程旭
东莞市粤绿环保有限公司
摘要：工业源每年会排放大量的有害气体，挥发性有机物，总称为VOCS,此类废气主要成份为非甲烷总烃类的有害物质。该类废气有刺激性气味、略含毒性，对人体健康有较大的危害，此类废气若不治理直接排放，影响空气环境的同时也影响人的身心健康。对此废气治理采取技术可行、经济合理、效果可靠的方案供参考。
关键词：VOCS；末端治理；应用
一、设计原则
1. 严格执行国家环境保护的法律、法规，按规定的排放标准，处理后的废气可达到和超过标准指标。
2.采用先进、合理、成熟可靠的处理技术，具有明显的环境、社会和经济效益。
3. 通过工艺设计和设备选型，可以在生产运行过程中提供更大的灵活性和调整空间，保证排放达标。
4. 在操作过程中，方便了操作管理、维修、节约了耗电及操作成本。
5.设备制作精细，保证质量；安装符合规范，整体布置美观、整齐。
二、设计目标
1、排放标准
设计VOCS净化处理后，达到广东省《大气污染物排放限值DB4427-2001》二期标准要求：
粉尘颗粒物≤120mg/m3
非甲烷总烃类≤120mg/m3
2、排放高度
本项目废气经处理后经烟囱引致离地15米以上高度排放。
3、设计风量
例如：注塑车间共设有5台注塑机，每个注塑机设有一套集气罩，集气罩的规格为：L500mm*W500mm；每套集气罩产生的风量为：(10h2+A)×1×3600(其中h为集气罩离污染源的距离，A为集气罩的截面积，1为集气罩口的风速，单位：m/s)，由以上计算方法计算出L500mm*W500mm集气罩每套产生的风量为：2500m3/h则集气罩合计风量为12500 m3/h。
根据车间的情况，注塑车间共设1套处理设备，则处理设备对应的风量为：12500m3/h。
三、处理工艺设计
3.1处理工艺的选定
目前，该类有机废气处理主要有以下几种方法：生物分解、活性炭吸附、等离子体、植物喷洒液除臭和紫外光解纯化法。
1、微生物分解法
生物降解方法是利用循环水将水中恶臭气体中的污染物溶解，然后在养殖床上培养微生物。水中的污染物可以分解为低有害物质。除臭效率达到70%。然而，受微生物活动的影响，微生物只能处理一种或多种类似气体。为提高处理效率和稳定运行，必须频繁添加药剂、控制PH值、温度等，这样运行费用相对比较高，投入人工也比较多，而且生物一旦死亡，再培养需要很长时间。
2、活性碳吸附法
活性炭吸附法是利用活性炭内部的空隙结构发展起来的，有巨大比表面积原理宋吸附通过活性炭池的恶臭气体分子，初期处理效率可达80％，但其是很容易饱和的，通常几天内就会失效，需要经常更换再生，并需要寻找废弃活性碳的处理办法，运行维护成本很高，适用于低浓度、高风量的气体，对酒精和脂肪有明显的影响。
3、植物喷雾剂的除臭法
植物喷雾剂的除臭是通过产生有臭气体的空间进行喷洒植物提取液将恶臭气体进行中和、吸收，达到除臭的目的，除臭效果低浓度可达到80％，不同的臭气选择不同的喷洒液，需经常添加植物喷洒液，且需维护设备，运行维护费用高，易造成二次污染。
4、UV光解净化法
高能紫外光用于紫外光解提纯。在光解净化设备中，气味物质的分子链被裂解和氧化，物质结构发生变化。聚合物污染物被裂解氧化成低分子无害物质。除臭效率可达85%。
5、 等离子法
等离子法使用高压电极发射离子和电子，破坏恶臭分子结构的原理，废气中恶臭分子被轰击，从而裂解恶臭分子，对低浓度的恶臭气体净化效果明显，可以处理有臭味的混合气体。利用低温等离子体技术单独处理有害气体，这些气体不能完全转化为无害气体，副产品多，氧等离子体下产生臭氧量大，能耗高，去除效率低。
本技术方案采用的处理工艺
综上所述，各种方法均有优缺点，一个优秀的处理工艺必需是集众所长，避其所短，必需高效、实用、低能耗、易操作。
根据此类废气的特点及环保要求，并从投资成本考虑，拟采用UV +活性炭一体机进行综合治理。
3.2工艺流程图框图
图 1 工艺流程图
3.3工艺流程说明
1、UV光解净化法
