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喷漆房废气浓度计算实例

发布时间:2020-03-21 人气:97
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喷漆废气浓度计算

在喷漆废气处理工艺中,各喷漆厂家,各环保单位的设计师都需要对喷漆废气的浓度进行计算,为了更好的为社会服务,特将我公司在喷漆废气处理过程中所使用的喷漆废气计算方法提供给大家,希望能给大家带来一些方便。

(一)下面以某单位为列加以说明:

根据厂方提供的资料,本项目油漆用量约为6t/a,油漆中稀释剂的量约为1.2t,稀释剂主要以二甲苯为主,二甲苯量约占稀释剂用量的90%,另外还含有少量的苯及甲苯。
在喷漆过程挥发的二甲苯废气量约占稀释剂用量的30%,另有70%在烘干过程挥发,由此可知本项目二甲苯废气的产生量约为1.08t/a,根据同行业企业类比调查,二甲苯的浓度约为230mg/m3。
一般喷漆线均自带有水膜喷淋除漆雾装置,由于水膜喷淋装置对二甲苯的去除效率有限,因此建议该项目安装活性炭吸附柱,产生的废气经水膜喷淋结合活性炭吸附柱吸附处理后通过15米高的排气筒排放。

喷漆线配备有吸风集气装置,该种集气方式的集气率可达90%以上,本项目的废气收集率按照90%进行计算,则无组织二甲苯废气的排放量约为0.018t/a。

本项目二甲苯废气经水膜喷淋结合活性炭柱吸附后的去除效率可达90%,则其喷漆线的二甲苯排放浓度约为23mg/m3,排放量约为0.972t/a,排放速率约为0.1kg/h。由此可知经水膜喷淋结合活性炭柱吸附处理后的废气的排放浓度和排放速率均低于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的二级标准限值要求,另外少量无组织排放的二甲苯废气不会对厂界外大气环境质量造成影响,其浓度能够达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表2中的“无组织排放周界外监控浓度1.2mg/m3的标准限值”,因此本项目产生的二甲苯废气对当地大气环境质量影响不大。 

活性炭吸附柱的投资及运行费用均较小,按照本项目二甲苯废气产生量,其活性炭吸附柱的投资约需8万元,包括引风机、管道、柱体、柱内吸附载体(活性炭)等,其运行费用主要包括电费、折旧费、维护费、吸附载体购买费等,运行费用在1.0万元左右。

各类油漆有机溶剂挥发量
油漆类别  有机溶剂挥发量/吨油漆  重量( kg) 体积( m3)                     
油脂漆类   71 11
天然树脂漆类 311 56
酚醛树脂漆类 341 56
沥青树脂漆类 420 76
醇酸树脂漆类 432 81
氨基树脂漆类 509 131 
硝基树脂漆类 537 131
过氯乙烯漆类 668 156
乙烯树脂漆类 569 245
丙烯酸漆类  641 163
聚脂漆类   408 113
环氧树脂漆类 246 64
聚氨酯漆类  340 77
有机硅漆类  370 88
各种橡胶漆类 502 114
香蕉水    1000 243

油漆物件表面的散发量

一般在油漆时都要用各种有机溶剂(如汽油、苯、甲苯等)作为稀料,因此在油漆完后,物件在自然干燥过程中,全部有机溶剂将从物体表面挥发散出,其散发量常用下列公式计算:
               G=ΣME

式中,G——油漆作业点的油漆挥发量,kg/a;
     M——全年油漆用量,kg/a;
      E——油漆挥发量,kg/1000kg,查表5-152。
在一般情况下我单位在废气处理过程中都是以此种方法为计算依据,如果大家在使用中有所偏差,请自行根据实际情况加以修正。
 
