科惠佛岡PCB線路板有機廢氣處理設備案例分享

一、工程概況 

       科惠佛岡工業廠區在PCB線路板生產過程中產生大量有機廢氣，這些有機廢氣可經呼吸道、皮膚及消化道吸收，屬低毒類，如不經處理直接排放，將會影響該廠的室內環境和周邊居民的居住環境。為了響應環保要求和改善車間工作環境，該公司決定投資建設配套環保設備。受該公司的委托，我方將提供有機廢氣處理方案，以實現達標排放的目的。不僅保障了車間工人良好的工作環境，也確保不污染廠房周圍的環境。貴司可根據我司提供的方案提出寶貴的意見。

二、現場基本情況

1、綠油/白字實際生產時間（28d/月、24h/d）；
2、綠油/白字生產工藝溫度、排放的尾氣溫度：
①　綠油工藝72-76℃、白字工藝145-158℃；
②　綠油尾氣低于70℃、白字尾氣低于100℃；
3、綠油和白字油墨實際年用量、稀釋劑年用量：
①　（綠油和白字）油墨：年用量189噸；
②　（綠油和白字）油墨稀釋劑：年用量23噸；
4、綠油油墨為粘稠液體，包含主劑和固化劑，主劑：硬化劑=3:1（重量比），主劑粘度：280±40dps，硬化劑粘度：160±20dps
 
5、白字油墨為粘稠液體，包含主劑和固化劑，主劑：硬化劑=3:1（重量比），主劑粘度：280±40dps，硬化劑粘度：160±20dps
 
白字稀釋劑：
 
三、排放指標與要求

         項目治理后污染物排放指標按照廣東省地方標準《印刷行業揮發性有機化合物排放標準 》（DB44/ 815-2010）第二時段排放限值執行：

表2-2：項目治理后污染物排放指標
 

印刷方式	污染物	*高允許排放濃度（mg/m3）	*高允許排放速率（kg/h）	煙囪高度(m)
凹版印刷、凸版印刷、絲網印刷、平版印刷（以金屬、陶瓷、玻璃為承印物的平版印刷）	苯	1	0.4	15
	甲苯與二甲苯	15	1.6
	總VOCs	120	5.1

四、產品工藝介紹

有機廢氣處理工藝說明:

       有機廢氣的控制方法大體上可分為以下兩方面：*是生產過程控制方面，即：改變反應裝置、技術工藝或反應原料；第二是末端處理，即：采用物理或化學的方法對產生的有機廢氣進行去除或回收。雖然*種方法是一種高效的有機氣體的控制方法，但是反應裝置或反應工藝的改變往往受到各種條件的制約，使得*種方法的應用受到很大的限制。因此目前各國研究較多和普遍采用的有機廢氣的控制技術多以第二個方面為主。

