吸收法

吸收法可分为化学吸收和物理吸收，大部分有机废气不宜采用化学吸收。物理吸收的吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力，低挥发性，同时还应具有较小的挥发性，吸收液饱和后经解析或精馏后重新使用。本法适合于中高浓度的废气，但要选择一种廉价高效的低挥发性吸收液比较困难，需要同时考虑的因素包括溶解度、选择性、挥发性、粘度、燃点、再生性及毒性等等，同时二次污染问题较难解决，净化效果不理想。也常作为废气治理过程中的预处理过程，同时可起到冷却降温、预除尘的作用。

3.3直接燃烧法

本法亦称为热氧化法、热力燃烧法，主要用于高浓度VOCs废气的净化。对于自身不能燃烧的中低浓度尾气，通常需助燃剂或加热，能耗大，运行成本比催化燃烧法高10倍以上；运行技术要求高，不易控制与掌握。此法在国内基本上未获推广，仅有少数厂家引进国外治理设备应用于较高浓度和温度的制罐印铁业废气治理中，但终因能耗大及运行不稳定，难以正常运转。

3.4催化燃烧法

该法的优点是催化燃烧为无焰燃烧，安全性好，本法的特点：起燃温度低，节约能源；净化率高，无二次污染；工艺简单，操作方便，安全性好；装置体积小，占地面积少；设备的维修与折旧费较低。该法适用于高温、中高浓度的有机废气治理，国内外已有广泛使用的经验，效果良好。

3.5活性炭吸附法

3.5.1直接活性炭吸附

有机废气通过活性炭的吸附，可达到95%的净化率，设备简单、投资小。活性炭达到饱和时吸附量约35%，应用于净化设备可取20～25%的吸附量，即每吨活性炭可吸附200～250kg 的有机气体。由于系统不能对吸附饱和的活性炭进行再生，要求经常更换活性炭以保证净化

效果，导致装卸、运输等过程中造成二次污染，并且经常更换的活性炭需要量很大，材料损耗大，运行费用相当高。

3.5.2吸附-回收法

该法利用纤维活性炭或颗粒炭等吸附剂吸附有机废气，吸附接近饱和后用过热水蒸汽反吹活性炭进行脱附解析，水蒸汽与脱附出来的有机气体经冷凝形成有机溶剂，在油水分离器中自动进行分离，以回收有机溶剂。

该工艺适用于对中、高浓度，中、小风量，有回收价值的废气进行治理。若排放的有机气体组份单一，回收得到的有机溶剂可满足于工业生产需求，既解决了环境问题，又为企业创造了经济价值。若有机气体成份复杂，回收后不能直接用于生产，需要再进行精馏、萃取、分离等后继工作，不但造成二次污染，而且大大大增加了治理成本。

3.5.3新型吸附-催化燃烧法

应用新型活性炭（多为蜂窝炭或纤维炭）吸附浓缩低浓度的有机废气，吸附接近饱和后引入热空气加热活性炭，使有机废气脱附出来进入催化燃烧床进行无焰燃烧净化处理，热气体在系统中循环使用或增设二级换热器进行热能回收。该法将低浓度的有机废气通过活性炭将其浓缩成高浓度的有机废气再通过催化燃烧床将其彻底净化。该法吸取了吸附法和催化燃烧法的优点，克服了各自单独使用的缺点，解决了治理低浓度、大风量有机废气存在的难题，是目前国内治理有机废气的成熟、实用的方法。

3.6生物法

该法是基于成熟的生物处理污水技术上发展起来，具有能耗低、运行费用少的特点，在国外有一定规模的应用。其缺点在于污染物在传质和消解过程中需要有足够的停留时间，从而增大了设备的占地，同时由于微生物具有一定的耐冲击负荷限值，增加了整个处理系统在停启时的控制。该法目前在国内污水站废气治理中有少量应用，对工业废气治理的应用很少。

3.7膜分离法

该法是利用有机蒸气与空气透过膜的能力的不同而使二者分开。该法适用于处理较浓的物流（＞1000mg/m3），目前投资和运行成本等费用都高,尚处于实验研究阶段。

综合以上各种工艺比选，针对大风量、低浓度有机废气，我司多采用的新型吸附--催化燃烧法对废气进行治理。

我公司对吸附—催化燃烧技术进行了广泛的调查研究和实践应用，选用国内先进的新型

吸附材料--蜂窝状活性炭和高活性贵金属催化剂，精心设计、成功开发出JY系列有机废气净化设备。JY系列净化设备的净化效率、能耗、运行成本等主要性能指标均明显优于同类产品，是国家重点环保实用技术项目。我公司已在两百余家喷漆、印刷、化学、化工及制鞋等行业的“VOC”气体—挥发性有机废气的治理中成功地应用了JY系列有机废气净化设备，产生了优良的环境效益和社会效益。

