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- 2022-04-29 14:06:23 发布
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'深圳市罗湖区珠宝首饰行业废气污染防治对策的研究摘要本毕业论文的课题是深圳市罗湖区珠宝首饰行业废气污染防治对策的研究。随着工业的迅猛发展,环境问题也越来越突出。深圳罗湖石化工业区内以珠宝首饰行业为主,在经济发展的同时该行业带来了一系列的环境影响,已经影响到当地居民的生活。必须对该工业区珠宝行业的环境污染进行防治。该行业的环境问题包括噪声、废气、废水、废液等几个方面,本论文主要是论叙其废气的综合防治。这里的废气主要是珠宝厂排放出的粉尘、VOCs气体、酸性气体、白烟。本论文对VOCs的处理采用了活性炭吸附法,对粉尘的去除采用了布袋过滤法,对酸性气与体白烟的处理采用溶液吸收法。经过处理后,排放的气体均达到国家和地方的排放标准。关键词:珠宝首饰行业VOCs粉尘酸性气体白烟活性炭吸附法溶液吸收法布袋除尘VII
深圳市罗湖区珠宝首饰行业废气污染防治对策的研究AbstractThisgraduationthesistopicisthesynthesispreventingandcontrollingcountermeasureresearchofShenzhenLuohudistrictjewelryindustrywastegaspollution.Alongwithindustryswiftandviolentdevelopment,Theenvironmentproblembecomesmoreandmoreseriously.MoreindustrialenterprisesintheShenzhenLuohudistrictpetrificationindustrialdistrictisjewelryprocessing.Withtheeconomicaldevelopment,thereareaseriesofenvironmentalproblem,andthesehaveaffectedlocalresident"slife.Sowemustpreventingandcontrollingthisare"senvironmentalproblem.Thisareaenvironmentproblemincludesnoise,wastegas,wastewater,wasteliquidandsoon,thisgraduationthesismainlydiscussesthesynthesispreventingandcontrollingofwastegas.ThiswastegasmainlyistheDust,VOCsgas,acidicgasandwhitesmokecomfromJewelryfactory.ThispaperusesactivatedcharcoaladsorptiontodealwiththeVOCs,usetheclothsacktoremovethedust.Afterdealing,usesthesolutionabsorptiontodealtheacidicgasandwhitesmoke,Allthegasthatdischargefromthisareaachievedthedischargestandardofcountryandtheplace.Keyword:JewelryindustryVOCsDustAcidicgasWhitesmokeSolutionabsorptionActivatedcharcoaladsorptionClothsackremovedustVII
目录1概况11.1深圳市罗湖区环境概况11.2罗湖区珠宝首饰行业的概况21.3项目的必要性51.4设计技术方案的主要内容61.5编制依据62珠宝首饰加工企业大气污染及其处理设施现状82.1珠宝首饰加工企业的大气污染类型82.2珠宝首饰加工企业外排的大气污染物92.3珠宝首饰加工企业大气污染分析92.4企业大气污染物处理设施现状113工业废气污染治理设计技术路线143.1设计依据与基本资料143.2设计标准143.3设计原则143.4废气污染治理技术方法153.5本方案的技术路线164珠宝加工废气的治理194.1珠宝加工工艺废气污染治理技术方案194.2贵金属提纯回收工艺废气污染治理技术方案194.3工艺技术改造与治理设备设施改造方案194.4君力珠宝厂污染治理技术改造方案214.5宝亨达珠宝厂污染治理技术改造方案224.6福麒珠宝厂污染治理技术改造方案23
5工程设备的设计255.1工业厂房外墙废气集中收集管道设计技术方案255.2工业厂房废气集中处理设施设计技术方案285.3废气收集管道与废气净化设施组合配置方案296废气集中处理设施工程概算316.1工程投资概算依据与原则316.2概算说明316.3管道工程投资概算316.4净化设施工程投资概算336.5废气集中处理工程总概算34参考文献35致谢36
1概况1.1深圳市罗湖区环境概况深圳市陆域位置是东经113°46′~114°37′,北纬22°27′~22°52′。东临大亚湾与惠州市相连,西至珠江口伶仃洋与中山市、珠海市相望,南至深圳河与香港毗邻,北与东莞市、惠州市接壤。全市总面积2020平方公里。深圳经济特区是深圳市的一部分,位于东经113°52′~114°21′,北纬22°27′~22°39′。辖罗湖、福田、南山、盐田、宝安、龙岗共六个行政区,深圳经济特区东起大鹏湾背仔角,西至珠江口的安乐村,南临深圳河,北靠梧桐山、羊台山山脉,面积为327.5平方公里,东西长49公里,南北宽平均7公里,呈狭长形。深圳市罗湖区位于深圳经济特区中部,于1990年1月建制,区人民政府于同年9月成立。全区总面积78.89平方公里,行政区域东接盐田区,西至红岭路与福田区相连,南临罗湖桥与香港毗邻,北连龙岗区、宝安区,下辖黄贝、东门、南湖、桂园、翠竹、笋岗、东湖、莲塘、东晓和清水河10个街道办事处、115个社区。是深圳市经济特区的中心城区,地理位置如图1—1。
特区内台地平均海拔5~25米,主要发育风化地貌;5米以下的平原和阶地发育河流地貌;两者构成特区内明显的两级地貌。由于深圳河支流的侵蚀使谷底呈指状伸入台地内部,形成不规则的地貌类型界限。罗湖区地表主要为第四纪冲击、海积砂质粘土层。根据《深圳市自然资源与经济开发图集》中提供的第四纪钻孔资料,本区第四纪沉积厚度约10~13米,下部是燕山期侵入花岗岩,在北部直接露出地面而成台地。构造上本区受北东向的五华—深圳大断裂带控制,该断裂斜穿过罗湖伸入香港九龙半岛,切割地壳深度达13~27公里,断裂带宽度约100米,属大断裂范畴。深圳大断裂带属稳定的弱活动性构造,深圳特区发生破坏性地震可能性很小,其基本地震烈度定在六度,属弱震区。罗湖区土壤类型主要分为两大类:运积土和自成土。运积土主要分布在平原阶地上;自成土是在当地基岩和变质岩上直接发育而成的,为赤红壤。植被类型主要有亚热带常绿季雨林。由于罗湖区完全城市化,植被状况几乎完全受人工控制,自然生态系统被人工城市生态系统取代,城市绿化成为城市建设的重要内容。深圳属亚热带海洋性季风气候,多年统计年平均气温22.5℃,日照强,年日照时数1934.1小时,日照百分率44%。雨量丰沛,干、湿分明,多年平均降雨量1933.3毫米,年平均相对湿度为77%。受南亚热带季风的影响,常年主导风向以偏东风为主,盛行风向为东东南风(频率为15%),其次为北北东风和东风(频率均为13%)。2003年年平均气温为23.7℃,年极端最高气温为35.4℃,年极端最低气温为6.2℃。年降雨量为1608.1毫米,比历年平均值减少18%,是自1992年以来年雨量最少的年份。全年降水日数118天,比年平均降雨日数144天减少26天。2003年出现霾的天数为131天,为50年来最多的一年。历史上全年霾日超过100天的仅有3次,分别为2003年、1999年和1996年。其中2003年12月份共有29天出现了霾,是历史上出现霾现象最多的月份。据市气象台监测数据显示:20世纪70年代的10年里,全市总共只有8天出现霾现象;20世纪30年代,出现霾的天数为58天;而20世纪90年代,霾现象急剧增多,尤其是秋冬季节,整个90年代出现霾现象的天数已高达773天。1.2罗湖区珠宝首饰行业的概况1.2.1地理位置
