凹版印刷油墨废气治理沸石转轮+催化燃烧CO技术方案

XXXX有限公司凹版印刷油墨废气治理

技

术

方

案

环保达人百度ID:jakejion

目录一、................................................. 基础信息资料

2

项目概况 (2)

生产现状 (2)

污染物排放标准 (3)

二、............................................... 设计依据和原则

5

设计依据 (5)

设计原则 (6)

三、............................................. 系统工艺设计说明

7

系统设计说明 (7)

主要设备技术说明 (7)

干式过滤器 (7)

沸石转轮装置 (10)

催化燃烧系统 (12)

四、....................................... 主要设备参数及供货范围

14

主要设备技术参数 (14)

主要备品备件清单 (15)

五、................................................. 运行成本分析

16

六、................................................. 项目实施计划

17

七、................................................. 质量保证措施

19

八、........................................... 售后服务承诺及措施

22

九、............................................. 客户培训服务措施

25

一、基础信息资料

项目概况

XXXX有限公司是国内唯一的专业印钞油墨制造企业，隶属于中国印钞造币总公司。作为一家将“用色彩和品质守护真实”作为使命的高新技术企业，XXXX 有限公司成立13年来，专注于印钞油墨和防伪油墨两个细分领域，为钞票、证件、证券、票据以及政府与企业的重要文件和产品提供保护。因厂内废气处理设施老旧，需要将原设施进行升级改造：（1）通过末端治理实现VOCs无组织废气转有组织废气的达标处理；（2）减少无组织逸散，提高生产现场作业环境，促进员工职业健康。我方根据现场踏勘及客户的提资设计一套技术方案供客户评审及决策。

生产现状

（1）生产工况资料

（2）废气浓度

根据前期检测和跟踪，废气浓度设计为300mg/m3。

废气组分：正十二烷（60~70%）、十一烷（10~15%）、二甲苯（5%）、甲基异丁基甲酮（3%）、甲苯、丙酮、己烷、庚烷、乙醇。

（3）废气治理设施安装位置

VOC设备放置在风冷热泵机组东侧，可用位置为18×9m，高度不限。两柱之间距离6米，排风机管道可以缩短。需要评估建筑物承重和抗震能力。

污染物排放标准

（1）有组织排放按照上海市地方标准《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》（DB31/881-2015）以及客户相关要求进行设计；

（2）废气处理效率大于95%，以进、出口浓度和风量折算的去除质量计；

（3）运行要求：做到无人值守，只需巡检就好，因此要做好信号传输和自动化的设计。

因此本项目排放标准如下所示：

考虑到排放标准升级，客户要求非甲烷总烃排放限值为30 mg/m3。排气筒高度不低于15m，具体高度由环评影响高度确定。

二、设计依据和原则

设计依据

（1）《大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015）；

（2）《大气污染控制设计手册》；

（3）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；

（4）《中华人民共和国大气污染防治法》；

（5）《中华人民共和国环境保护法》；

（6）《通风管道技术规程》（JGJ141-2004 ）；

（7）《设备及管道设计通则》；

（8）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008Ⅲ类）；

（9）《仪表供气设计规定》（HG20510-2000）；

（10）《信号报警、联锁系统设计规定》（HG20511-2000）；

（11）《仪表系统接地设计规定》（HG20513-2000）；

（12）《化工企业静电接地设计规程》（HGJ28-90）；

（13）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-1993）；

（14）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；

（15）《烟囱设计规范》（GB 50051-2002）；

（16）《化学工业炉金属材料设计选用规定》（HG 20684-1990）；

（17）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）；

（18）《工业自动化仪表选型规定》（HG20507-2000）；

（19）《低压配电设计规范》（GB50054-2000）；

（20）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；

（21）《工业金属管道设计规范》（GB 50316-2000）；

（22）《工业企业总平面设计规范》（GB 50187-93）；

（23）《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》

（DB31/881-2015）

所用标准、规范均需按签订合同时的最新版本执行，未尽事项按国标、国家、行业有关标准执行，并且按最高和最严原则执行。

设计原则

（1）严格执行国家及地方有关环保法规及相关的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于国家和地方标准。

（2）采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

（3）工艺设计与设备选型，能够在生产运行过程中，具有较大的灵活性和调节余地，确保废气达标排放。

（4）在净化设备运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费

三、系统工艺设计说明

系统设计说明

根据客户提供的现有资料，本方案将各车间废气收集后经“沸石转轮浓缩+CO”治理工艺处理。治理工艺流程框图如下：

（1）前处理阶段

车间收集的废气首先经过三级干式过滤器除去细小颗粒物，以保护转轮治理效果和使用寿命。

（2）吸附浓缩阶段

预处理后的废气通过转轮内的沸石被吸附，变频主风机将净化后尾气排入大气。转轮持续以每小时1~6转的速度旋转。能达到95%以上的VOCs去除率。

（3）脱附阶段

转轮内VOCs被浓缩在沸石吸附区，部分废气经过冷却区后利用一级换热器提供的热流加温，之后经过加热器1进行加热到220℃左右，再进行脱附，脱附完成后旋转至冷却区，以常温空气吹嘘冷却至常温、再旋转至吸附浓缩区。

