摘要：针对该车间存在的扬尘及废气污染问题，对其通风除尘及净化系统进行了改造，采取了设置排风罩收集粉尘、车间设全面通风、采用吸附一催化燃烧法处理有机废气等措施。实际运行结果表明，采用吸附一催化燃烧法处理大风量、低浓度的有机废气具有高效率、节能、无二次污染、运行费用低等特点。
1项目概况
厦门喜盈门家具制品有限公司位于厦门海沧投资区，占地7万多m3。油漆车间建筑面积约2000m2，有3条自动喷漆生产线、2间手工喷漆房。油漆喷涂过程中主要产生漆雾、有机废气污染。有机废气主要为苯、甲苯、二甲苯等。同时，打磨后的木料在上料口吹扫过程中会产生非常细小的粉尘。这些有毒的苯系有机废气和粉尘部分弥漫在车间内，影响工人的身体健康，部分废气排至室外又对周围环境造成污染。车间原有的通风除尘净化系统已达不到要求，厂方希望对这种状况进行彻底整改。
2治理改造项目
通过现场调查发现，车间主要有以下几个问题需要治理改进：自动喷漆生产线上料口处无除尘设施，会产生扬尘问题，灰尘会进入喷漆台和车间;自动喷漆室有密闭罩，废气收集处理后集中排放，但废气处理工艺落后，产生二次污染且排放不达标，同时部分废气逸散在车间;手工喷漆室无废气处理设施，废气部分直接排放室外，部分逸散在车间内;车间无全面通风设施。
3粉尘、废气的收集
3.1粉尘的收集净化
木料喷漆前都进行过打磨，打磨后的木料表面有一层非常细小的粉尘，为了保证喷漆质量，在自动喷漆线上料口处用高压空气喷枪对木料进行吹扫，造成木料上的粉尘在车间内四处飞散。由于工艺限制不能采用密闭罩，喷枪从下部
向上吹，会诱导粉尘向上飞扬，因此考虑设置上吸式排风罩，使吸气气流与污染气流一致，这样用较小的风量就可以达到控制效果。排风罩罩口尺寸为3m×15m，四边均比上料口大150mm，罩口距上料口高度150mm，边缘控制点的控制风速为0.9m/s，避免粉尘外泄。根据文献1，前方有障碍物时外部吸气罩通风量按下式计算：
式中L1为排风罩的通风量，m3/s;K1为安全系数，取1.2;P为排风罩敞开面周长，m;H为罩口至污染源的距离，m;为边缘控制点的控制风速，m/s。
计算得系统排风量为5832rn3/h，除尘设备选用处理风量为6000m3/h的单机除尘机组。系统投入运行后，效果良好，基本消除了车间内粉尘乱飞的现象。
3.2喷漆室通风
原有手工喷漆室是开敞式的，污染大，此次改造新建2问手工无尘喷漆室，人口设风淋，自动喷漆室原本就是整体式的。根据文献[1]，污染源连续均匀散发有害物时，把有害物稀释到卫生标准规定的最高允许浓度以下所需的通风量按下式计算：
式中L2为喷漆室的通风量，m3/s;K2为安全系数取6;x为有害物散发量，mg/s为室内有害物最高允许浓度，取40mg/m3;为送风中有害物浓度，mg/m3，取0。
根据业主提供的现场实测数据，手工、自动喷漆室的有害物散发量分别为34.6，36.8mg/s，计算得手工喷漆室的通风量为18680m3/h，自动喷漆室的通风量为l9880m3/h。手工、自动喷漆室均采用顶部送风、侧下部排风的气流组织形式，新风采用粗效、中效、高效三级过滤。送风量略大于排风量，以保持室内微正压;排风经喷漆室内的多级水幕帘除去部分漆雾，通过管道送室外净化装置净化。排风机、送风机设置变频器，根据喷漆室产生的废气量来自动变频调节，以减少能耗。
3.3全面通风
车间内的废气是由各喷漆作业点泄漏出的，逸散在整个车间内。由于各喷漆作业点都已密闭隔离，泄漏量极少，废气浓度很低，可直接排至室外。车间换气次数为10h一，车间保持负压。
4有机废气净化工艺
4.1设计参数
废气排量：自动喷漆室59640m3/h;手工无尘喷漆室37360m3/h。废气成分：按苯系物混合排放质量浓度<400mg/m。考虑。
废气温度：常温。
生产时间：自动喷漆(连续生产)20h;手工喷漆(间隙生产)10h。
处理后排放质量浓度：苯，≤12mg/m3;甲苯，≤40mg/m3;二甲苯，≤40mg/m3。
延伸阅读：
4.2工艺比较及选择
有机废气的处理方法种类繁多，常用的有冷凝法、液体吸收法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸附法等。