UV光解利用特别高能高臭氧UV紫外线照射废气,裂化工业气体，使有气味的化合物和有机聚合物分子链降解成低分子化合物，如CO2、H2O等。空气中的氧分子受到高能、高臭氧紫外线照射，由于游离氧携带的正负电子的不平衡而产生游离氧，即活性氧，因此需与氧分子结合进而产生臭氧。众所周知，臭氧对工业废气和其他刺激性气味有直接的去除作用。利用高能紫外光束分离工业废气中细菌的分子键，破坏细菌核酸（DNA），然后用臭氧氧化它们，彻底达到净化及杀菌的目的。
紫外光解处理器利用高能和高臭氧的紫外光束分解空气中的氧分子产生自由氧，即活性氧，由于自由氧携带的正负电子的不平衡，需要与氧分子结合产生臭氧。UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧),众所周知，臭氧对有机物有很强的氧化作用，对去除臭气和其他刺激性气味有直接的作用。低温等离子体的技术特性：
与国内常用的恶臭气体处理方法相比，该装置具有以下优点：
设备操作简单，管理人员少，劳动强度低，维护方便；
设备占地少，安装方便；
耗水、耗电指标较低，噪音小；
耐腐蚀、不磨损，使用寿命长。
防火功能：内部前置过滤网采用金属网设计，机体内无易燃物从而避免了火灾的发生。
性能优良：UV光解处理工作系统优良，稳定性强，允许长时间使用不会影响净化效果及使用年限。优良的服务：具有完善的售前售后服务体系及零配件供应。
2、活性碳吸附法
活性炭吸附发生在两个不同相界面。吸附过程是界面处的扩散过程和固体表面的吸附过程，吸附过程是由固体表面的残余引力引起的。吸附可分为物理吸附和化学吸附;物理吸附也称范德华吸附,这是因为吸附剂和吸附分子之间的静电力或范德华力引起的物理吸附,而固体和气体之间的分子引力大于气体分子之间的引力,即使气压低于相应的操作温度的饱和蒸汽压和气体分子在固体表面凝结,物理吸附是放热过程。化学吸附，又称主动吸附，是由吸附剂表面与吸附剂分子之间的化学反应力引起的，涉及分
（下转第403页）
子内化学键的破坏和重组。因此，化学吸附过程的吸附热大于物理吸附过程。在吸附过程中，物理吸附和化学吸附之间没有严格的边界。同一物质在较低温度下可能发生物理吸附，而在较高温度下通常发生化学吸附。活性炭纤维的吸附主要是物理吸附，但由于表面活性剂的存在，也存在一定程度的化学吸附。
2、电缆及敷设:
电力电缆为VV型和VV2型，控制电缆为KVV型和KVVP型，照明为BVV型，敷设方式为电缆沟与管道贯入表面涂层相结合，室内照明为不燃塑料沟表面涂层。
3、控制系统:
电动机的操作方式为配电箱上按钮控制，并在配电箱上显示运行光信号。电动机的启动方式按如下方式设计安装：
(1)对于功率小于7.5kW的电动机采用直接启动；
(2)对于功率大于7.5kW的电动机采用星三角降压启动方式；
(3)循环水泵采用液位及时间自控，同时设手控。
4.3平面布置
根据场地的总体布局，按照废气处理工艺流程进行平面布置，以求布局合理，在满足工艺设计要求的条件下达到整体美观的目的。
5 结束语
综上所述，在目前国内社会发展速度持续加速的宏观经济之下，伴随着工业的不断发展，对环境也有了更高的要求，然而工业生产所产生的废气处理始终都是工业企业的重难点问题，特别是在可持续发展经济与人们的环保意识逐步加强的齐力影响之下，均需要企业通过绿色经济以及合理科学的办法来治理废气，从而确保有关企业能够使社会、环保以及经济发挥其最大的效益。
参考文献：
[1] VOCS废气设计方案
[2]曹洁,李瑾.工业废气的处理方法[J].科技创新与应用,2017(12):143.
[3]谈宾宾，李超. 工业企业废气处理工艺研究[J].化工管理，2016，（36）：146.
论文作者:程旭
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：废气论文; 气体论文; 分子论文; 臭氧论文; 恶臭论文; 风量论文; 活性炭论文; 《防护工程》2018年第32期论文;