目前對于氣態有機物污染物種類繁多，主要采用以下處理方法：
 

工藝方法	適用范圍	原理說明		優缺點
RCO/RTO/CO）
催化氧化法（CO）	高溫、高濃度及穩定排放的有機廢氣處理	催化氧化法（CO）原理是以250℃～400℃溫度在催化劑的作用下將污染物氧化成無害的CO2和H2O。CO的熱回收是利用熱交換器，有機廢氣首先經過熱交換器與催化分解后的廢氣發生熱交換，即完成預熱過程。然后廢氣進入加熱室加熱到300℃左右，在催化劑的作用下氧化成無害的CO2和H2O，同時釋放大量熱量。催化氧化分解后的廢氣通過熱交換器預熱進氣，回收熱能后排到大氣中。		廢氣濃度不高時運行費用較高。催化劑有中毒的危險。
蓄熱式氧化法（RTO）	高溫、高濃度、成分復雜的有機廢氣處理	蓄熱式氧化法原理是在800℃高溫下將有機廢氣（VOCs）氧化成無害的CO2和H2O，去除效率高達97%以上，熱回收率高達90%以上。RTO的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導系數特性作為熱交換介質。有機廢氣首先經過已經“蓄熱”的陶瓷填充層預熱后，廢氣繼續通過燃燒室加熱到800℃左右，氧化成無害的CO2和H2O，同時釋放大量熱量。經氧化分解的廢氣進入低溫的蓄熱體填充層，將熱能傳遞給蓄熱體后通過切換閥排放到大氣中，其排放溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續運轉、自由切換。通過切換閥的工作，所有的陶瓷蓄熱體完成放熱、吸熱的循環步驟，熱量得以充分利用		有二次污染。且當廢氣濃度不夠高時，運行費用較高
蓄熱式催化氧化法（RCO）	任何溫度的中高濃度的有機廢氣處理。	蓄熱式催化氧化法（RCO）原理是以250℃～400℃溫度在催化劑的作用下將污染物氧化成無害的CO2和H2O，去除效率可達97%以上，熱回收率高達90%以上。 RCO的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導系數特性作為熱交換介質。有機廢氣首先經過已經“蓄熱”的陶瓷填充層預熱后，廢氣繼續通過加熱室加熱到300℃左右，在催化劑的作用下氧化成無害的CO2和H2O，同時釋放大量熱量。經催化氧化分解后的廢氣導入低溫的蓄熱體填充層，回收熱能后排到大氣中，其排放溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。通過切換閥的工作，所有的陶瓷蓄熱體完成放熱、吸熱的循環步驟，熱量得以充分利用。		當廢氣濃度不夠高時，運行費用較高。催化劑有中毒的危險。
+熱氧化技術（RCO/RTO/CO）
活性炭吸附濃縮+熱氧化技術	常溫、低濃度、大風量的有機廢氣	將含揮發性有機廢氣通過活性炭床，有機物被活性炭吸附，廢氣得到凈化后排入大氣。活性炭吸附飽和后，利用熱空氣將吸附在活性炭內的有機物質吹脫出來，通過控制脫附過程流量可將有機廢氣濃度濃縮10~20倍。脫附濃縮的后有機廢氣再利用熱氧化技術分解生成CO2和H2O并釋放出大量熱量，該熱量通過熱交換器或蓄熱體可用于活性炭脫附再生和加熱濃縮后的高濃度有機廢氣。系統運行一段時間后有機物分解釋放的熱量可維持活性炭再生，即達到再生過程熱量平衡，*地減少能耗。		初次投資中等。活性炭脫附時存在安全隱患，脫附不完全，導致凈化效率很快降低。需定期更換活性炭。
分子篩轉輪吸附濃縮+熱氧化技術	常溫、大風量、中低濃度的有機廢氣	轉輪濃縮機的濃縮轉輪由沸石(Zeolite)分子篩為吸附材料，分子篩可過濾比空氣分子大的有機物，而空氣直接通過，有機物被分子篩吸附，廢氣得到凈化后排入大氣。分子篩轉輪分為三個區域，即吸附處理區、再生區和冷卻區。廢氣通過吸附處理區凈化VOCs后達標排放，吸附了VOCs的再生區逆向通以少量熱空氣，將有機物吹脫出來。可根據具體需要濃縮5~15倍，濃縮后的有機廢氣可采用熱氧化技術分解化成無害的CO2和H2O。系統運行一段時間后有機物分解釋放的熱量可維持分子篩再生，即達到再生過程熱量平衡，*地減少能耗。		初次投資高。設備運行穩定，運行費用低，無安全隱患。
活性炭吸附濃縮（氮氣脫附）+熱氧化技術	常溫、低濃度、大風量的有機廢氣	利用活性炭對有機物質的吸附性將氣體凈化，處理后的氣體可達標排放。活性炭飽和后，切換備用床可繼續使用。飽和后的活性炭經過熱氮氣脫附，脫附形成的高濃度有機廢氣混合空氣后進入RCO/RTO熱氧化裝置分解成無害化的CO2和H2O。脫附并冷卻完的活性炭可作為備用床繼續使用。當有機廢氣濃度達到一定濃度以上時，RCO/RTO熱氧化裝置中的加熱室不需進行輔助加熱，節省費用。多余的熱量可回用于生產或作其它方面的熱源。		初次投資中等。設備運行穩定，運行費用低，無安全隱患。