深圳市罗湖区的珠宝行业主要集中于罗湖石化工业区,地理坐标为东经114.12218,北纬22.57831,该区东接翠竹路,翠竹路以东为丰富花园等居民住宅群;西至布吉路与泥岗路相连,南临布心路与水贝工业区毗邻,北连太白路,太白路南侧遍布大地花园、维富大厦等写字楼,系企业与居民住宅混杂区。地理位置如图1—2。图1-21.2.3珠宝首饰加工企业附近的环境敏感点由于石化工业区是企业与居民住宅混杂区,所以环境敏感点很多,主要有如下几个类型:(1)居民住宅与写字楼区内主要住宅群有大地花园、丰富花园、独树村等,写字楼主要为维富大厦。常住人口达30000多人。(2)学校距该区工业厂房最近距离不足20米处的东昌小学,在校师生有2000多人。(3)商铺商铺集中在翠竹路口和布心路北侧临街首层。(4)餐馆在该区主要干道与翠竹路汇合处有一小型中餐小吃店。
1.2.4石化工业区的环境空气质量2005年10月28日至30日,北京大学深圳研究生院和罗湖区环境监测站对石化工业区的环境空气进行了常规监测。(1)监测项目监测项目为HCl、H2S、NH3、HNO3、HF、硫酸雾,共6项。(2)监测频率HCl、H2S、NH3的监测频率为:每天四次(07:00,11:00,14:00,18:00开始),每次45分钟;HF的监测频率为:每天两次(07:00,14:00开始),每次4小时;硫酸雾、HNO3的监测频率为:每天三次(07:00,11:30,15:30开始),每次3小时。(3)监测结果10月28日到10月30日环境空气监测点位(东昌小学)3天浓度平均值见表1—1。表1—1石化工业区环境空气监测结果单位:mg/m3监测项目HF硫酸雾HClH2SNH3HNO3实测值(10.28)<2.0E-4<0.20.6680.0150.0680.013实测值(10.29)<2.0E-4<0.20.1770.0060.0760.010实测值(10.30)<2.0E-4<0.20.1320.0080.1050.013国家《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中的“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准列入表1—2。表1—2居住区大气中有害物质的最高容许浓度单位:mg/m3监测项目HF(以F计)硫酸雾HClNH3H2S一次浓度0.020.300.050.200.01日均浓度0.0070.100.015——(4)环境空气质量现状评价
在环境空气监测中,氟化氢与硫酸雾的实测浓度均低于居住区大气中有害物质的最高容许日均浓度。氟化氢实测浓度为2.0×10-4mg/m3,低于0.007mg/m3的日平均最高允许浓度,环境监测点大气质量均符合标准。硫酸雾的最低检测限为0.2mg/m3,高于硫酸雾日平均浓度标准0.10mg/m3,无法对环境空气硫酸雾的浓度进行正确评价。大气中硝酸的实测浓度变化不大,于0.010~0.013mg/m3的范围内波动,并且硝酸没有相应的环境空气标准,无法有效评价。大气中氨的一次最高允许浓度为0.20mg/m3,没有日平均浓度的标准值,而实测浓度范围为0.068~0.105mg/m3,虽然低于一次最高允许浓度的标准值,但不能说明该项指标可以满足国家“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”的要求。大气中氯化氢的一次最高允许浓度为0.05mg/m3,而实测浓度范围为0.132~0.668mg/m3,均高于标准值,超标1.6~12倍,大气中硫化氢的一次最高允许浓度为0.01mg/m3,三天的实测值中,有一天超标,超标1.5倍,说明石化工业区空气污染很严重。1.3项目的必要性深圳市罗湖区石化工业区(地理坐标:东经114.12218,北纬22.57831)东接翠竹路,西至布吉路与泥岗路相连,南临布心路与水贝工业区毗邻,北连太白路。区内集聚着珠宝加工、塑胶生产、汽车维修和制版印刷等50多家工业企业,以珠宝首饰加工业为主,系深圳市罗湖区珠宝加工集聚地之一。区内还建有30000多人生活居住的住宅楼十几座,东昌小学也在区内,有2000多名师生。这些企业给罗湖区带来了经济效益,但同时也带来了环境污染问题,特别是珠宝加工企业尤为突出。这行业的主要环境污染问题包括噪声、废气、废水、废液等几个方面。由于该工业区为工业和居住混用区,住宅楼与生产企业距离很近,这些企业排放的废气影响居住区环境空气的问题日益凸现,辖区内居民投诉不断增加。虽然目前区域内大部分生产企业规模不是很大,但由于众多企业聚集,很多厂房比较陈旧,大部分生产企业在生产过程中产生的废气未经处理而直接排放,也有部分企业是只经过简陋的处理设施处理后排放,但处理效率十分低下。在这种企业与居民区混杂的客观情况下,生产企业排放的废气引发的环境问题十分敏感,已经严重地影响了该地区的环境空气质量和周边居民的身体健康,同时也对该区域内建筑物造成了不同程度的腐蚀。这种环境效益与经济效益发展不甚协调的状况对石化工业区的地位提升和进一步发展都是极为不利的。
深圳市罗湖区人民政府对此给予高度重视,早在2004年7月就印发了《罗湖区治污保洁工程实施方案》,强调在经济发展的同时,要加强区内治污保洁工作,切实解决群众关注的环境问题,全面改善辖区环境质量,特别是大气环境质量。1.4设计技术方案的主要内容(1)调查深圳市石化工业区珠宝首饰加工企业的生产概况;(2)探明该区工业废气中污染物的主要种类与含量;(3)针对区内珠宝首饰加工企业的生产情况,提出珠宝加工业废气处理技术设计和整改方案;(6)对区内珠宝首饰加工企业的废气处理设施,提出环境监控措施;(7)对区内工业厂房的无组织排放废气,设计集中收集管道,并配套废气深度净化处理设施(初步设计方案);(8)对区内各生产企业的无组织废气排放方式,提出整改建议;(9)对区内废气集中收集管道和配套的废气深度净化处理设施进行工程投资概算。1.5编制依据1.5.1相关法律(1)《中华人民共和国环境保护法》,1989.12(2)《中华人民共和国清洁生产促进法》,2002.6(3)《中华人民共和国大气污染防治法》,2000.4修订(4)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,1996.10(5)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,2004.12(6)《中华人民共和国城市规划法》,1989.121.5.2相关环境保护行政法规、法规性文件(1)《建设项目环境保护管理条例》,国务院,1998.11(2)《广东省建设项目环境保护管理条例》,2004.7修订(3)《深圳经济特区环境保护条例》,2000.3修订
(4)《深圳经济特区环境噪声污染防治条例》,1997.12修订(5)《深圳经济特区实施<中华人民共和国固体废物污染环境防治法>规定》,1997.2(6)《深圳市危险废物转移管理办法》,深环1999[196],1999.8(7)《深圳市环境保护局建设项目监察审核办法》,深圳市环境保护局,深环[2000]104号,2000.8(8)《关于颁布深圳市环境空气质量功能区划的通知》(深府[1996]362号),1996.12(9)国家环保局关于对经限期治理逾期未完成治理任务的单位进行处罚问题的复函(环法〔1996〕696号)1.5.3相关文件(1)《深圳市城市总体规划(1996—2010)》,深圳市规划与国土资源局,1999(2)《罗湖区珠宝首饰行业主要污染物监测报表》,罗湖区环保监测站,2004.6(3)《深圳市万山一水贝珠宝首饰产业集聚地项目环境影响报告书》,北京大学,2005.8(4)《深圳市万山一水贝珠宝产业集聚地废气污染现状及防治对策研究》,北京大学深圳研究生院,2005.121.5.4编制原则本设计技术方案按照技术先进、环保达标、安全卫生、运行可靠、美观大方、经济适用的原则确定技术设计方案,结合罗湖区和本项目的具体情况,重点遵循以下原则:(1)针对石化工业区企业与居民住宅混杂、居民投诉不断的客观现实,按照“从严要求”的原则,在满足国家有关环境空气质量标准的前提下,对石化工业区珠宝首饰企业排放的大气污染物(经过简易的废气治理设施处理过的且符合国家有关大气污染物排放标准要求的)进行深度净化处理。(2)因地制宜,力求简化工程系统,尽量采用国产设备,以降低工程造价。(3)鉴于石化工业区地处罗湖区中心城区,设计所采用的暴露厂房外部部分的工程措施和处理设备必须美观大方
