胡梅俠

（山西省運城市生態(tài)環(huán)境保護綜合行政執(zhí)法隊，山西 運城 044000）

引言

在紡織印染定型機廢氣中不僅含有大量纖維和粉塵，同時還含有聚苯類有機物、印染助劑等多種油類成分，是典型VOCs（揮發(fā)型有機物），會給大氣環(huán)境造成一定污染[1]。當廢氣在定型機排放口與凈化裝置之間進行傳遞以及在凈化裝置內(nèi)移動時，這些纖塵和油污極易黏附到裝置或其配輔件內(nèi)部而影響凈化效果，且會造成煙氣堵塞、漏油、自燃自爆等現(xiàn)象，使定型機無法正常工作[2]。人長時間接觸高濃度油煙氣可造成肺部炎癥和組織細胞損傷，肺活量下降；油煙煙氣影響人體的免疫細胞、巨噬細胞功能，造成人體免疫功能下降；油煙氣中的苯類等有機污染物能引起基因突變、DNA 損傷、染色體損傷，具有潛在的致癌性。因此，加強紡織印染定型機廢氣VOCs 污染物的治理是非常重要的，同時也是印染企業(yè)降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)操作環(huán)境的需要，更是國家將加強工業(yè)大氣污染物綜合整治，推進揮發(fā)性有機污染物治理的要求。本文以山西某紡織印染有限公司為案例，在其原有定型機VOCs 處理工藝的基礎上，實施濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝的改造研究[3-6]。

1 原有定型機VOCs 濕式靜電處理工藝分析

山西某紡織印染有限公司采用2.2 m/10 箱型定型機，額定廢氣量為10 000 m3/h。定型機從底部吸入空氣，定型溫度設定在170 ℃～210 ℃，定型后廢氣經(jīng)風機排出，此時廢氣溫度為170 ℃～180 ℃，后期采用“熱能回收-水噴淋清洗-靜電除油”，然后經(jīng)主風機通過煙囪進行排放。

1.1 原有定型機VOCs 處理工藝分析

山西某紡織印染有限公司定型機原有VOCs 處理工藝及系統(tǒng)如圖1 所示。該處理系統(tǒng)主要由風機、定型廢氣換熱器、濕式靜電裝置系統(tǒng)、主風機等部分組成。其VOCs 處理核心濕式靜電裝置系統(tǒng)從上至下由高壓電源、清洗、噴淋、梯形柵板、填料、油水分離池、循環(huán)泵。經(jīng)定型機定型產(chǎn)生的廢氣經(jīng)風機排出，此時定型機廢氣溫度高達170 ℃～180 ℃，進入定型廢氣換熱器對余熱進行回收后，廢氣溫度降低至75 ℃，該廢氣進入到濕式靜電裝置系統(tǒng)進行凈化處理，處理后的廢氣溫度為30 ℃～45 ℃，經(jīng)主通風機從煙囪處進行排放。

圖1 定型機原有VOCs 處理工藝示意圖

1.2 核心設備分析

1.2.1 定型廢氣換熱器

在定型機原有VOCs 處理工藝中，采用定型廢氣換熱器回收熱能。其工作原理為：廢氣換熱器安裝有大量熱管，熱管具有傳熱量大、結構簡單、工作可靠和無運動部件等特點；當定型廢氣換熱器中的熱管被溫度較高的廢氣加熱時水箱水溫度升高，正常水溫在20 ℃，加熱的水溫可達到50 ℃～80 ℃，組合式熱管要將新鮮空氣加熱至130 ℃左右的熱風后流入定型機，對廢氣熱能進行回收利用。組合式熱管換熱器采用分散式安裝方式，安裝簡單，且安裝材料少、安裝費用低、安裝停機時間短。

1.2.2 濕式靜電裝置系統(tǒng)

濕式靜電裝置處理VOCs 的工作原理為：利用高壓強電場使油煙及油污顆粒帶電，當帶正/負電荷的微粒通過除塵電極時，分別被負/正電極吸附，從而達到除油煙目的。在該濕式靜電裝置處理系統(tǒng)中，廢氣在裝置上部高壓靜電的作用下對油煙及油污進行分離，分離后經(jīng)導流板從塔壁間隙流入裝置底部，清洗裝置對高壓電源的陽極筒壁進行清洗，用循環(huán)水噴淋填料層對廢氣進行冷卻吸收，循環(huán)泵抽取油水分離池中的循環(huán)水，油水分離池中的上層廢油污進行回收利用。

1.2.3 主風機

在定型機廢氣排放系統(tǒng)的煙道系統(tǒng)、定型廢氣換熱器、濕式靜電裝置等存在阻力作用，必須安置主風機對處理后的廢氣進行排放，主風機全風壓在3300Pa～3 800 Pa。