活性炭吸附	常溫、低濃度、大風量的有機廢氣		將含揮發性有機廢氣通過活性炭床，其中的揮發性有機物被吸附劑吸附，廢氣凈化后排入大氣。當活性炭吸附達到飽和后更換新活性炭。	運行費用高，安全性好，初次投資低。
吸附 回收法	單一組分、低分子量、常溫的有機廢氣		將含揮發性有機廢氣通過活性炭床，其中的揮發性有機物被吸附劑吸附，廢氣凈化后排入大氣。當活性炭吸附達到飽和后，對飽和的活性炭通入加熱的水蒸氣或氮氣使揮發性有機物被吹脫放出，并與水蒸汽或氮氣形成蒸汽混合物或氮氣混合物， 一起離開活性炭吸附床。用冷凝器冷卻這些混合物, 使混合物冷凝為液體。若揮發性有機物為水溶性的, 則用精餾將液體混合物提純；若為水不溶性, 則用沉析器直接回收揮發性有機物。	處理設備龐大，流程復雜，運行費用較高，回收的有機物純度不高
吸收 回收法	相似相溶性大氣量、中等濃度VOCs的處理，可用于回收有用成分		通過吸收劑與有機廢氣接觸，把有機廢氣中的有害分子轉移到吸收劑中，從而實現分離有機廢氣的目的。這種處理方法是一種典型的物理化學作用過程。有機廢氣轉移到吸收劑中后，采用解析方法把吸收劑中有害分子去除掉，然后回收，實現吸收劑的重復使用和利用。	對親水性溶劑蒸汽用水作吸附劑時，設備費用低，運行費低、安全，可能造成二次污染；吸收的范圍有限，吸收、脫吸控制管理復雜，費用也較高。
冷凝法	高濃度、較高沸點、須回收的VOCs具有較好的經濟效益。		利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質，將VOCs通過冷凝器降低到有機物的沸點以下，使有機物冷凝成液滴，從廢氣中分離出來，直接回收。但這種情況下，離開冷凝器的排放氣中仍含有相當高濃度的揮發性有機物，不能滿足環境排放標準。通常使用的冷卻介質主要有冷水、冷凍鹽水和液氨。	處理設備龐大，流程復雜，運行費用較高，回收的有機物純度不高
膜分離法	中高濃度VOCs(含量高于1×10-3)的分離與回收		膜分離技術的基礎就是使用對有機物具有選擇滲透性的聚合物膜，該膜對有機廢氣比空氣更易于滲透10-100倍，從而實現有機物的分離，基本原理是氣體中各組分透過膜的速度不同,每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關，根據有機蒸氣和空氣透過膜的能力不同,而將二者分開的。	流程簡單，分離因子大，回收率高，能耗低，費用低、無二次污染，操作彈性大。
光催化法	除臭、除異味等廢氣濃度很低的場合		在特定電磁波的紫外光照射下，產生氧化力極強的自由基，當空氣旋流進入濾網，即進入光催化反應腔時，這些自由基可分解與毒有害的有機物直接進行化學反應，氧化、分解為無污染的水和二氧化碳等	有二次污染臭氧產生，凈化效率低。
低溫等離子體法	除臭、除異味等廢氣濃度很低的場合。		低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發生分解，并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的	有二次污染臭氧產生，凈化效率低。
生物 降解法	除臭、除異味等廢氣濃度很低的場合		將有機廢氣由氣相轉變為液相，再利用微生物將液相中的有機物分解為無害的物質，從而達到凈化廢氣的目的。	設備體積龐大。凈化效率低，難維護。

       這些方法在應用中各有特點，需要根據污染程度、使用環境與條件來權衡。對于環保檢查機構和污染治理方所共同關心的是：初次投資費、運行費用、二次污染、處理效果、維護等方面的問題。根據該公司排放的廢氣特點，設計采用以下處理工藝：

2.綠油、白字烘烤廢氣（高溫、高濃度）處理工藝確定
    采用蓄熱式催化燃燒（RCO）工藝，工藝流程如下：
流程說明：烘烤中段廢氣首先經過預處理，預處理后的廢氣再進入后續的RCO裝置，把廢氣中的有機物分解成無害化的CO2和H2O后達標排放。當有機廢氣濃度達到一定濃度時，分解有機物產生的熱量可維持RCO裝置的運行，不用另加熱量。經過凈化處理后排放廢氣的熱量可用于生產或作為其它方面熱源，節約能源，減少運營成本。