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技術(shù)文章
定型機廢氣凈化處理技術(shù)分析
點擊次數(shù)：765 發(fā)布時間：2013-1-12
2012年1到6月，我國規(guī)模以上印染企業(yè)的印染布產(chǎn)量達294.36億米，已多年位居世界*位。然而，印染行業(yè)能耗大、污染重，已成為社會的負擔(dān)。我國“十二五”規(guī)劃提出，紡織行業(yè)要做好節(jié)能降耗、減排增效及清潔生產(chǎn)的工作，大力發(fā)展綠色低碳、生態(tài)環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟。
我國的印染行業(yè)在20世紀80年代已開始進行印染廢水的處理建設(shè)，但一直不太重視對廢氣的處理。近年來，印染行業(yè)定型機廢氣對區(qū)域性大氣環(huán)境的影響較大，群眾的投訴逐年增多，也產(chǎn)生了一些環(huán)境糾紛。定型機所排放的廢氣，不僅含有大量的煙塵，同時還含有聚苯類有機物、染料助劑等多種成份。每臺定型機一般排放顆粒物150-250mg/m3，日排放量50-100kg，油煙40-80mg/m3，日排放量20-40kg。定型機排放的油煙對人體具有很大的危害，嚴重影響生態(tài)環(huán)境。做好定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。
一、定型機廢氣的性質(zhì)及危害
定型機是印染后整理的關(guān)鍵設(shè)備。在面料熱定型過程中溫度較高，排放的廢氣溫度達100-170℃。排放廢氣中含大量有機化合物（VolatileOrganicCompound簡稱VOC）,VOC是污染大氣對環(huán)境、危害人體健康的罪魁禍首。包括染料、助劑、潤滑油、纖維類顆粒物中的醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物，組份達數(shù)十種。大多數(shù)組份以分子狀的氣溶膠物質(zhì)或者微小的液滴存在空氣中。其中多羥基類化合物、乙二醇類化合物和己二酸二辛酯等被稱作“不能對人類致癌性進行分類的致癌物”。乙二醇類化合物是一種很好的溶劑，沒有毒性，但容易被氧化成具有毒性的草酸類物質(zhì)。硝基并胺和硝基吡啶類物質(zhì)，及其它的醚類物質(zhì)都帶有一定的毒性。廢氣吸入人體可以直接損害呼吸道粘膜，對人體呼吸道和肺部有一定的刺激作用，降低人體免疫功能，輕則使人頭昏、眩暈、惡心,重則導(dǎo)致再生障礙性貧血,致癌危及生命。由于有些定型的工藝中的染料、助劑含有臭味小分子酯類、醇類、芳烴類有機物，它們在嗅覺細胞表面活性較高，刺激性較強，所以廢氣有時還帶有刺激難聞的氣味。
定型機排放的有機化合物油霧揮發(fā)在大氣中不易溶于水，不會隨著雨水降落到地面，而將漂浮在空中，形成*的污染源。同時油霧揮發(fā)在大氣中的分子團可吸入顆粒物成分很復(fù)雜，并具有較強的吸附能力，是多種污染物的“載體”和“催化劑”，有時能成為多種污染物的集合體，它與其他可揮發(fā)性有機物一道，是空氣中光化學(xué)反應(yīng)污染的源頭。
二、定型機廢氣凈化處理的技術(shù)分析
1.定型機廢氣的降溫
定型機排放的廢氣是高溫的廢氣，達到100-170℃，體積很大。而定型機廢氣凈化的設(shè)備工業(yè)用高壓靜電除油煙裝置的*工況是60-70℃。如直接將定型機的高溫廢氣送到靜電除油煙裝置進行凈化處理，效果非常不理想，且易造成靜電除油煙裝置中的蜂巢電極的損壞。
對定型機廢氣的降溫，采用集中式及組合式熱交換器降溫比較好。一方面可對廢氣的溫度，另一方面熱交換后加熱了的新鮮空氣，可用到立式炮筒烘干機，節(jié)約了能源。
集中式及組合式熱交換器的原理及效果都是差不多，集中式的體積比較大，比較集中，而組合式的形狀比較長。集中式及組合式都是熱交換器內(nèi)焊接有鋁管或紫銅管，紫銅管的的導(dǎo)熱系數(shù)要高些，但成本高；鋁管的導(dǎo)熱系數(shù)也非常高，性價比高。高溫的廢氣經(jīng)過鋁管外的通道，新鮮的空氣經(jīng)過鋁管內(nèi)的通道，兩個通道*隔離。由于熱交換器內(nèi)排列大量的鋁管，所以風(fēng)阻會比較大，需要加裝風(fēng)機。新鮮空氣經(jīng)風(fēng)機吸到熱交換器進行熱交換，可加熱到與高溫廢氣相差30-40℃左右，廢氣經(jīng)過熱交換器的降溫可降到60℃，體積也會大大的縮小。熱交換器內(nèi)應(yīng)要有自動蒸汽清洗裝置，防止堵塞。
