塑料造粒机油烟废气处理方案

工程慨况

1 工程慨况

根据业主提供的信息，此项目为造粒车间产生的油烟废气处理。

车间总共9排，每排16单元背靠背排列，分别为上下两层全部造粒和上造粒下破碎两类，造粒机按照6000风量/台，每单元每层放2台生产设备。

1-2排：有64台造粒机；

3-9排：一层为破碎设备，二次为造粒。造粒机32台。

平均每台造粒机每天产量为5-8吨，工作时间15-16个小时。

废气处理设备放在厂房两侧。

编制依据和范围

1 设计依据

2  工程范围

• 管道直径设计需要满足15米/秒的管道风速。
• 依据现场户外设备安装条件，设备尺寸要满足场地条件。
• 防爆系统、消防系统。
• 增加整体防静电设计。
• 净化设备的户外设备地基工程。
• 提供整套净化废气系统设计。
• 提供整套净化废气设备。
• 提供每套净化废气系统的电控系统。
• 负责设备的安装、调试。
• 负责设备的售后服务。

3  设计原则

• 废气净化设备必须足够容量和率，供应商须废气浓度排放标准、满足环保单位验收标准。
• 净化设备需达到运转和安全使用，在正常维护使用情况下设备始终保持净化功能。
• 设计遵循技术、成熟、经济、可靠、实用的原则。
• 设备选型以技术性能优良、运行稳定可靠、维护检修方便、备品配件易购为原则。
• 对净化废气系统的完整性、性、可靠性负责。
• 设备维护简便，运行成本低。
• 无二次污染。

4  设计的基础参数：

工程项目地点：       河北  保定

厂房情况：           钢结构厂房

气    源：           造粒机

废气特性：           颗粒物、丙烯腈，丁二烯、苯乙烯、非甲烷总烃

废气浓度：           未测

温    度：           20-50℃

湿    度：           38--95％

零部件材质：         碳钢

废气成分介绍

1废气成分介绍

• 该厂造粒原材料主要为PVC、聚乙烯、ABS、聚丙烯等。
• 废气产生源主要为废旧电缆、薄膜造料过程中产生的有机废气。经现场检测，主要成分为烷烃类、卤代烷烃类、酯类和苯系物类等。
• PVC在90-250℃的加热条件下,多可热解释放出14种成份,他们分别是：乙烯、氯化氢、一氯甲烷、氯乙烯、二氯乙烯、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、苯、三氯乙烯、甲苯、四氯乙烯、苯乙烯等。
• ABS树脂是五大合成树脂之一，是丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。在高温加热时会产生油性颗粒物、乙烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯、非甲烷总烃等有机废气成分。

处理工艺设计

1方案设计

该企业在生产过程中会产生大量的油性颗粒物、乙烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯、非甲烷烃等有机废气成分，对职工及周边环境造成较大影响，根据环保要求，特“电捕焦油器+低温等离子净化系统”处理工艺处理VOCs废气。

2工艺流程

废气源      收集罩       净化设备       风机      烟囱       达标排放

3风量设计

设备介绍

1电捕除焦油器优特点及性能

·我公司自主设计生产的系列立式蜂窝、卧式电捕除焦油器，绝缘箱（绝缘子瓷瓶）特殊设计，绝缘效果好、故障率低、不加油；不额外耗电，无需要电加热保温，一般节约用电约30kw/h，故障率低，维护方便。

·净化效率高，操作方便，性能安全可靠，运行成本低，是比较理想的气体净化设备。

·系列电捕除焦油器，主要结构为吸捕板式阳板的电场本体，微电脑智能恒流源电源两大部分组成。

·静电方法净化气体，基于高压电场的物理性质的原理而设计，阳板与特殊材料的电晕放电形成的高压静电（直流）电场，气体经过电捕焦油器进行净化。

·净化流程，气体进入电捕除焦油器进口，经过气体分布器分配均匀的气体向电场净化段，经过净化后的气体出气口排出，从而完成气体净化过程。

·气体净化原理，气体经过配气均匀后进入放电区，气体中的焦油、粉尘等混合颗粒物荷电后带上负电子、负离子、负电荷，在高压电场的作用下向带正电的吸捕阳板移动，这些被捕集介质微粒在残余静电的作用下，聚集在吸捕阳板上，由自身为流动状态，靠自身的重量沿阳板下滑，落入电捕焦油（尘）器的底部，经过排污口排除，净化后的气体从设备的出口逸出。