2珠宝首饰加工企业大气污染及其处理设施现状2.1珠宝首饰加工企业的大气污染类型根据工业企业产生的大气污染物的种类,珠宝首饰加工企业的大气污染可分为如下4个类型:粉尘污染型酸性气体污染型白烟污染型VOCs污染型(1)粉尘污染型珠宝首饰加工企业的“执模”、“抛光”、“打磨”工序也因物理摩擦作用形成车间粉尘。(2)酸性气体污染型珠宝首饰生产主要以黄金、K金、铂金以及K金、铂金镶嵌首饰为主,而黄金主要为纯金首饰。目前市场上流行的铂金镶嵌首饰的基本生产工艺流程为:起板→压胶模→铸蜡→种树→灌粉印模→倒石膏→倒模→执模→研磨机抛光→镶石→执边→打磨→电金→检测→成品入库。上述工艺的倒模和电金过程,就是酸性气体的发生源。倒模工艺中的清洗剂为易挥发的氟化氢,其主要作用是清洗成品表面的石膏屑。氟化氢沸点低(19.4℃),常温常压下为无色气体,因此倒模过程有大量的强烈刺激性气味的酸性气体产生。电金过程是利用白金水(主要成分为硫酸铑)对首饰表面进行电镀,使铂金首饰表面更白(白色)、更光亮。此电镀工艺过程需要加热,将有部分硫酸雾挥发,也形成了大量的酸性气体。此外,在首饰加工行业,尤其是镶嵌首饰加工过程中,贵金属的损耗非常严重,因此一般都设置了回收提纯工序。回收提纯工艺中的“王水加热溶解”、“亚硫酸钠还原沉金”、“氯化铵沉铂”、“氯酸钾沉钯”和“水合肼还原钯”等工序都将产生含有硝酸、氯化氢和硫化氢等有毒有害的酸性气体。(3)白烟污染型在提纯过程当中,再加入氨水、水合肼(N2H4·H2O)等物质还原提取贵金属的时候,氨水、水合肼在溶于水后都将含NH3分子,由于氨与氯化氢相遇将发生化学反应:NH3+HCl=NH4C1↑,于是将产生大量的氯化铵白烟。
在贵金属回收过程中,铝合金置换贵金属时,由于化学反应系放热反应,有氢气、水蒸气和一些散发出臭味的化学成分不明的气态污染物产生。这些物质混合在一起,从视觉和嗅觉方面来看,形成了散发出臭味的的白烟。(4)VOCs气体污染型珠宝首饰加工企业的倒模工序,由于蜡的高温分解也会产生VOCs气体2.2珠宝首饰加工企业外排的大气污染物珠宝首饰加工企业外排的大气污染物主要为氯化氢和硫化氢。这是从北京大学深圳研究生院和罗湖区环境监测站2005年10月28日至30日对石化工业区环境空气的监测结果分析得出来的。但从本课题组对石化工业区各工业企业的实地考察情况和群众投诉信件来看,珠宝首饰加工企业外排的大气污染物除氯化氢和硫化氢外,还有挥发性有机气体(VOCs)、工业粉尘和散发出臭味的化学成分不明的其他气态污染物。2.3珠宝首饰加工企业大气污染分析石化工业区内的珠宝首饰生产主要以黄金、K金、铂金以及K金、铂金镶嵌首饰为主,而黄金主要为纯金首饰。1、主体生产工艺及其污染源分析目前市场上流行的铂金镶嵌首饰的基本生产工艺流程为:设计→起板→压胶模→铸蜡→种树→灌粉印模→倒石膏→倒模→执模→研磨机抛光→镶石→执边→打磨→电金→QC(检测)→成品入库。主要有以下几步:(1)倒模倒模步骤第一部分为石膏模的制作。首先用专业人员起板制作好的手板模型制好若干胶模模具(此步骤称“压胶模”),然后将出蜡机内的蜡灌到胶模内,铸成符合要求的蜡模(此步骤称“铸蜡”)。接下来将蜡模焊接到蜡杆(俗称树杆)上,形成蜡模树(此步骤称“种树”)。将蜡模树放入钢筒内,灌入石膏粉(此步骤称“灌粉”),同时用抽真空机抽去石膏粉内的空气气泡,以防铸造出来的首饰出现沙眼(小孔)。最后将石膏模连同内部的蜡模树以及钢筒一起倒置放到马弗炉中加热到约100℃左右,使蜡熔化流出,再加热到400℃以上使剩余的蜡受热挥发,总共需时10小时左右。此过程中蜡高温分解产生影响人体健康的可挥发性有机物(VOCs)等污染物。
将铂金料利用乙炔火焰加热使之熔化或放到真空吸索倒模机或离心倒模机中,并将石膏模放入,经过1700℃高温熔成液体后(此步骤称“熔金”),倒模机使铂金液体注入到石膏模中,倒模成所需铂金空托。用水冲掉外层石膏,大部分企业为了加快清洗速度,利用一些化学试剂(目前较普遍使用氢氟酸)的腐蚀作用将空金托表面的石膏屑等污秽物质除掉。操作过程中产生的氟化氢气体挥发性很强,对人体健康有很大危害。在熔金过程中,如使用乙炔火焰加热,有不完全燃烧的黑烟或CO等产生。(2)执模将空金托按要求进行锉、执、锤、省等工序对其出现的变形及表面粗糙进行修整,使之达到平滑、无沙眼(小孔)。(3)研磨机抛光用磁力研磨机(捞机)进行抛光。(4)镶石将款式要求配备所需镶嵌原料(即石料)镶嵌到平滑的空金托上,按石的形状、大小进行车位、落石,并按不同的镶法把石料镶稳。(5)执边将已镶石半成品的边、爪再修整,以便打磨。(6)打磨抛光将已完成镶石、执边工序的半成品,用少量抛光粉(一般含金属氧化物)作润滑剂,人工用黄、白布辘、大小毛扫、内绒棒等工具经飞碟机、磨打机等进行抛光使其外表达到一定的光亮度。(7)电金利用白金水(主要成分为硫酸铑)对首饰表面进行电镀,使铂金首饰表面更白(白色)、更光亮。此电镀工艺过程需要加热,会有部分硫酸雾挥发。(8)吊酸利用稀盐酸(主要成分为HCl)对首饰表面进行清洗,使首饰表面更光亮。此工艺过程会有部分HCl挥发。2、收提纯及其废气污染分析
《黄金首饰、K(黄)金首饰及K(黄)金镶嵌首饰加工贸易单耗标准》(HDB/HJ001-2005)和《铂金首饰、铂金镶嵌首饰加工贸易单耗标准》(HDB/HJ002-2005)中规定了用未锻造黄金和未锻造铂(以下简称铂金)加工生产黄金首饰、K(黄)金首饰及K(黄)金镶嵌首饰和铂金首饰及铂金镶嵌首饰耗用黄金或铂金的加工贸易单耗标准。对于黄金首饰、K(黄)金首饰和K(黄)金镶嵌制品,黄金损耗率分别为0.25%、6%和8%,对于铂金首饰及铂金镶嵌首饰分别为2.8%和10%,可见,在首饰加工行业,尤其是镶嵌首饰加工过程中,贵金属的损耗非常严重,因此其回收提纯就非常重要。提纯工艺各企业不完全相同,一般包括以下几步:(1)将金粉、抛光粉、地毯、生活垃圾等可能藏金的物品分类收集;(2)抛光粉、地毯、生活垃圾等按照类别分别焚烧成灰;(3)用王水加热溶解焚烧的灰份与金粉,过滤后收集滤液;(4)加入无水亚硫酸钠还原沉淀黄金;(5)加入氯化铵,析出铂盐沉淀,滤出沉淀并用清水清洗后用水合肼还原;(6)加入氯酸钾沉淀出红色钯盐,滤出沉淀用氨水溶解,再用盐酸沉淀,过滤后用水清洗沉淀,水合肼还原成钯金固体。一般只有规模较大的厂家才有提纯步骤,并且都是先收集然后集中处理,每月只做几次,但处理过程中排放的废气量很大,污染非常严重。主要的污染物有硝酸、氯化氢、氨、硫化氢等有毒有害无机气体,以及焚烧过程中产生的可挥发性有机物(VOCs)、可吸入颗粒物等,其中氨气、硫化氢等物质产生散发的臭味和水合肼还原成钯金时产生的白烟更是影响了周围群众的生活。2.4企业大气污染物处理设施现状在26家有废气污染物排放的企业中,只有君力珠宝厂、宝福、福麒珠宝厂、金雅艺等5家企业具有大气污染物处理设施,但处理效果不佳,基本上不符合国家《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中的“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准的要求。上述6家企业的废气处理的基本情况如表2-1。表2-1石化工业区工业企业废气处理的基本情况序号企业名称地址工艺工艺描述废气处理设施描述污染物1君力电金置于通风橱内顶楼1级碱喷淋硫酸雾
