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采用喷淋工艺处理PVC塑料生产废气,将***的吸收液与改型的喷淋塔相结合,在中试成功的基础上进行了实际工业化应用。应用结果表明:采用该工艺处理某PVC塑料生产企业的生产废气,吸收液在喷淋塔循环液中所占体积分数为15%时,废气中各污染物指标的去除率达85%以上,对于难处理的苯系物也能较好地去除;处理后废气中各污染物指标的含量满足GB14554—1993《恶臭污染物排放标准》和DB44/27—2001《大气污染物排放限值》的要求;该工艺装置运行费用较低,仅为电费和少量药剂费用,吸收液可循环使用,设备保养及维护简单,可满足市场需求。
聚氯乙烯(PVC)粉末在加工成PVC塑料制品的过程中,通常会添加增塑剂、稳定剂、***剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性、韧性、延展性等。这些有毒的添加剂和助剂在生产过程中渗出并气化到空气中,不仅影响人的生理机能,还大幅增加了致癌率。PVC塑料生产废气和粉尘种类复杂多变,其有害成分主要为邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸、己二酸酯、环氧化合物、氯代烃、硬脂酸、β-二酮和氯化氢等。
目前,传统的有机废气处理方法主要有4种:低温等离子体法、静电吸附法、活性炭吸附法和喷淋吸收法。低温等离子体法在处理低含量VOCs方面具有独特作用,对链状烃及其衍生物具有较好的处理效果,但对于环状烃及其衍生物的处理效 果不理想,尤其是对芳香族类有机物,且设备与运行成本高。静电吸附法对粉尘等颗粒物的去除效果较好,但对高浓度有机废气的处理效果相对较差,且设备与运行成本较高,维护程序复杂。活性炭吸附法对有机废气的去除效果较好,但活性炭易达吸附饱和,无论是更换还是解吸,成本都较高。喷淋吸收法设备简单,维护方便,运行成本较低,但传统的喷淋吸收法存在两大弊端,一是喷淋设备自身缺陷,导致废气与循环液接触时间太短;二是循环液的吸收效果有限。
对于中小型企业,在废气治理方面的预算有限,面对高额的设备投资及运行成本,这些企业往往显得力不从心。本工作采用喷淋工艺处理PVC塑料生产废气,将***的吸收液与改型的喷淋塔相结合,取得了较好的处理效果,且设备简单、维护方便、运行费用低,可满足市场需求。
1 试验部分
1.1 喷淋工艺的流程和设备
为了确保处理效果,使废气中的极性和非极性有机成分均被充分吸收,本工艺采用两台自主设计的改型的喷淋塔串联使用。风机安置于两塔之间,以防止其被油性气体污染腐蚀,同时***抽风效果。通过(聚丙烯)PP管道集中收集的PVC塑料生产废气首***入1#喷淋塔,在极性吸收液的作用下吸收极性有机分子,进行除油、除烟尘净化处理;处理后的废气经过风机进入2#喷淋塔,在非极性吸收液的作用下吸收非极性有机分子,进行除异味净化处理,最终达标排放。
喷淋塔是药剂喷淋处理工艺中的关键设备。针对PVC塑料生产废气,设计采用PP材质的喷淋塔。喷淋塔内部由隔层隔开。圆柱体塔身共分为4层:***层为循环液槽;向上第2~4层为填料层,每层填充大量PP材质的环保球(多面体空心球),以增大比表面积;第3和第4层亦为喷淋层,每层装有大量的喷头,循环泵将***层的循环液抽至第3和第4层,由喷头高速向下喷出,向下喷淋出的循环液与向上流动的废气在环保球上充分接触,并发生吸附。喷淋塔顶的部锥体结构中亦填充有大量的环保球,作为除雾层使用。综合考虑处理成本和废气净化效率,废气在塔内的停留时间确定为3~4 s。根据废气量的大小及废气成分的复杂程度,确定喷淋塔的尺寸规格。一般来说,对于2×104~6×104 m3/h的废气量,采用内径2.0~3.5 m、高3.5~5.2 m的喷淋塔。