（4）催化氧化阶段

脱附出高浓度VOCs气流，以脱附风机抽送至催化燃烧炉内进行催化裂解处理，VOCs被转化为CO2(g)和H2O(g)排放至大气。燃烧室高温气流被引出至气对气热交换器，与常温空气进行热交换、升温至脱附温度的热流，供脱附使用达到节省能源的目的。

（5）沸石转轮高温活化

因主要废气组分沸点较高，为保证废气处理效率和沸石转轮使用寿命，设施在投产运行2年后需要对转轮进行高温活化。相关程序设定需在PLC系统中设定。

需要说明：本方案不包括前端废气收集部分、设备基础和排气筒塔架，相关

部分由客户自理。

主要设备技术说明

干式过滤器

干式过滤器工作原理

由于废气中含有粉尘及粘性物质，如果直接进入处理系统导致系统处理效率降低甚至失效。其原理是通过材料纤维改变颗粒物的惯性力方向从而将其从废气中分离出来，材料逐渐加密的多重纤维经增加撞击率，提高过滤效率。过滤时能有效通过不同过滤材料组合，利用材料空间容纳颗粒物，达到更高的过滤效率。

过滤器设置压力表，保证废气处理系统正常、安全、稳定运行。当过滤系统压力显示高于一定值时，操作人员应及时更换滤材；过滤系统采用模块化设计，间距设计合理，易于更换、维护及清洁；每级过滤器均配备检修门，检修门设置时考虑人机工程，方便后期更换滤材及保养维护。

各级过滤方式及说明

（1）一级漆雾过滤器

专用于喷漆房废气处理，采用3D钻石口袋设计或板式折叠设计，可使过滤表面积扩大为1倍以上。材质为3D材料，可拦截高固体涂料、粉末涂料、水性涂料、多远组分涂料、着色剂和粘合剂产生的漆渣。外框材质选用碳钢，滤材与外框紧

密的黏合外框防止气漏产生。使用寿命较普通的空气过滤器达5倍以上，使用寿命持久，运行费用更低。

a、可以捕捉多种成分的漆雾；

b、漆雾捕捉能力最大可达到27kg/m2；

c、允许进气湿度可达100%RH；

d、过滤表面积较普通的过滤器可扩大1倍以上，同时不容易被堵塞；

（2）二级F6中效空气过滤器

由人造纤维及镀锌铁所组合而成。有各种效率可供选择，包括 40-45%，

60-65%，80-85%，90-95%，法兰由镀锌铁组成。此系列产品可应用于工、商业、医院、学校、大楼和其它各种工厂空调设备(系空调系统的初级过滤，以保护系统中下一级过滤器和系统本身，在对空气净化洁净度要求不严格的场所，经中效过滤器处理后的空气可直接送至用户)，也可以安装于燃气轮机入风口设备或电脑室，以延长设备使用寿命。

（3）三级F9高效过滤器

适用于常温、常湿，允许含有微量酸、碱有机溶剂的空气过滤，该产品效率

高，但是阻力大，容尘量小，广泛应用于航天、航空、电子、制药、生物工程等精密领域。用于滤除空压机吸入空气中的粉尘杂质，吸入的空气越洁净则油滤芯、油气分离芯和油的使用寿命就越有保障；防止其他异物进入主机，对主机造成损伤，导致主机“抱死”甚至报废.寿命通常为2000小时左右。

沸石转轮装置

工作原理

1）大风量、低VOCs浓度的喷漆工艺废气在过滤后，分为两路气流。其中大部分废气（视浓缩比而定）流经连续旋转的沸石转轮，其VOCs成分被有效吸附在转轮表面，从而成为净化气体经烟囱排放到大气中；

2）剩余的小部分废气先被送入冷却区使再生后的转轮降温，然后经过加热器升温至180~200℃后送入脱附区。

3）脱离到这部分气流中，从而成为高VOCs浓度、低风量的浓缩废气，再被送入RTO设备进行高温焚烧，其VOCs被高温氧化分解为二氧化碳和水，达到废气

处理的目的。见图图沸石转轮工作原理

疏水型浓缩转轮

沸石转轮是从空气中去除有机挥发物的核心设备。转轮基底为蜂窝状结构的陶瓷纤维材质，表面涂覆沸石材质，因此兼具吸附VOCs成分及蓄热的双重特性。沸石的硅氧四面体和铝氧八面体组成四元环和六元环形成孔道结构，具有巨大的内表面积和吸附力。另外，蜂窝式结构设计可以增加其与废气的接触面积，高效地吸附低浓度气体中的有机挥发物，从而净化空气。如图所示。