石化工业区2栋3、4楼提纯燃烧后焚灰用高1.5m米直径1米的搪玻璃反应釜电加热,缓慢搅拌,长时间浸泡,置于密封通风橱中厂房内2级碱喷淋,楼顶1级碱喷淋HNO3、HCL、H2S、NH3、白烟倒模置于通风橱内顶楼1级碱喷淋VOCs、HF2宝福石化工业区2栋2、6楼电金置于通风橱内厂房内1级碱喷淋H2SO4雾提纯燃烧后焚灰电炉加热烧杯提纯,置于通风橱中楼顶1级碱喷淋HNO3、HCL、H2S、氨、白烟(氯化铵等)倒模置于通风橱内厂房内1级碱喷淋VOCs、HF3福麒石化工业区1栋4、5、6楼电金置于通风橱内高空直排H2SO4雾提纯燃烧后焚灰电炉加热烧杯提纯,置于通风橱中楼顶1级碱喷淋,活性炭2级处理HNO3、HCL、H2S、NH3、白烟倒模置于通风橱内4楼倒模废气在楼顶1级碱喷淋,活性炭2级处理,5楼倒模废气直排VOCs、HF4金雅艺石化工业区2栋7楼东倒模置于通风橱内高空直排VOCs电金置于通风橱内楼顶1级碱喷淋H2SO4雾5鑫福提纯置于通风橱内厂房内碱喷淋
石化工业区3栋2楼西HNO3、HCL、H2S、氨、白烟(氯化铵等表2-1
3工业废气污染治理设计技术路线3.1设计依据与基本资料(1)《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)(2)《建筑设计防火规范》(GBJ16-87);(3)其他国家现行建筑设计的有关规范、标准;(4)本工程有关资料3.2设计标准(1)国家《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)(2)国家《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87)(3)“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准(TJ36-79)(4)国家《城市区域环境噪声标准》(GB3096);(5)国家《工业厂界噪声标准》(GB12348);(6)《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准(7)国家环保局.恶臭污染物排放标准(GB14554-93)(8)国家环保局.环境空气质量标准(GB3095-1996)(9)美国劳工部职业安全卫生管理局(OSHA).《工厂工人暴露标准》(1926.55AppA)(10)黄金首饰、K(黄)金首饰及K(黄)金镶嵌首饰加工贸易单耗标准(HDB/HJ001-2005),(11)铂金首饰、铂金镶嵌首饰加工贸易单耗标准(HDB/HJ002-2005).3.3设计原则(1)采用的设计标准遵循“从严要求”的原则。(2)因地制宜,力求简化工程系统,尽量采用国产设备,以降低工程造价。(3)暴露厂房外部部分的工程措施和处理设备必须美观大方。
3.4废气污染治理技术方法目前,处理气态污染物的技术方法主要有燃烧法、催化燃烧、冷凝法、等离子体法、生物法、吸收(洗涤)法、吸附法等。3.4.1燃烧法与催化燃烧法燃烧法指用燃烧氧化作用及高温下的热分解使有害气体或烟尘等转化为无害物质的过程,这种方法只是用于净化那些可燃的或在高温情况下可以分解的有害物质。机废气一般是可燃气体﹐在温度为600~800℃和滞留时间为0.3~0.5秒的条件下﹐可以完全燃烧﹐变成二氧化碳和水。直接燃烧法适用于高温﹑高浓度的有机废气净化﹐并可回收热量。直接燃烧法消耗能源较多﹐宜采用重油﹑天然气作预热能源。预热时﹐燃烧室内温度应均一﹐使全部废气均加热到预定温度﹐否则会产生有恶臭的中间产物。如有风量匹配的锅炉﹐可把废气作为引风在锅炉中烧掉,但不适用于无机酸气等废气,并且废气中的硫化氢和氨燃烧后会产生二氧化硫和氮氧化物,依然对环境有污染。催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提高了反应速率,加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热能,其反应过程为:。催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体,即它适用于浓度范围广、成分复杂的各种有机废气处理。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分,又没有回收价值的废气,采用吸附-催化燃烧法的处理效果更好但对于目前的珠宝加工企业的废气成分不很适用。3.4.2生物法生物法处理恶臭气体和有机废气是近年发展起来的空气污染控制技术,该技术已在德国、荷兰得到规模化应用,有机物去处率大都在90%以上。与常规处理法相比,生物法具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点,尤其在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显其经济性。生物法净化VOCs
过程的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下,利用废气中的有机成分作为碳源和能源,维持其生命活动,并将有机物分解为CO2、H2O的过程。但生物法还存在一些问题,微生物降解的专属性强,而实际的VOCs废气的气量、成分则在生产过程中经常变化,可能含有难降解或有毒性的物质,这些对工艺的稳定运行都具有较大影响。另外,微生物的活动都有其最佳的pH值范围,生物床内pH值的变化会影响微生物的活动。生物床的pH值通常为7-8,即细菌和放线菌的最适范围。但在进行含硫、氮及氯化合物的代谢时往往会产生酸性中间产物,因此生物反应器一般需要用缓冲溶液来控制循环液的pH条件。而废气的排放规律和气量也会对微生物的营养条件构成重要影响,对实际的处理设备产生负荷冲击。另外,目前来说,生物法成本较高,其推广有一定困难。3.4.3溶液吸收法溶液吸收法是指用溶剂吸收易溶于其中的气态污染物,这其中有物理过程即溶解和化学过程即化学反应,如用碱溶液吸收硝酸等。酸气洗涤塔主要是将酸气等污染物由底部进入吸收塔,在上升的过程中与来自塔顶的吸收液逆流接触而被吸收,被净化后的气体由塔顶排出。吸收剂必须对被去除的废气有较大的溶解性,水或者碱性溶液对于酸气都有较好的吸收。3.4.4吸附法吸附的原理是气态混合物与多孔性固体接触时,利用固体表面存在的分子吸引力或化学键力,把部分组分吸附留在固体表面。活性炭是应用最早、用途最广泛的优良吸附剂,是由各种含碳物质干馏碳化,并经活化处理而得到的,对于VOCs等有较好的吸附能力。3.5本方案的技术路线综合分析各种废气处理的技术方法,根据珠宝首饰加工企业不同的大气污染类型,本方案采用如下技术路线:3.5.1VOCs气体的治理方案VOCs气体的净化技术目前,国内外对有机废气治理的常用方法有三种:液体吸收法、活性炭吸附法及催化燃烧法。液体吸收法净化效率为60%~80%,适合处理低浓度,大风量的有气,
但存在着二次污染;催化燃烧法净化率为95%,适合处理高浓度,小风量的有机废气,缺点是对处理对象要求苛刻,该法要求气体的温度较高,为了提高废气温度,要消耗大量的燃料,所以运行费用很高;活性炭吸附法净化效率为99.2%~99.3%,对于处理大风量、低浓度的有机废气,国内外一致认为该法是最为成熟和可靠的技术。3.5.2酸性气体的治理方案1、治理方案考虑到酸性气体污染型企业废气组成复杂,用单一的处理方法很难达到预期的效果,采用碱喷淋(溶液吸收法)—直接燃烧法的技术路线。首先用碱喷淋(溶液吸收法)吸收掉气体中的酸性气体和烟雾,除去酸雾的气体再经过直接燃烧的工艺而达到净化的目的.2、净化原理废气通过喷淋塔,废气中的酸性气体与塔里面的碱性溶液发生中和反应而去除酸雾,净化后的气体再经过直接燃烧,使有机气体转化为水和二氧化碳,可以安全的排出.3.5.3白烟的处理方案1、治理方案因为白烟中含有较多的水分和臭味物质组分,采用碱喷淋(溶液吸收法)—氯化钙吸附脱水(吸附法)—活性炭(吸附法)法的技术路线。3.5.4粉尘污染型企业废气的处理方案1、治理方案对于粉尘污染型企业废气,考虑到某些粉尘会散发出臭味的成分不明的其他气态污染物,采用布袋除尘—活性炭(吸附法)法的技术路线2、原理废气通过布袋是时,利用布袋的拦截、网捕作用,使得废气中的粉尘粒子与废气分离,从而使废气得到净化,然后废气再通过活性炭,废气里面的有机物被活性炭所吸附,从而使废气得到了净化.