(二)、废气处理系统:
1 方案设计依据
《中华人民共和国环境保护法》;
《中华人民共和国大气污染物防治法》;
《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996);新污染源的三级排放要求:主要是三苯类和非甲烷总烃的排放,排放浓度20mg/m3,排放速率按国标。
2 污染源状况及要求
2.1废气源:
喷漆房废气;
流平室废气;
调漆室废气;
面漆固化炉废气;
2.2废气风量:
 每套喷漆房的风量为(有两套):70000m3/h
调漆间:6000 m3/h
流平室:8000 m3/h
流平室+修补间:8000 m3/h
油漆固化:3300 m3/h
2.3排气温度:喷漆房,流平室,调漆室:常温面漆固化炉:70~80℃
3 治理工艺选择:
3.1 根据生产特点,喷漆室废气源属于大风量、低浓度的有机混合气体,采用带有活性碳的过滤袋进行吸附
3.2 流平室、调漆室、油漆固化炉废气经集中管道引至活性碳过滤箱,箱内合理设置蜂窝状活性碳,有机溶剂经活性碳吸附后达标,根据喷漆量的多少可以计算出活性碳吸附饱和的时间,从而定期进行更换活性碳;
计算方法举例:
喷漆房中环氧底漆CEXY105非甲烷总烃:根据PDF资料MSDS CEXY105-CN文档查得:
危害性成份  含量(%) 
二甲苯  10-20% 
乙二醇单丁醚  5-10% 
甲基乙基酮  5-10% 
醋酸丁酯  5-10% 
轻芳烃石溶剂     <5%
二氧化钛  <5% 
而由Excel中的CCMC文件知,环氧底漆CEXY105消耗量为4.5kg/h,则非甲烷总烃的产量为:4.5kg/h×(10%+10%+10%+15%)=1.575kg/h。
由此,可以算出其它物质的量如下表1和表2。
表1
喷漆房风量(7000m3/h)
涂料种类 20m排放速率(kg/h) 排放浓度(mg/m3)
二甲苯 非甲烷总烃 二甲苯 非甲烷总烃
环氧底漆CEXY105 0.9 1.575    
固化剂CCEC175 \ 0.18    
稀释剂YXC1359 1.08 0.72    
聚氨酯面漆  CKPY201 0.324 0.567    
组分B聚氨酯催化剂 C53-X145A \ 0.108    
慢干稀释剂  YXC1371 \ 1.26    
合计 2.304 4.41 32.91 63
表2
调漆间、流平室、修补间以及油漆固化炉总风量为(25300m3/h)
涂料种类 20m排放速率(kg/h) 排放浓度(mg/m3)
二甲苯 非甲烷总烃 二甲苯 非甲烷总烃
环氧底漆CEXY105 0.45 0.788    
固化剂CCEC175 \ 0.09    
稀释剂YXC1359 0.54 0.36    
聚氨酯面漆  CKPY201 0.162 0.284    
组分B聚氨酯催化剂 C53-X145A \ 0.054    
慢干稀释剂  YXC1371 \ 0.63    
合计 1.152 2.21 45.53 94
 
 
根据国家大气污染物综合排放标准二甲苯20m三级排放标准最高允许排放速率2.6kg/h,最高允许排放浓度70mg/ m3;非甲烷总烃20m三级排放标准最高允许排放速率27kg/h,最高允许排放浓度120 mg/ m3.(二甲苯根据其地方标准要求排放浓度为20mg/m3)
表1、表2和国家标准对比可知:二甲苯的排放浓度未能达到排放标准。
喷漆房:
二甲苯的排放浓度约为33 mg/m3,为达到排放标准小于20 mg/m3,按20 mg/m3被吸附掉计算,即20×70000/106kg/h=1.4kg/h;
选用STX-HTN组合式中H610mm、W610mm、D298mm的活性炭过滤袋,活性炭袋式过滤器的去除效率按80%来计算,则每个喷漆房中活性炭的质量为:32×26kg=832kg;过滤袋的饱和时间为:832×80%/1.4=475h,即按每天工作八小时来计算的话475/8=59天需要更换新的活性炭。
调漆间、流平室、修补间以及油漆固化炉:
二甲苯的排放浓度约为46 mg/m3,为达到排放标准小于20 mg/m3,按30 mg/m3被吸附掉计算,即30×70000/106kg/h=2.1kg/h;
选用STX-HTN组合式中H610mm、W610mm、D298mm的活性炭过滤袋,其每个过滤袋的风量为3400m3/h,总风量为25300m3/h,需要的过滤袋个数为25300/3400=7.4,取10个;活性炭袋式过滤器的去除效率按80%来计算,则每个喷漆房中活性炭的质量为:10×26kg=260kg;过滤袋的饱和时间为:260×80%/2.1=99h,即按每天工作八小时来计算的话99/8=12天需要更换新的活性炭。
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