图沸石转轮小样图沸石转轮

如图所示，为实现沸石转轮吸附VOCs的可持续性，将其划分为三个功能区：吸附区、脱附区和冷却区。整个转轮装置防火、防爆、防漏电和防泄漏处设计，设置温度指示、超温声光报警装置及应急处理系统，并连接至电控柜内部，实现实时监控。

吸附区主要用于将废气中绝大部分VOCs成份吸附在沸石转轮表面，达到净化废气的目的；吸附区进出口设置取样口，方便取样检测废气中VOCs浓度；

脱附区（也叫再生区）主要通过高温空气将吸附在转轮表面的VOCs成分有效解吸附，从而实现转轮的再生，具备循环处理废气的能力。

冷却区主要通过低温空气将经过脱附区的高温转轮进行冷却，以提高转轮的

吸附效率（沸石材质在50℃以下具有较好的吸附VOCs效果）。

3）脱附区内，在热空气的作用下，沸石转轮表面附着的VOCs成分被解吸、脱离到这部分气流中，从而成为高VOCs浓度、低风量的浓缩废气，再被送入RTO 设备进行高温焚烧，其VOCs被高温氧化分解为二氧化碳和水，达到废气处理的目的。

催化燃烧系统

催化燃烧炉

处理对象：烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类等VOCs；

催化装置工作原理

该装置采用高级蜂窝状催化剂对有机废气进行催化氧化，在260～300℃左右将有毒要害的大分子有机物降解成水、二氧化碳等小分子无机物，防止大气污染。本净化装置先将脱附下来的浓缩有机物送入催化燃烧室催化转化成CO2和H2O排出，其催化燃烧反应过程为：

在将废气进行催化燃烧的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化燃烧所需要的温度。经过预热的废气，通过催化剂层使之燃烧。当有机废气浓度达到2000ppm以上时，有机废气在催化床可维持自燃，不用外加热，燃烧后的尾气一部分排出大气，大部分送往吸附床，用于吸附设备的脱附再生。这样能满足燃烧和脱附所需的热能，达到节能的目的，再生后的吸附材料可用于下次吸附，并且无二次污染的产生，整套吸附和催化燃烧过程由PLC实现自动控制。

特点：操作方便，能耗低，设备启动仅需15~40分钟升温至起燃温度（具体以实际为准），运行耗能仅为风机功率；设备安全可靠，配有阻火系统、防爆泄压系统、超温报警系统等；而且设备阻力小、净化率高，采用先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝陶瓷催化剂，使用寿命长。

催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应。在催化燃烧反应过程中，反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放出能量；在反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效

地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，不产生NOx、CO和Hc等污染物。

浓缩后高浓度有机废气经阻火器进入燃烧室，在催化剂作用下进行氧化废气被氧化分解成CO2和H2O，约250~300℃，如达不到反应温度，加热系统可通过自控系统实现补偿加热。

催化剂介绍

催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷体作为第一载体，γ-Al2O3 为第二载体，以贵金属Pt、Pd 为主要活性成份，用高分散率均匀分布的方法制备而成，是一种新型高效的有机废气净化催化剂。

该催化剂反应起始温度低、活性高、空速适应范围宽。当烃类有机物浓度在2000~8000mg/m3范围内、空速h-1、反应气入口温度250～300℃条件下，净化效果≥95%，耐高温冲击温度可到750℃，正常使用寿命≥10000h。

工艺优势

1）采用吸附浓缩与催化燃烧相结合方法制作的本装置，原理先进，外形美观，结构独特，性能稳定，安全可靠，节能省力，操作、维修方便。

2）CO装置净化效率高，且不会产生二次污染。

3）催化燃烧器装填的是催化剂，具有阻力小，活性高，稳定性好的特点，当有机废气浓度达到一定时，就可维持自燃。催化燃烧器转换效率高，性能稳定。

4）利用余热，节能显著，本装置中沸石转轮脱附再生，均以热空气作为解吸介质，而此热气流均来自于系统内催化燃烧后的余热。脱附后的浓缩有机废气再进入催化燃烧器进行净化处理，不需另加能源，运行费用大大降低。

5）本装置整个系统自动化操作，运行操作十分方便。

6）本设备中的控制柜（屏）均采用安全可靠，性能稳定的电气元件和线路构成，温度的调节、工作状态的控制均由电器自动执行，故本装置操作简便，运行状态稳定。

7）风机采用变频控制，以调节风量，使之风管内保持微负压状态。

特别注意：

废气成分中，不含下列物质：

a、有高粘性的油脂类。

b、磷、铋、砷、锑、汞、铅、锡。

四、主要设备参数及供货范围主要设备技术参数

主要备品备件清单

五、运行成本分析

设备电耗表

易耗品更换费用

天然气运行费用

当入口浓度足够高时，管道加热器不启用，只有CO炉加热器启炉阶段消耗天然气，按照每天2小时计算，共需天然气200m3/d。

运行总成本估算

基础能源费用：电元/度，天然气元/m3。