4珠宝加工废气的治理4.1珠宝加工工艺废气污染治理技术方案珠宝加工工艺产生的废气主要有酸性气体和VOCs等。其中酸性气体主要来源于倒模和电金工艺。倒模工艺中用氢氟酸做清洗剂,电金工艺中用白金水(主要成分为硫酸铑)进行电镀。考虑到这些废气的成分,对倒模和电金工艺产生的废气,治理方法采用碱喷淋(溶液吸收法)—活性炭吸附法。即将这些酸性气体集中收集后采用碱液喷淋,使大部分酸性气体被碱性溶液吸收,再经活性炭,使VOCS为活性炭所吸附,使废气得到净化。VOCs主要来源于倒模工艺中蜡的高温分解。成分复杂,可采用活性炭吸收将VOCs除去。4.2贵金属提纯回收工艺废气污染治理技术方案贵金属提纯工艺的焚烧工序将抛光粉、地毯、生活垃圾收集后焚烧成灰,该过程焚烧物种类繁杂,焚烧后产生大量成分复杂,气味难闻的废气,可能产生二噁英类。二噁英是一类剧毒物质,其急性毒性相当于氰化钾的1000倍。此类物质不仅可以引起免疫系统损害和生殖障碍,还被认为具有很强的致癌性。所以,提纯工艺的焚烧工序不得在石化工业区内进行。提纯工艺的还原工序产生的主要的污染物有硝酸、氯化氢、氨、硫化氢等有毒有害无机气体,以及焚烧过程中产生的可挥发性有机物(VOCs)、可吸入颗粒物等。产生的废气多为酸性气体,集中收集后采用碱喷淋(溶液吸收法)—活性炭(吸附法)法。碱喷淋将大部分酸性气体去除,用活性炭吸附过滤VOCs和可吸入颗粒物。在贵金属回收过程中,铝合金置换贵金属时,由于化学反应系放热反应,有氢气、水蒸气和一些散发出臭味的化学成分不明的气态污染物产生。这些物质混合在一起,从视觉和嗅觉方面来看,形成了散发出臭味的的白烟。因为白烟中含有较多的水分和臭味物质组分,采用碱喷淋(溶液吸收法)—氯化钙吸附脱水(吸附法)—活性炭(吸附法)法。4.3工艺技术改造与治理设备设施改造方案4.3.1工艺技术改造方案
1、倒模工艺避免使用氢氟酸利用高周波或中周波离心浇铸机将K金或铂金配料熔化后再倒入石膏模中浇铸出铸件,得到所需K金空托。此时空托上面沾有石膏粉和一些杂质,可以用流水或高压水枪冲掉空托外层石膏屑和其他杂质。但大部分企业为了加快清洗速度,利用一些化学试剂(目前较普遍使用氢氟酸)的腐蚀作用将空金托表面的石膏屑等污秽物质除掉。操作过程是配制一定浓度的氢氟酸溶液,然后把铸件放入氢氟酸溶液中几分钟。操作在通风橱中进行,但当铸件放入时,会有大量的废气排放。氢氟酸是氟化氢的水溶液,氟化氢为无色气体,在潮湿的空气中能发烟,易溶于水。氟化氢及氢氟酸是氟化学工业中的一种基本原料,用于制造各种无机和有机氟化物,还用于清洗玻璃与金属、用作有机合成的催化剂、提炼特种金属等。氢氟酸具有很强的腐蚀性和毒性。人体吸入大量氟化氢气体可引起急性中毒和慢性损害。氢氟酸中毒预防措施有:生产设备的密闭并经常检修,装置局部排风设备,操作工人应使用有效的个人防护用品,对职工进行职业卫生知识的培训,并定期实施预防性体格检查。鉴于氢氟酸的危害,建议企业主动避免使用氢氟酸,而改用流水或高压水枪。既保护了环境和改善车间工作环境,也不用加装抽风系统和废气处理装置。具有一定的经济效益和社会效益。2、电金工艺加装通风橱和废气处理装置现在大部分电金工艺都只安装简单的排气扇,属无组织排放污染源。按照国家环保局《大气污染物综合排放标准》新污染源的无组织排放应从严控制,一般情况下不应有无组织排放存在。虽然现在电金采用硫酸铑电金水,检测结果也符合车间空气标准,但考虑到珠宝生产的特殊性,为保证生产工人能在安全、清洁生产的劳动条件下工作,电金全过程必须在通风橱中进行,且要保持室内的整洁干净,防止尘埃及任何油类物质污染镀件及镀液。同时,为了适应生产企业周围居民日益增加的环境质量要求,电金全过程产生的、通风橱收集的酸性气体必须经过废气处理设施有效处理后才能排放。3、酸溶设备采用优质塑料容器提纯工艺通常使用王水加热溶解。王水是盐酸与硝酸的混合物,加热时腐蚀能力极强,一般金属材料均可被溶解。黄金酸溶设备必须耐王水腐蚀,也不可与氯金酸等反应,还要耐热。由于黄金贵重,酸溶设备应当具有高度的可靠性,做到万无一失,否则将损失惨重。
玻璃容器(玻璃烧杯和玻璃烧瓶)透明、可耐热和王水腐蚀,玻璃烧杯、玻璃烧瓶可以用作小规模溶金的设备。为了提高可靠性,用于黄金酸溶的玻璃烧杯、玻璃烧瓶多选用高硼硅玻璃,如国产九五料玻璃或者派来克斯玻璃等。它们具有良好的化学稳定性,较高的机械强度,较好的耐温急变能力,以防止在使用过程中炸裂。使用玻璃容器溶金的优点是耐王水腐蚀能力优异,玻璃透明,可随时观察溶金过程中的反应情况,也便于洗涤。由于以上种种原因,目前,各珠宝首饰企业一般均采用玻璃容器作为酸溶设备设施。但玻璃容器的根本缺点是脆性,万一碰坏,造成金液外流,将损失巨大。另外,玻璃强度低,多用作小容积的实验容器,一般不宜制成大容积的生产设备。选用优质耐酸、耐热的聚丙烯塑料加工而成的塑料容器,可作为中等规模企业提纯时的酸溶设备,其优点为:(1)耐腐蚀能力好。所选用的优质塑料可耐热王水腐蚀,不与氯金酸反应,具有较长的使用寿命。对黄金吸附量很小。(2)大小适宜,操作方便。1-2人即可轻松移动。溶液的转移、洗涤均很方便,不必使用复杂的管路、阀门、泵等溶液输送系统。(3)安全。没有玻璃容器脆性怕碰的缺点。(4)投资省。设备体积小,价格低,对安装场所的空间大小要求不高。4.3.2污染治理设备设施改造方案大部分企业生产过程产生的废气都未经过处理直接排放,对未处理的工序都要按本方案的技术路线实施废气治理工程措施。对已经简易处理措施的工序要按本方案的技术路线进行改造。倒模工艺中的氢氟酸清洗工序,要在排气柜中进行,防止氢氟酸外逸;电金工艺产生的多为硫酸废气,应在其上部设立集气罩。这两种工艺均产生酸性废气,两者可以统一收集,集中处理排放。应在倒模工艺用的马弗炉上部设立集气罩集中收集蜡高温分解产生的VOCs,统一处理排放。提纯工艺的焚烧工序要禁止。4.4君力珠宝厂污染治理技术改造方案4.4.1污染治理现状君力珠宝厂
