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PU皮革廢氣處理

2019-10-16

1.PU皮革廢氣概述


  PU是英文Polyurethane的縮寫,化學中文名稱“聚氨酯”。PU皮革就是聚氨酯成分的表皮。PU皮革廣泛適用於做箱包、服裝、鞋、車輛和家具的裝飾,它已經得到市場的肯定,其應用範圍之廣,數量之大,品種之多,是傳統的天然皮革無法滿足的。


  1.1 PU皮革廢氣來源


  PU皮革生產有濕法工藝和幹法工藝。濕法工藝采用單一的DMF溶劑(二甲基甲酰胺);幹法工藝除了含DMF溶劑還含有丁酮和甲苯。濕法工藝DMF溶劑主要在水體裏,而幹法工藝采用濕式洗滌塔用水來吸收可溶性的DMF。不管濕法工藝還是幹法工藝,溶解在水裏的高濃度DMF,都通過精餾法回收DMF。然而DMF在精餾回收過程中容易受熱分解產生二甲胺和甲酸,DMF在精餾回收過程產生二甲胺由塔頂帶出,甲酸隨DMF分出。PU皮革工藝產生的廢氣主要為DMF、丁酮、甲苯。雖然二甲胺隻占DMF的0.1%,但由於DMF回收總量很大,二甲胺又有強烈的惡臭,對環境影響很大,必須對PU皮革VOCs廢氣處理,達到廢氣標準排放要求。


VOCs廢氣處理


  2. PU皮革廢氣處理方法


  PU皮革廢氣主要成分DMF、丁酮、甲苯屬於有機廢氣範疇,而目前國內針對有機廢氣處理方法,主要有活性炭吸附法、低溫等離子法、燃燒法、UV光解法。




  2.1 活性炭吸附法


  利用吸附劑(活性碳、矽膠、分子篩等)對廢氣中有機組分的高效吸附性能,使廢氣通過吸附劑層後得以淨化。最常用的吸附技術采用的吸附介質是活性炭(棒狀或顆粒活性炭)。目前主要應用於大風量、低濃度(≤800mg/m3)、無顆粒物、無粘性物、常溫的低濃度有機廢氣淨化處理。


  2.1.1活性炭吸附工藝說明


  活性炭淨化率高(活性炭吸附可達到95%以上),實用遍及,操縱簡單,投資低。在吸附飽和以後需要更換新的活性炭,更換活性炭需要費用,替換下來的飽和以後的活性炭也是需要找專業人員進行危廢處理,運行費用高。


  2.2 低溫等離子法


  利用介質阻擋放電過程中,等離子體內部產生富含極高化學活性的粒子,如電子、離子、自由基和激發態分子等,廢氣中的汙染物質與這些具有較高能量的活性基團發生反應,最終轉化為CO2 和 H2O 等物質,從而達到淨化廢氣的目的。


  2.2.1低溫等離子工藝說明


  低溫等離子反應快,設備啟動、停止十分迅速,隨用隨開。低溫等離子的放電效果和空氣的濕度有極大的關係,濕度越大能耗越大,大量能量會被水分子吸收,從而降低電離效果。使用低溫等離子處理廢氣,廢氣直接經過放電係統,對於易燃易爆氣體帶來很大安全隱患,容易造成火災等重大安全事故。


  2.3 燃燒法


  燃燒法隻在揮發性有機物在高溫及空氣充足的條件下進行完全燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用於各類有機廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。


  排放濃度大於5000mg/m³ 的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進行燃燒,燃燒溫度一般控製在1100℃,處理效率高,可以達到95%一99%。


  熱力燃燒法適合於處理濃度在1000—5000 mg/m³ 的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃氣體,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820℃。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒後產生的廢氣直接外排會導致二次汙染。


  2.3.1燃燒法工藝說明


  通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理有機廢氣,其淨化率是比較高的,但是其投資運營成本極高。因廢氣排放的點多且分散,很難實現集中收集。燃燒裝置需要多套且需要很大的占地麵積。熱力燃燒比較適合24小時連續不斷運行且濃度較高而穩定的廢氣工況,不適合間斷性的生產產線工況。催化燃燒的投資和運營費用相對熱力燃燒較低,但淨化效率也相對較低一些;但貴金屬催化劑容易因為廢氣中的雜質(如硫化物)等造成中毒失效,而更換催化劑的費用很高;同時對廢氣進氣條件的控製非常嚴格,否則會造成催化燃燒室堵塞而引起安全事故。


  2.4 UV光解法


  通過采用 UV-D 波段內的真空紫外線(波長範圍 170-184.9nm),破壞有機廢氣分子的化學鍵,使之裂解形成遊離狀態的原子或基團(C*、H*、O*等);同時通過裂解混合空氣中的氧氣,使之形成遊離的氧原子並結合生成臭氧【UV+O2→O-+O*(活性氧) O+O2→O3(臭氧)】。具有強氧化性的臭氧(O3)與有機廢氣分子被裂解生成的原子發生氧化反應,形成 H2O 和 CO2。整個反應過程不超過 0.3 秒,淨化效果與廢氣分子的鍵能、廢氣濃度以及含氧量有關。整個淨化過程無需添加任何化學助劑或者特殊限製條件。


  2.4.1 UV光解淨化工藝說明


  (1)高效除惡臭:能高效去除揮發性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要汙染物,以及各種惡臭味氣體,脫臭效率可達到95%以上,脫臭效果超過國家1993年頒布的惡臭汙染物排放標準(GB14554-1993)和1996年頒布的《大氣汙染物綜合排放標準》(GB16297-1996)。


  無需預處理:有機氣體無需進行特殊的預處理,如加溫、加濕等,設備工作環境溫度在-30℃-95℃之間,濕度在30%-98%、PH值在2-11範圍均可正常工作。


  (2)無需添加任何物質:隻需要設置相應的排風管道和排風動力,使惡臭氣體以及工業廢氣通過UV光解廢氣淨化設備進行脫臭分解淨化,無需添加任何物質參與化學反應。


  (3)適應性強:可適應中低濃度,不同工業廢氣物質的脫臭、淨化處理,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠。


  (4)運行成本低:無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,隻需作定期檢查,設備能耗低,設備風阻低<50pa,可節約大量排風動力能耗。


  (5)安全可靠:因采用光解原理,模塊采取隔爆處理,消除了安全隱患,防火、防爆、防腐蝕性能高,設備性能安全穩定,特別適用於采油(氣)田、石油化工、製藥等防爆要求高的行業。


  2.4.2 UV光解廢氣處理技術應用範圍


  印刷廠、印染廠、電子廠、塑料廠、樹脂廠、塗料廠、家具廠、煉油廠、橡膠廠、化工廠、造紙廠、皮革廠、農藥廠、製藥廠、油漆廠、化肥廠、食品加工廠、飼料廠、香精香料廠、屠宰廠、汙水處理廠、垃圾中轉站、噴塗噴漆等惡臭氣體、工業廢氣的淨化處理。

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