根据贵公司提供的有关资料及产生的有机废气具有风量较大、浓度较低、排气温度不高的特性，选用我司的JY系列有机废气净化设施是理想的治理工艺。

1.高效纤维过滤器

2. 电动阀门

3.固定吸附床

4.脱附风机

5.催化燃烧床

6. 混流器

7. 主风机

8.排气筒

4.2工艺流程图说明

A废气净化吸附流程示意图

C.工艺流程说明：

(1)预处理

经车间水旋系统抽出的有机废气含有一定量漆雾、杂尘，若未经除去直接进入吸附装置，极易造成吸附材料（蜂窝状活性炭）的微孔堵塞，严重影响吸附效果、增加系统阻力、影响通风效果甚至给系统造成安全隐患，因此本工艺在吸附床前设置高效纤维过滤器作为预处理器，利用过滤器自身的精巧结构，高效地去除废气中漆雾及尘杂物质，从而确保由原配套风机抽风引入的废气中所含尘杂在进入固定吸附床前得到有效的拦截过滤。

(2)吸附

去除尘杂及漆雾后的废气，经过合理的布风，使其均匀地通过固定吸附床内的活性炭层的过流断面，在一定的停留时间，由于活性炭表面与有机废气分子间相互引力的作用产生物理吸附（又称范德华吸附），其特点是①吸附质（有机废气）和吸附剂（活性炭）相互不发生反应，②过程进行较快，③吸附剂本身性质在吸附过程中不变化，④吸附过程可逆；从而将废气中的有机成份吸附在活性炭的表面，从而使废气得到净化，净化后的洁净气体通过风机及烟囱达标排放；每套装置设三台吸附床，即废气从二台吸附床经过，另一台处于脱附再生阶段或备用阶段，从而使吸附过程可连续进行，不影响车间生产。

(3)脱附—催化氧化 反应方程式如下：

CxHy+(x+y/4)O 2

xCO 2+y/2H 2O

达到饱和状态的吸附床应停止吸附，通过PLC 控制，阀门切换进入脱附状态，过程如下：启动脱附风机、开启相应阀门和远红外电加热器，对催化燃烧床内部的催化剂进行预热，同时产生一定量的热空气，当床层温度达到设定值时将热空气送入吸附床，活性炭受热解析出高浓度的有机气体，经脱附风机引入催化燃烧床，在贵金属催化剂的作用下于一个较低的温

贵金属催化剂 200～300℃

B 废气净化脱附流程示意图

度进行无焰催化燃烧，将有机成分转化为无毒、无害的CO2和H2O，同时释放出大量的热量，可维持催化燃烧所需的起燃温度，使废气燃烧过程基本不需外加的能耗（电能），并将部分热量回用于吸附床内活性炭的解析再生，从而大大降低了能耗。

当燃烧废气浓度较高、反应温度较高时，混流风机自动开启，补充新鲜的冷空气以降低温度、确保催化燃烧床安全、高效运行。

五、主要设计参数确定及设备选型

5.1 工艺参数

根据业主提供的资料，本次需要治理的有机废气主要来源于三个喷漆室（喷漆室尺寸及风量等情况见表5-1）。表5-1 喷漆室尺寸及风量表

目前企业手工在一个大仓库中进行喷漆，油漆及稀释剂的用量如下：丙烯酸漆18kg/d，调和漆3kg/d，防锈漆20kg/d，红灰底漆5kg/d，松香水12kg/d，丙烯酸稀释剂6kg/d。