的厂房是新整修的,提纯工艺选择了比较先进的设备,将大量垃圾焚烧灰用缓慢加热搅拌的方式使污染物释放较慢,使用3级碱喷淋方式对废气进行处理,去除效率较高,排放废气浓度较低,但由于一次性提纯量较多,并且抽风机抽气量大,污染物排放速率比较大,厂房内2级碱喷淋,楼顶1级碱喷淋,处理后仍有刺鼻的气味。倒模过程中由于要利用HF酸的腐蚀作用将空金托表面的石膏屑等污秽物质除掉,在此过程中产生的氟化氢气体挥发性很强,对人体健康有很大危害,现有的处理设施是由风机抽到顶楼与提纯的酸气共同进行的1级碱喷淋,处理效果不甚理想,产生刺鼻的气味严重。同样,在电金和“吊酸”过程中产生大量的酸性气体,也只是进行1级碱喷淋,处理效果不甚理想,产生刺鼻的气味严重。而倒模过程中蜡高温分解产生影响人体健康的可挥发性有机物(VOCs)等污染物。目前是将VOCs进行高空排放,并未采取任何处理措施。4.4.2污染治理改造方案君力珠宝厂污染治理技术改造方案如下:(1)设置在工业厂房楼顶的碱喷淋系统迁回车间内,不在工业厂房楼顶天台设置简易的污染治理设备设施;(2)强化倒模、电金和提纯等工艺过程现有的碱喷淋处理系统,确保酸性气体的去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(3)在碱喷淋系统的碱液循环池,设置pH值监控装置,保证循环液的pH值在11左右;(4)在碱喷淋系统之后,必须增加高效活性炭吸附装置,确保VOCs气体去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(5)调整生产车间的设备设施布局,使倒模、电金和提纯等工艺过程经过碱喷淋系统和活性炭吸附装置处理后的废气能够顺利地进入工业厂房的废气集中收集管网;(6)封闭生产车间所有的无组织排放口,如需排放车间废气,必须进入工业厂房的废气集中收集管网。4.5宝亨达珠宝厂污染治理技术改造方案4.5.1污染治理现状
宝亨达珠宝厂的提纯废气采用了楼顶1级碱喷淋,但由于处理的废气量比较大,1级碱喷淋处理后仍产生很大的刺鼻的气味。倒模过程中蜡高温分解产生的影响人体健康的可挥发性有机物(VOCs),只进行简单的一级处理,然后进行高空排放,处理效果极差。同样,在电金和“吊酸”过程中产生大量的酸性气体,也只是进行1级碱喷淋,处理效果不甚理想,产生刺鼻的气味严重。4.5.2污染治理改造方案宝亨达珠宝厂污染治理技术改造方案如下:(1)设置在工业厂房楼顶的碱喷淋系统迁回车间内,不在工业厂房楼顶天台设置污染治理设备设施;(2)强化倒模、电金和提纯等工艺过程现有的碱喷淋系统,确保酸性气体去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(3)在碱喷淋系统的碱液循环池,设置pH值监控装置,保证循环液的pH值在11左右;(4)在碱喷淋系统之后,必须增加高效活性炭吸附装置,确保VOCs气体去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(5)调整生产车间的设备设施布局,使倒模、电金和提纯等工艺过程经过碱喷淋系统和活性炭吸附装置处理后的废气能够顺利地进入工业厂房的废气集中收集管网;(6)封闭生产车间所有的无组织排放口,如需排放车间废气,必须进入工业厂房的废气集中收集管网。4.6福麒珠宝厂污染治理技术改造方案4.6.1污染治理现状福麒珠宝厂占了石化区1栋的4、5、6楼一共3个楼层。4楼的起模工序产生大量VOC废气,提纯工序也产生大量污染物,现废气引至楼顶天台经碱喷淋-活性炭吸附二级处理后排放,废气治理虽然有一定效果,但不能满足国家《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中的“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准的要求。5楼的起模工序也产生大量VOCs废气,并使用了HF,现废气也是引至楼顶天台经
碱喷淋-活性炭吸附二级处理后排放。但电金工序产生酸雾,未任何处理就直接排放。6楼的起模工序也产生VOC废气,电金工序产生的酸雾,这些废气污染物均未任何处理就直接排放。4.6.2污染治理改造方案福麒珠宝厂污染治理技术改造方案如下:(1)调整生产车间的设备设施布局,5楼的倒模和电金室的位置应调至相邻,便于统一收集酸气。使倒模、电金和提纯等工艺过程经过碱喷淋系统和活性炭吸附装置处理后的废气能够顺利地进入工业厂房的废气集中收集管网;(2)设置在工业厂房楼顶的碱喷淋系统迁回车间内,不在工业厂房楼顶天台设置污染治理设备设施;(3)强化倒模、电金和提纯等工艺过程现有的碱喷淋系统,确保酸性气体去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(4)在碱喷淋系统的碱液循环池,设置pH值监控装置,保证循环液的pH值在11左右;(5)在碱喷淋系统之后,必须增加高效活性炭吸附装置,确保VOCs气体去除率在95%以上,并达到《广东省大气污染物排放限值》DB44/27—2001二级标准的要求;(6)封闭生产车间所有的无组织排放口,如需排放车间废气,必须进入工业厂房的废气集中收集管网。
5工程设备的设计5.1工业厂房外墙废气集中收集管道设计技术方案1、管道布置原则(1)统一规划,力求简单、紧凑,缩短管线,减少占地和空间,方便安装、调节和维修;(2)集中成列,尽量沿墙、柱敷设;(3)穿过墙壁或者楼板的管段,不得有纵向焊缝;(4)采用以焊接为主的管道连接方式,为方便检修、安装,设置足够数量的法兰;(5)为保证管网系统各吸气点均能达到设计风量,对各支风管均要求设置阻力平衡阀;(6)管网系统外貌与工业厂房的建筑风格尽可能协调。2、管道制作材料(1)型号、规格与性质采用硬聚氯乙烯板材(pvc板材)作为管道制作材料,pvc板材耐酸碱、耐腐蚀、物理机械性能好。硬聚氯乙烯板材是聚氯乙烯树脂加入稳定剂等辅料,经压延成薄片层压或直接挤出制得。产品性能符合中华人民共和国国家标准GB4454-84或GB13520/T-92。规格尺寸:厚度10mm。产品色泽:水灰色。(2)主要技术参数硬聚氯乙烯板材(pvc板材)的主要技术参数如表5-1。表5-1硬聚氯乙烯板材的主要技术参数序号指标名称单位指标1比重g/cm31.38-1.552拉伸强度Mpa≥49
3弯曲强度Mpa≥88.24缺口冲击强度Kg/m2≥2.95维卡软化点℃≥756尺寸变化率%±3.07酸碱腐蚀度g/cm2±2.0(3)焊接材料采用硬聚氯乙烯焊条(PVC焊条)。该产品是聚氯乙稀树脂为主要原料,经挤出成型的实心条状制品,产品执行中华人民共和国HGB2161-62标准。产品特性:耐酸、碱、腐蚀。产品用途:适用于聚氯乙烯板材,管材的制作产品。各种化工设备,通用防腐机械等焊接之用物理性能:拉伸强度≥40MPA,密度1.4-1.50g/cm3,维卡软化温度≥70℃。产品色泽:水灰色。规格尺寸:单股2mm;双股2mm。长度为1m±0.02,每捆包装为5公斤。3、管道制作与安装(1)管道断面形状为了制作方便、尽可能与工业厂房的建筑风格协调,管道断面采用矩形,内尺寸为:长×宽=800×600mm。(2)管道成型工艺采用四角加热折方成型工艺制作管道,避免在四角设置焊缝。焊接时,空气温度控制在210~250℃。要注意相邻的管段的纵缝需交错设置。(3)管道安装管道与抱箍之间应有一定的空隙,以便于风管的热胀冷缩。为避免太阳的照射而加速风管的老化,同时也为了美化环境,对风管的暴露表面,用着色铝箔装饰。风管穿过墙壁时,应用金属套管加以保护。套管和风管之间留5~10mm