2.蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙
靜電除油煙的原理很簡單，將摩擦后帶有負電荷的玻璃棒，靠近不帶電的小紙片，小紙片會被玻璃棒吸引，產(chǎn)生吸附現(xiàn)象。
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙原理圖
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙裝置的前面需要有不銹鋼的循環(huán)過濾網(wǎng)，過濾掉較大顆粒的纖維及油霧。蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙的筒形電極呈蜂巢型排列。中間是用不銹鋼材料做的線狀電極，接高壓靜電的負極，叫陰極。同樣是不銹鋼材料的筒形外殼，接高壓靜電的正極，叫陽極。接通電源以后，陰極和陽極之間就建立了一個非均勻的電場，陰極的周圍電場zui大。改變直流高壓的電壓值，就可以改變電場的強度。當實際電場強度與空氣的擊穿電場臨界值3000000V/m接近時，陰極附近的空氣會發(fā)生電離，形成大量的正離子和自由電子。自由電子隨電場向正極飄移，在飄移過程中與定型機廢氣中的中分子的微小纖維、油霧發(fā)生碰撞。這些微小纖維、油霧帶上了負電荷，在電場的作用下，這些帶負電荷的纖維、油霧繼續(xù)向陽極運動，并zui后吸附到陽極的不銹鋼筒壁上。筒壁上的油霧粒子會聚集成大的油滴，流到集油盤，收到去除油煙、氣味及回收廢油的作用。另外，靜電除油煙的*工況是處理60-70℃的廢氣。
3.噴淋式除油煙
噴淋式除油煙系統(tǒng)由噴淋塔及油水分離器組成。噴淋塔內(nèi)有導(dǎo)流區(qū)、噴淋區(qū)及脫水區(qū)。導(dǎo)流區(qū)的導(dǎo)流鋼板將廢氣氣流風(fēng)速降低并分布均勻地流向噴淋區(qū)。噴淋區(qū)的水霧一般雙層比較好，可的吸附油霧。噴霧裝置噴出的高壓水霧與廢氣中的纖維及油霧接觸，水霧可凝結(jié)纖維和油霧顆粒。附有纖維、油霧的較大水滴，會沉降下來，細微的水滴會隨著廢氣進入脫水區(qū)，在脫水區(qū)的離心力作用下的細微水滴會被收集。脫水后的凈化處理了的廢氣排入大氣。較大的水滴和微細水滴，都會流向油水分離器。油水分享器兼有冷卻循環(huán)水的作用，可減少水份的蒸發(fā)，使油跟水*分離，分離率可達99%。分離出來的水到噴淋塔循環(huán)使用，廢油分離出來可出售，也有一定的經(jīng)濟效益。
4．廢氣的除臭
有些定型機排放的廢氣，由于染料、助劑含有臭味小分子有機物，它們在嗅覺細胞表面活性較高，刺激性較強，所以有時還帶有刺激難聞的氣味。臭味給人的感覺量是與臭味氣體的濃度，兩者之間關(guān)系符合Weber-Fechner定律：
I=K×logC+a
I——人對嗅覺的感覺量
K——常數(shù)，臭味物質(zhì)不同，K值不同
C——臭味物濃度
a——常數(shù)，臭味物質(zhì)不同，a值不同。
由Weber-Fechner定律可以看出，既使把臭味物質(zhì)去除90%，人的嗅覺的感覺量卻只減少了一半還少。也就是通常所說的低污染濃度，高惡臭強度的特性。所以去除臭味比去除其他的纖維及油霧要困難，比達到排放標準還要嚴格幾十倍*千倍。
目前國內(nèi)外去除臭味的方法主要有活性炭吸附法、藥液噴淋法。活性炭吸附法使用初期效果還可以，但時間長了容易堵塞。藥液噴淋法是在噴淋塔中根據(jù)不同的廢氣加不同濃度、不同性質(zhì)的吸收劑，增加吸收油霧的能力，降低臭味物質(zhì)的活性與刺激性。
現(xiàn)在還出現(xiàn)了一種光量子除臭的技術(shù)，利用光量子分解空氣中的氧分子產(chǎn)生新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團，臭味物質(zhì)與活性基團反應(yīng)，zui終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等無害物質(zhì)。