废气成分：甲苯、二甲苯等。

设计风量取值100000m33。

5.2设备选型

根据以上设计参数，选用一套JY-1000C型有机废气净化设备。

本装置包括前端集气通风系统、高效纤维过滤器、固定吸附床，进、出风口电动阀门，

催化燃烧装置、脱附风机、吸附风机、混流换热器、风管、阻火器，PLC电控系统等组成。

六、电气设计

我司JY系列净化设施的电气控制方式采用全自动化控制。全自动化控制采用PLC编程逻辑控制，配套电（气）动无极限位调节阀、触摸屏等，主要特点有：

（1）实现操作过程全自动，大大降低操作人员的劳动强度；

（2）实现处理设施的自动、连续、稳定运行；

（3）采用触摸屏使控制系统具有良好的人机界面和重要工作参数的实时记录和储存功能；

（4）采用PLC控制方式，便于调整设施的工作参数；

七、有机废气净化设施的特点及安全措施

7.1 JY系列有机废气净化设施的特点

1．本案工艺技术为国家环保总局评选的“重点环保实用技术”，工艺先进，设施运行稳定可靠，故障率低，维护保养简便，运行费用低。

2．注重安全使用性能，在设计中采取多重安全设施，杜绝发生安全事故；加热器采用远红外翅片式电加热管，安全、高效。

3．脱附—催化燃烧系统结构精巧，热风复式循环蓄热系统，热效率高，能量损失少，实现了脱附吸热与燃烧放热的热平衡，即燃烧过程不耗用外加电能，能耗特别低。

4．催化燃烧效率高、净化彻底。采用新型蜂窝载体+贵金属催化剂，使起燃温度低、燃烧彻底、安全无焰燃烧，产物无毒、无害；催化剂使用寿命长，废弃物可回收利用。

5．本吸附床具有炭层多，分布均匀、稳定、气流压降小，吸附性能好的优异性能。活性炭为蜂窝碳，空塔风速为0.85-1.1m/s时，实测阻力小于500pa，床层具有优越的动力学性能，极适合在大风量下使用。

7.2 JY系列有机废气净化设施的安全措施

由于净化设施处理的是易燃易爆气体，本方案采取以下安全措施，确保系统安全运行：1．燃烧方式为催化燃烧，属低温无焰燃烧，绝对无明火产生。

2．严格控制系统中“VOC”气体的浓度低于其爆炸下限1/4（约10g/m3）；

3．在催化燃烧床的进气管路设置滤尘阻火器。

4．催化装置设有防爆膜片。

5．全系统设备和风管均良好接地，以消除静电。

6．预热管采用远红外电热元件。

7．催化和吸附装置均有温度报警系统并配有旁通，新鲜空气风管以便“飞温”时引入空气。

8．保温性能好，采用质轻的硅酸铝耐火纤维材料保温。

八、运行成本估算

1. 电费按照0.6元/kwh，生产300d/a，10h/d，电机实际功率0.85，风机功率9.5kw（不包括主风机功率），电加热平均使用功率22kw计算，则年用电费用为：[10×（5.5+4.0）×0.85+22×10]×300×0.6×10-4=6.50万元/a。

2. 维护费包括预处理材料费用和日常维护保养费用。预处理材料费用按照0.03万元/20d，生产300d/a计算，则年预处理材料费用为0.03×300/20=0.45万元/a，年日常维护费用为0.3万元/a。

则年运行费用总计为6.16万元。

九、净化设施投资估算报价单位：万元

注：以上报价不包括前端管道及设备基础的造价；提供建安发票。

十、部分工程实例

? 青岛中集集装箱有限公司

青岛中集集装箱有限公司四套环保废气净化设备为,治理风量：480000m 3/h 。 ? 青岛交运新华昌有限公司

青岛交运有限公司共有七套环保废气净化设备,总治理风量：720000m 3

/h

? 上海洋山中集物流装备有限公司

上海洋山中集物流装备有限公司共有6套环保废气净化设备，总治理风量：580000m 3/h 。 ? 上海宝山太平货柜有限公司

上海宝山太平货柜有限公司3套环保废气净化设备，总治理风量：390000m 3/h 。

图9-3上海洋山中集物流装备有限公司 图9-4 上海宝山太平货柜有限公司

图9-1 青岛中集集装箱有限公司

图9-2 青岛交运新华昌有限公司

太仓中集集装箱有限公司共有7套环保

废气净化设备，总治理风量：810000m3/h。

图9-5 太仓中集集装箱有限公司

十一、服务承诺

嘉园公司是环保高科技企业，是环保产业协会的会员单位，专门从事环保新技术、新工艺、新产品的研究开发、设计制造、技术咨询等服务，具有国家认可的环保专业设计证书。公司技术力量雄厚，装备齐全，与国内环保科研设计机构、高等院校及有关环保企业建立广泛密切的合作关系。

我公司是国内规模较大的专业环保公司，在污水、废气、固废、噪声治理等环保领域均有建树，尤其在有机废气处理方面，独树一帜，备受业界推崇。JY系列有机废气净化设备被推荐为环保最佳实用设备之一，在国内广为使用。

我公司本着“质量为根，信誉为本”的原则，凭借我们雄厚的技术力量和工程经验，力求为用户提供优质的产品及服务。我公司经营方式灵活多样，可对净化工程实施总承包或提供设计、调试服务等。总之我们将根据用户的需要提供不同形式的服务。

我司郑重承诺：

设备免费保修一年

提供设备终身维修和技术咨询服务

若出现设备故障，我公司于接到通知后八小时内作出答复，如需现场维修，我司

将于最短时间内派员到达

欢迎贵方对我司技术业绩、资质等作全方面的考察，包括现场考察。