的空隙,使风管能沿轴向自由移动,墙壁与套管之间可用耐酸水泥砂浆填塞。风管穿过楼板时,应设置保护圈。4、管道工程设计(1)风量计算以一条废气收集管道(总管)为计算基准。管内气体流速是决定废气处理系统的工程投资和运行费用的关键指标,塑料风管干管内的气体流速范围一般为6~14m/s。本方案取管内气体流速为10m/s,因此,一条废气收集管道的废气输送量为:/h。(2)管道总长度计算据现场勘查,石化工业区“1栋”、“2栋”、“3栋”和“4栋”共需配置26条废气收集管道,每条管道长27~36m,共770m,详见表5-2。表5-2石化工业区4栋工业厂房废气收集管道计算表序号工业厂房名称管道数(条)单位管道长度(m/条)管道总长度(m)1石化“1栋”北6271622石化“2栋”北7271893石化“2栋”南236724石化“2栋”西136365石化“3栋”北236726石化“3栋”南327817石化“3栋”西236728石化“4栋”北227549石化“4栋”西1323210合计26-770(3)风机选型经计算,管道系统摩擦阻力和局部阻力1200Pa,废气净化装置的局部阻力约1000Pa
,净化系统的总阻力合计2300Pa。净化系统所需风量为17280m3/h。风量附加安全系数取1.15,风压附加安全系数取1.20,则风机风量应为19872m3/h,风压应为2760Pa。按大于此风量和风压的原则,对照风机样本,选择4-72-11NO8C型离心式引风机。该风机的风压为2362~3116Pa,风量为20100~34800m3/h,风机转速为1800转/min、风口角度为0度或180度。配套电动机的型号为Y200L1-2,功率为30KW。(4)法兰设置每隔8m左右设置一对法兰,共需法兰约90对。(5)辅助设施设置辅助设施包括方园变径接头、风机防振装置、消声器和风机隔声房。方园变径接头52个,风机防振装置26套,消声器52个,风机隔声房26间。5.2工业厂房废气集中处理设施设计技术方案1、净化设备的构成、造型与制作材料净化设备由简易过滤器和活性炭吸附器组成,简易过滤器的过滤材料为超细玻璃棉板,活性炭吸附器采用卧式造型。超细玻璃棉板是以石英砂、长石、硅酸钠、硼酸等为主要原料,以高温熔化制得2μm的纤维状棉,施加酚醛树脂粘合剂,加压加温固化成型的板状材料。具有容重轻、吸声系数大、阻燃,有极好的化学稳定性。其主要技术指标如表表5-3超细玻璃棉板的主要技术指标容重纤维直径导热系数安全使用温度规格24-74kg/m3<6μm0.03w/m.h.℃-120℃-400℃1200×600×20mm活性炭吸附器采用北京科诚光华新技术有限公司生产的KC-40A型柱状高档活性炭。其主要技术指标如表5-4。
表5-4KC-40A的主要技术指标粒度%强度%碘值mg/g干燥减量%充填密度g/mg灰分%PH值¢40≥90≥98≥1000≤100.45-0.55≤12>7简易过滤器与管道-风机系统配套,即一条集中式废气输送管道配套一个简易过滤器。简易过滤器的空间造型与几何尺寸详见工程设计图纸。活性炭吸附器分二种规格,一种规格与二个管道-风机系统配套,即二条集中式废气输送管道配套一个活性炭吸附器;另一种规格是三个管道-风机系统配套,即三条集中式废气输送管道配套一个活性炭吸附器。活性炭吸附器的空间造型与几何尺寸详见工程设计图纸。2、净化设备设计性能指标简易过滤器的设计性能指标如表5-5。表5-5简易过滤器的设计性能指标废气处理能力过滤面积过滤风速压力损失更换周期18000m3/h2.16m22.32m/s50Pa15~30d本方案采用的活性炭吸附器分二种规格,其型号分别为CFZ-2和CFZ-3型。其设计性能指标如表5-6。表5-6活性炭吸附器的设计性能指标型号废气处理能力过滤风速压力损失活性炭装填量CFZ-2型36000m3/h1.2m/s800Pa2500KgCFZ-3型54000m3/h1.2m/s800Pa3750Kg5.3废气收集管道与废气净化设施组合配置方案1、石化工业区1栋石化工业区1栋共有6条废气集中收集管道,配置2台CFZ-3型活性炭吸附器和6个简易过滤器。2、石化工业区2栋
石化工业区2栋共有10条废气集中收集管道,配置2台CFZ-3型活性炭吸附器、2台CFZ-2型活性炭吸附器和10个简易过滤器。3、石化工业区3栋石化工业区3栋共有7条废气集中收集管道,配置1台CFZ-3型活性炭吸附器、2台CFZ-2型活性炭吸附器和7个简易过滤器。4、石化工业区4栋石化工业区4栋共有3条废气集中收集管道,配置1台CFZ-3型活性炭吸附器和3个简易过滤器5、废气集中管道与废气净化设施组合配置汇总石化工业区4栋工业厂房废气集中收集管道与废气净化设施组合配置方式如表5-7。表5-7废气集中收集管道与废气净化设施组合配置汇总表序号厂房名称管道数简易过滤器CFZ-3型吸附器CFZ-2型吸附器1石化“1栋”66个2台-2石化“2栋”1010个2台2台3石化“3栋”77个1台2台4石化“4栋”33个1台-5合计2626个6台4台
6废气集中处理设施工程概算6.1工程投资概算依据与原则(1)《广东省建筑工程综合定额》(2005);(2)《广东省建筑工程计价办法》(2005);(3)《广东省市政工程综合定额》(2005);(4)《广东省建筑市政工程计价办法》(2005);(5)《广东省安装工程综合定额》(2005);(6)《广东省安装工程计价办法》(2005);(7)《深圳地区建设工程材料指导价格》(2005);(8)深圳市建设工程造价管理站发布的有关文件;(9)广东省建设工程造价管理站发布的有关文件;(10)《全国市政工程投资估算指标》1996;(11)《全国市政工程可行性研究报告投资估算编制办法》,建标(1996)628号文;(12)《工程勘察设计收费标准》,计价格(2002)10号文;类似工程技术经济指标与有关厂家报价。6.2概算说明(1)工程总投资未考虑现有污染治理设施的拆迁费用;(2)废气排放基础设施(标准设备部分)按设备购置、安装、运杂项目分别计价;(3)外墙废气集中收集管道(非标准设备部分)按管道制作、安装、运杂项目分别计价;(4)废气净化设施按设备设施制造、安装、运杂项目分别计价;(5)辅助工程采用类比法估计6.3管道工程投资概算管道工程投资的直接费用包括管道与辅件材料费、管道制作费、辅件制作费、标准设备购置费、安装工程费与运杂费等,管道工程的管道与辅件材料费和标准设备购置费为81.42万元,其中,材料费为39.42万元,设备购置费为52.00万元,详见表6-1。