冷凝法：将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝，冷凝液经分离回收有价值的有机物。该方法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但投资大、能耗高、运行费用高。
液体吸收法：吸收效率不高，只有60%～80%，实际应用中存在油雾夹带现象，一般难以达到国家排放标准，而且存在二次污染的问题。
直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700~800℃)，驻留一定的时问，使可燃的有害气体燃烧。但能耗大、运行成本高。
催化燃烧法：将废气加热到200~300℃，经过催化床燃烧，达到净化目的。该方法能耗低、净化率高、无二次污染，适用于高温、高浓度的有机废气治理。
吸附法：主要是采用吸附材料(如活性炭等)来吸附废气中的污染物，净化率可达到95%。该方法比较适合于对中等流量以下、间歇性排放的低浓度废气的处理。若无再生装置，则运行费用太高。
经过比较，针对该公司的生产特点及规律，确定采用吸附一催化燃烧法深度净化的工艺来治理有机废气污染，既利用了活性炭吸附处理低浓度污染物效率高的特点，又利用了催化床在处理高浓度污染物方面的优势。“三苯”平均净化率95.9%，粉尘净化率99%，催化燃烧“三苯”平均转化率98.2%。吸附一催化净化一体装置在活性炭再生时充分利用设备自身催化燃烧后的余热，无需其他能源，具有节能环保、可自动运行等优点。
4.3吸附一催化净化工艺
吸附一催化净化系统流程图见图1
喷漆室排出的废气含有大量的漆雾，为保证吸附装置中活性炭的吸附效果，延长活性炭的使用寿命，废气必须进行预处理才能进人吸附净化装置。预处理装置分为两级，即湿式除尘器(柜式喷淋设备)和干式除尘器，以确保漆雾的净化率达到95%以上。为防止水和少量的漆雾进入吸附净化装置，废气先经湿式除尘器后再进入干式除尘器，以确保
吸附净化装置的气源干净、无颗粒。吸附过程：有机废气经过湿式、干式两级除尘器除去漆雾，然后进入吸附床，有机物质被活性炭吸附，洁净气体高空排放。活性炭达到饱和状态时，停止吸附，此时有机物被浓缩在活性炭内。
脱附过程：启动催化床的加热装置，进入内部循环，吸附床受热后有机物从活性炭内挥发出来，然后进入催化装置催化分解成CO2和H2O后达标排放，释放出的能量用于吸附床脱附。直到有机物完全从活性炭内部分离，活性炭得到再生，有机物得到分解处理。
自动喷漆室净化系统设置三个活性炭吸附床，单床处理风量为30000m3/h，采用两床吸附、一床脱附的连续工作方式。手工无尘喷漆室净化系统设置一个活性炭吸附床，处理风量为40000m3/h，利用非工作时间进行脱附。活性炭吸附床的设计滤速为0.8m/s，驻留时间为0.56S，活性炭吸附周期为24h。
自动喷漆室与手工无尘喷漆室共用一套催化燃烧床，处理风量为6000m3/h，电加热时间约为1h，单床脱附时间为3h。
催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂，这是一种新型高效的有机废气净化催化剂。活性炭吸附床采用新型防水型蜂窝状活性炭，该活性炭的比表面积和孔隙率大，流体阻力小，吸附能力强，具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性，净化效率高达95%。
5技术经济分析
由表1可以看出，燃烧法和化学吸收法在处理大风量低浓度的废气时虽然初投资低，但运行费用高，不适合采用;几种净化方法中吸附一催化燃烧法初投资最高，运行费用最低，投资回收期一般在2a左右，具有良好的经济性。
6结论
2010年系统运行后，废气处理后排放质量浓度：苯≤12mg/m3、甲苯≤40mg/m3、二甲苯≤40mg/m3，符合厦门的地方标准，通过了环保部门的验收。吸附一催化燃烧法处理大风量低浓度的喷漆废气净化效果好，无二次污染，节能效果明显。
延伸阅读：
原标题：喜盈门家具厂油漆车间通风除尘及废气净化