·我公司系列电捕除焦油器，融合了国内外电除尘器、电捕焦油器的诸多优点，电晕均匀分布，在高压、强电场电晕的作用下，气体中的焦油、尘埃、粒子、等导电介质得到净化，效率高，运行费用低，维护费用低之优点，深受广大用户推崇。

6.2 电捕配套我公司自主研发的智能微电脑恒流源电源特点

·智能微电脑恒流源电源，采用智能编程控制，实现手动、自动一体化模式，操作方便，保持节能稳定运行工作。

·电路简节，方便实用易维护。

·采用恒流供电技术，允许突发性短路和持续性短路；贯穿性击穿放电时能量下降，比较安全。

·采用多单元供电，某一个单元有故障，不会影响整机工作。

·在同一电场本体上使用，可以实现高于常规电源30%以上的电功率，在同一电位电耗约是常规电源的50-80%左右。

·电场充分电晕，不易发生贯穿性击穿，尘、油、雾浓度增加时，电场电压自动升高，增加电功率，适应各种工况条件下工作。

·保护电路自动断电声光报警，及时判断故障。

·供电恒流电源高压发生器（硅整流变压器）设计，采用我公司自主研发设计，自主生产的防爆装置高压发生器设计。高压发生器高压输出直接用高压电缆从高压发生器内部引出，高压电缆线末端接负载，高压输出外部没有接线点，避免出现外部外部高压放电的造成的隐患，安全可靠。

·我公司微电脑智能恒流源是可控硅电源替代产品，优于可控硅电源，而且优于其他厂家生产的恒流源电源设备。

6.3低温等离子净化系统

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

低温组合等离子体技术具有以下优点：

放电产生的低温等离子体中，电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。

反应快，不受气速限制。

采用防腐蚀材料。

只需用电，操作为简单。

设备启动、停止十分迅速，随用随开，常温常压下即能使用。

气阻小，适用于大风量的废气处理。

低温等离子组合体净化工业VOCs废气的工作原理

等离子组合体中能量的传递大致如下：

图2-5 等离子体中能量传递图

低温等离子放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。

等离子体化学反应过程大致如下：

过程一：高能电子直接轰击

过程二：产生氧原子、臭氧、羟基自由基及小分子碎片

O2+2e→2O·

O2+O·→O3+e

H2O+2e→ H·+HO·

H2O+ O·+e →2HO·

H·+O2→HO·+O

C(a+b)H(m+n)O(x+y) +2e→ CaHmOx·+ CbHnOy·

过程三：分子碎片氧化

CaHmOx+ HO·→ CO2 + H2O

CaHmOx + O·→ CO2 + H2O

CaHmOx + O2→ CO2 + H2O

CaHmOx + O3→ CO2 + H2O

经过低温等离子净化后，废气尚含有部分小分子的物质及臭氧，采用水洗工艺可以对污染物进行进一步处理，同时减少废气中臭氧含量。相关反应机理如下：

H2O + e →H·+ HO·+ e

H·+ O3→O2 + HO·

HO·+O3→HO2·+O2

HO2·+O3→HO·+ O2

在此过程中，部分小分子有机物可进一步被羟基自由基氧化而予以去除。

低温等离子处理有机废气的原理是将普通的220V/380V交流电通过变压器，变频器转换为高频高压的电压，产生足以击穿气体的电压，释放出高能电子，高能电子破坏有机废气中的气体分子之间的化学键，断开这些化学键从而产生了各种碳原子、氧原子、氢原子、氢氧自由基、臭氧等混合体，等离子体中的氧原子和碳原子结合形成二氧化碳，氧原子和氢原子结合形成水分子，终产生排放到大气中的气体为无污染的二氧化碳（CO2）和水(H2O)。