表6-1管道、辅件材料费与标准设备购置费概算表序号名称型号规格单位数量单价/万元总价/万元1材料费39.422PVC板材厚度10mm吨45.00.8538.253单股、双股吨0.421.000.424着色铝箔厚度0.3mm吨0.102.500.255普通钢材吨1.000.500.506设备购置费52.007引风机NO8C台261.5039.008消声器个520.2513.009合计81.42管道制作费和辅件制作费按材料费的15%进行概算,管道制作费、辅件制作费和材料费统称非标准设备购置费。安装工程费按标准设备购置费和非标准设备购置费之和的10%进行概算,运杂费按标准设备购置费和非标准设备购置费之和的3%进行概算。管道工程的直接费用为109.98万元,详见表6-2。表6-2管道工程的直接费用概算表单位:万元序号设备名称投资额备注1设备购置费97.3345.33+52.00=97.332非标准设备购置费45.3339.42×1.15=45.333标准设备购置费52.00详见表10-1。4安装工程费9.7397.33×10%=9.735运杂费2.9297.33×3%=2.926合计109.98
6.4净化设施工程投资概算净化设施工程投资的直接费用包括主体净化设备费(活性炭吸附器购置费)、辅助净化设备费(简易过滤器购置费)、过滤材料费、吸附材料费、安装工程费与运杂费等,其中,活性炭吸附器购置费为260.00万元,简易过滤器购置费为13.00万元,设备购置费合计273.00万元,详见表6-3。表6-3主体净化设备和辅助净化设备费购置费概算表序号名称型号规格单位数量单价/万元总价/万元1主体设备费260.002吸附器CFZ-2型台420.0080.003吸附器CFZ-3型台630.00180.006辅助设备费13.008过滤器简易个260.5013.009合计273.00安装工程费按活性炭吸附器购置费和简易过滤器购置费之和的10%进行概算,运杂费按活性炭吸附器购置费和简易过滤器购置费之和的3%进行概算。净化设施工程投资的直接费用为317.99万元,详见表6-4。表6-4净化设施工程的直接费用概算表单位:万元序号设备名称投资额备注1设备购置费273.00详见表6-3。2活性炭吸附器购置费260.00详见表6-3。3简易过滤器购置费13.00详见表6-3。4安装工程费27.30273.00×10%=27.305运杂费8.19273.00×3%=8.196过滤材料费3.00
7吸附材料费6.50(6×3.75+4×2.5)×0.28合计317.996.5废气集中处理工程总概算废气集中处理工程总投资费用为496.66万元,见表6-5表6-5基础设施工程总投资费用概算表单位:万元序号费用名称投资额备注1管道工程直接费用109.98详见表6-2。2净化设施工程直接费用317.99详见表6-4。3其他费用204勘查设计29.96按“1”、“2”之和的7%计算5不可预见12.84按“1”、“2”之和的3%计算6税金5.895.5%7合计496.66
参考文献〔1〕王志魁主编.化工原理.第二版.北京:化学工业出版社,1998.10.〔2〕赫吉明马广大主编.大气污染控制工程.第二版.北京:高等教育出版社,2002.〔3〕贺匡国主编.化工容器及设备简明设计手册.化学工业出版社,1989.〔4〕黄学敏.张承中主编.大气污染控制工程实践教程.北京:化学工业出版社.2003.9.〔5〕立本英机.安部郁夫(日)主编.高尚愚译编.活性炭的应用技术ü其维持管理及存在问题.南京:东南大学出版社,2002.7.〔6〕林肇信主编.大气污染控制工程.高等教育出版社.1991.5.〔7〕全燮.杨凤林主编.环境工程计算手册.中国石化出版社.2003.6.〔8〕吴忠标主编.实用环境工程手册ü大气污染控制工程化学工业出版社.2001.9.〔9〕姜安玺主编.空气污染控制.北京:化学工业出版社.2003.〔10〕朗晓珍.杨毅宏主编.冶金环境保护及三废治理技术.东北大学出版社.2002.〔11〕童志权等主编.工业废气污染控制与利用.北京:化学工业出版社,1988.〔12〕王绍文.张殿印.徐世勤.董保澍主编.环保设备材料手册.冶金工业出版社2000.9.〔13〕何滢滢潘涌璋编.吸附浓缩——催化燃烧法处理有机废气.环境工程1997.4〔14〕田杰主编.吹吸式通风法在油漆漆雾治理中的应用.工业安全与防尘.2000.5.〔15〕冯宇主编.谈谈苯作业场所的综合防护措施.工业安全预防尘1999.7.〔16〕唐敬麟,张禄虎编.除尘装置系统及设备设计选用手册化学工业出版社.2004.〔17〕钱颂文主编.换热器设计手册.化学工业出版社,2002.〔18〕顾卫东主编.催化燃烧净化装置在烘型装置中的应用.〔19〕创元集团环境技术苏州捷能有机废气净化设备有限公司主页摘自http://www.jieshi.sz.js.cn/1.html.〔20〕DavidRC.HandbookofChemistryandPhysics,73rd[M].US;CRCPress,1991.〔21〕NevilleAHHolt.CoalGasificationResearch,DevelopmentandDemonstrationNeedsandOpportunities[A].PresentedattheGasificationTechnologiesConference[C].SanFrancisco,CA,Oct,10,2001.〔22〕岑超平,古国榜,《空调生产有机废气治理工艺设计》,《环境工程》,2002年10月第20卷第五期.〔23〕陈凡植,《活性炭吸附法处理低浓度苯类废气多的研究》,《广东工学院学报》,第11卷第3期,1994年9月.
致谢大学四年的生活转眼即逝,最后的一项任务-毕业论文在老师的与同学们的帮助下,顺利完成。在做毕业论文的期间,本人遇到了不少难题,幸亏有老师和热心同学的帮忙,才能顺利完成。特别要感谢带我们论文的指导老师--陈凡植老师。陈老师不厌其烦的为我们解答各种难题,耐心的为我们讲解做论文、设计的思路、结构以及论文的格式等。百忙之中抽出宝贵的时间为我们收集相关资料,给了我们莫大的帮助。在这里,我也要感谢热心帮助过我的同学们,在我不懂的时候,他们主动的跟我探讨,找些资料给我参考,提出他们的意见,使我能够顺利的完成了我的毕业论文。'
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