1.3 定型機原有VOCs 處理工藝存在的問題

從該企業(yè)定型機VOCs 處理工藝的實踐來看，“熱能回收-水噴淋清洗-靜電除油”工藝的VOCs凈化效果不理想，顆粒物平均去除率約為78%左右，VOCs 去除率為83%左右，經(jīng)處理后的廢氣無法穩(wěn)定達標排放，基于國家對于工業(yè)廢氣VOCs 排放的治理要求，只有對原有VOCs 處理工藝及系統(tǒng)進行升級改造、優(yōu)化設計，提高VOCs 的去除率，從而達標排放。

2 定型機吸附再生及催化氧化組合工藝的改造研究

針對山西某紡織印染有限公司定型機原VOCs廢氣排放不穩(wěn)定達標的環(huán)境問題，采用濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝進行改造，提高對VOCs 的處理效果。

2.1 吸附再生及催化氧化組合工藝

在原定型機VOCs 廢氣處理工藝的主風機出口位置增設活性炭裝置和催化氧化裝置，如圖2 所示。

圖2 增設的活性炭裝置和催化氧化裝置示意圖

從圖2 可知，增設的1 號活性炭裝置和2 號活性炭裝置互為備用，當其中一套裝置吸附飽和后，隨即將廢氣通道切換到另一套裝置中進行吸附，經(jīng)活性炭裝置吸附后的廢氣經(jīng)煙囪進行排放?；钚蕴垦b置吸附飽和后采用熱空氣再生方法進入活性炭再生過程，脫附的廢氣有機物再次進入催化氧化裝置分解成水和二氧化碳，處理后的廢氣溫度高達350 ℃～380 ℃，將其引至定型廢氣換熱器回收余熱。

系統(tǒng)新增的主要設備有活性炭裝置、再生風機、催化氧化裝置、再生換熱器?；钚蕴垦b置中活性炭的填裝高度為600 mm，再生風機風流量為1 200 m3/h～2 000 m3/h，催化氧化裝置催化劑填量為70 L～100 L，再生換熱器采用碳鋼材質(zhì)，新鮮風機流量為1 900 m3/h～2 200 m3/h，廢氣流量約為12 000 m3/h。

經(jīng)試驗確定增設的活性炭裝置的參數(shù)：活性炭裝置吸附溫度45 ℃～65 ℃，廢氣通入流速為0.35 m/s～0.45 m/s，活性炭裝填高度為600 mm?；钚蕴繉U氣的飽和吸附容量在0.12 g/g～0.25 g/g?；钚蕴垦b置脫附參數(shù)設置如下：脫附溫度為105 ℃～115 ℃，脫附空氣流速0.115 m/s，脫附時間45 min。

經(jīng)試驗確定催化氧化裝置的工作參數(shù)：催化劑裝填量70 L～100 L，工作溫度330 ℃～380 ℃，空速不大于30 000 h-1。

2.2 改造后的效果分析

改造后，山西某紡織印染有限公司定型機有機廢氣處理方式采用了濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝，對其處理凈化能力與改造前進行檢測對比分析，結果如表1 所示。

表1 定型機VOCs 處理工藝改造前后對比檢測結果表

從表1 數(shù)據(jù)可知，采用濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝處理定型機有機廢氣后，170 ℃黑坯布定型生產(chǎn)后排放的顆粒物質(zhì)量濃度由34 mg/m3降低至10.2 mg/m3后，去除率從77.78%提高至93.29%，定型機VOCs 質(zhì)量濃度由26 mg/m3降低至7.13 mg/m3后，去除率從81.69%提高至95.06%；180 ℃白坯布定型生產(chǎn)后排放的顆粒物質(zhì)量濃度由32.6 mg/m3降低至15.7 mg/m3后，去除率從78.13%提高至90.10%，定型機VOCs 質(zhì)量濃度由27.1 mg/m3降低至6.22 mg/m3后，去除率從81.65%提高至95.81%。顆粒物和VOCs 凈化效果較為理想，去除率得到了有效提高，符合國家工業(yè)VOCs 排放標準。該企業(yè)定型機有機廢氣的濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝的改造是合理有效的。

3 結語

山西某紡織印染有限公司針對定型機VOCs 排放超標的問題，進行了濕式靜電處理工藝+吸附再生及催化氧化組合工藝的改造。實踐應用檢測結果表明：凈化處理工藝改造后，定型機排放廢氣中顆粒物去除率提高至90%以上，VOCs 去除率提高至95%以上，解決了該企業(yè)定型機VOCs 的超標排放問題，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的社會經(jīng)濟效益。