定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。噴淋除油煙技術(shù)可一定程度去除定型機廢氣的微小纖維及油煙，適用于油煙不大的情況；靜電式除油煙技術(shù)可更好的去除定型機廢氣中的油煙，但要注意做好之前的廢氣降溫，適合油煙比較大的情況，可配合噴淋式一起使用；如廢氣臭味比較大，還要采用光量子等方法進行除臭處理。印染行業(yè)定型機廢氣的凈化處理，保護了人體的健康，地球的生態(tài)環(huán)境，讓經(jīng)濟、社會及人類可持續(xù)發(fā)展，為人類造了福！
我國的印染行業(yè)在20世紀80年代已開始進行印染廢水的處理建設(shè)，但一直不太重視對廢氣的處理。近年來，印染行業(yè)定型機廢氣對區(qū)域性大氣環(huán)境的影響較大，群眾的投訴逐年增多，也產(chǎn)生了一些環(huán)境糾紛。定型機所排放的廢氣，不僅含有大量的煙塵，同時還含有聚苯類有機物、染料助劑等多種成份。每臺定型機一般排放顆粒物150-250mg/m3，日排放量50-100kg，油煙40-80mg/m3，日排放量20-40kg。定型機排放的油煙對人體具有很大的危害，嚴重影響生態(tài)環(huán)境。做好定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。
一、定型機廢氣的性質(zhì)及危害
定型機是印染后整理的關(guān)鍵設(shè)備。在面料熱定型過程中溫度較高，排放的廢氣溫度達100-170℃。排放廢氣中含大量有機化合物（VolatileOrganicCompound簡稱VOC）,VOC是污染大氣對環(huán)境、危害人體健康的罪魁禍首。包括染料、助劑、潤滑油、纖維類顆粒物中的醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物，組份達數(shù)十種。大多數(shù)組份以分子狀的氣溶膠物質(zhì)或者微小的液滴存在空氣中。其中多羥基類化合物、乙二醇類化合物和己二酸二辛酯等被稱作“不能對人類致癌性進行分類的致癌物”。乙二醇類化合物是一種很好的溶劑，沒有毒性，但容易被氧化成具有毒性的草酸類物質(zhì)。硝基并胺和硝基吡啶類物質(zhì)，及其它的醚類物質(zhì)都帶有一定的毒性。廢氣吸入人體可以直接損害呼吸道粘膜，對人體呼吸道和肺部有一定的刺激作用，降低人體免疫功能，輕則使人頭昏、眩暈、惡心,重則導(dǎo)致再生障礙性貧血,致癌危及生命。由于有些定型的工藝中的染料、助劑含有臭味小分子酯類、醇類、芳烴類有機物，它們在嗅覺細胞表面活性較高，刺激性較強，所以廢氣有時還帶有刺激難聞的氣味。
定型機排放的有機化合物油霧揮發(fā)在大氣中不易溶于水，不會隨著雨水降落到地面，而將漂浮在空中，形成*的污染源。同時油霧揮發(fā)在大氣中的分子團可吸入顆粒物成分很復(fù)雜，并具有較強的吸附能力，是多種污染物的“載體”和“催化劑”，有時能成為多種污染物的集合體，它與其他可揮發(fā)性有機物一道，是空氣中光化學(xué)反應(yīng)污染的源頭。
二、定型機廢氣凈化處理的技術(shù)分析
1.定型機廢氣的降溫
定型機排放的廢氣是高溫的廢氣，達到100-170℃，體積很大。而定型機廢氣凈化的設(shè)備工業(yè)用高壓靜電除油煙裝置的*工況是60-70℃。如直接將定型機的高溫廢氣送到靜電除油煙裝置進行凈化處理，效果非常不理想，且易造成靜電除油煙裝置中的蜂巢電極的損壞。
對定型機廢氣的降溫，采用集中式及組合式熱交換器降溫比較好。一方面可對廢氣的溫度，另一方面熱交換后加熱了的新鮮空氣，可用到立式炮筒烘干機，節(jié)約了能源。
集中式及組合式熱交換器的原理及效果都是差不多，集中式的體積比較大，比較集中，而組合式的形狀比較長。集中式及組合式都是熱交換器內(nèi)焊接有鋁管或紫銅管，紫銅管的的導(dǎo)熱系數(shù)要高些，但成本高；鋁管的導(dǎo)熱系數(shù)也非常高，性價比高。高溫的廢氣經(jīng)過鋁管外的通道，新鮮的空氣經(jīng)過鋁管內(nèi)的通道，兩個通道*隔離。由于熱交換器內(nèi)排列大量的鋁管，所以風(fēng)阻會比較大，需要加裝風(fēng)機。新鮮空氣經(jīng)風(fēng)機吸到熱交換器進行熱交換，可加熱到與高溫廢氣相差30-40℃左右，廢氣經(jīng)過熱交換器的降溫可降到60℃，體積也會大大的縮小。熱交換器內(nèi)應(yīng)要有自動蒸汽清洗裝置，防止堵塞。
2.蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙
靜電除油煙的原理很簡單，將摩擦后帶有負電荷的玻璃棒，靠近不帶電的小紙片，小紙片會被玻璃棒吸引，產(chǎn)生吸附現(xiàn)象。
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙原理圖
蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙裝置的前面需要有不銹鋼的循環(huán)過濾網(wǎng)，過濾掉較大顆粒的纖維及油霧。蜂巢式高壓工業(yè)靜電除油煙的筒形電極呈蜂巢型排列。中間是用不銹鋼材料做的線狀電極，接高壓靜電的負極，叫陰極。同樣是不銹鋼材料的筒形外殼，接高壓靜電的正極，叫陽極。接通電源以后，陰極和陽極之間就建立了一個非均勻的電場，陰極的周圍電場zui大。改變直流高壓的電壓值，就可以改變電場的強度。當實際電場強度與空氣的擊穿電場臨界值3000000V/m接近時，陰極附近的空氣會發(fā)生電離，形成大量的正離子和自由電子。自由電子隨電場向正極飄移，在飄移過程中與定型機廢氣中的中分子的微小纖維、油霧發(fā)生碰撞。這些微小纖維、油霧帶上了負電荷，在電場的作用下，這些帶負電荷的纖維、油霧繼續(xù)向陽極運動，并zui后吸附到陽極的不銹鋼筒壁上。筒壁上的油霧粒子會聚集成大的油滴，流到集油盤，收到去除油煙、氣味及回收廢油的作用。另外，靜電除油煙的*工況是處理60-70℃的廢氣。
3.噴淋式除油煙
噴淋式除油煙系統(tǒng)由噴淋塔及油水分離器組成。噴淋塔內(nèi)有導(dǎo)流區(qū)、噴淋區(qū)及脫水區(qū)。導(dǎo)流區(qū)的導(dǎo)流鋼板將廢氣氣流風(fēng)速降低并分布均勻地流向噴淋區(qū)。噴淋區(qū)的水霧一般雙層比較好，可的吸附油霧。噴霧裝置噴出的高壓水霧與廢氣中的纖維及油霧接觸，水霧可凝結(jié)纖維和油霧顆粒。附有纖維、油霧的較大水滴，會沉降下來，細微的水滴會隨著廢氣進入脫水區(qū)，在脫水區(qū)的離心力作用下的細微水滴會被收集。脫水后的凈化處理了的廢氣排入大氣。較大的水滴和微細水滴，都會流向油水分離器。油水分享器兼有冷卻循環(huán)水的作用，可減少水份的蒸發(fā)，使油跟水*分離，分離率可達99%。分離出來的水到噴淋塔循環(huán)使用，廢油分離出來可出售，也有一定的經(jīng)濟效益。
4．廢氣的除臭
有些定型機排放的廢氣，由于染料、助劑含有臭味小分子有機物，它們在嗅覺細胞表面活性較高，刺激性較強，所以有時還帶有刺激難聞的氣味。臭味給人的感覺量是與臭味氣體的濃度，兩者之間關(guān)系符合Weber-Fechner定律：
I=K×logC+a
I——人對嗅覺的感覺量
K——常數(shù)，臭味物質(zhì)不同，K值不同
C——臭味物濃度
a——常數(shù)，臭味物質(zhì)不同，a值不同。
由Weber-Fechner定律可以看出，既使把臭味物質(zhì)去除90%，人的嗅覺的感覺量卻只減少了一半還少。也就是通常所說的低污染濃度，高惡臭強度的特性。所以去除臭味比去除其他的纖維及油霧要困難，比達到排放標準還要嚴格幾十倍*千倍。
目前國內(nèi)外去除臭味的方法主要有活性炭吸附法、藥液噴淋法。活性炭吸附法使用初期效果還可以，但時間長了容易堵塞。藥液噴淋法是在噴淋塔中根據(jù)不同的廢氣加不同濃度、不同性質(zhì)的吸收劑，增加吸收油霧的能力，降低臭味物質(zhì)的活性與刺激性。
現(xiàn)在還出現(xiàn)了一種光量子除臭的技術(shù)，利用光量子分解空氣中的氧分子產(chǎn)生新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團，臭味物質(zhì)與活性基團反應(yīng)，zui終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等無害物質(zhì)。
定型機廢氣的凈化處理工作非常重要。噴淋除油煙技術(shù)可一定程度去除定型機廢氣的微小纖維及油煙，適用于油煙不大的情況；靜電式除油煙技術(shù)可更好的去除定型機廢氣中的油煙，但要注意做好之前的廢氣降溫，適合油煙比較大的情況，可配合噴淋式一起使用；如廢氣臭味比較大，還要采用光量子等方法進行除臭處理。印染行業(yè)定型機廢氣的凈化處理，保護了人體的健康，地球的生態(tài)環(huán)境，讓經(jīng)濟、社會及人類可持續(xù)發(fā)展，為人類造了福！