PDF《制鞋业“三苯”废气治理》

中质协质量保证中心福州审核中心 www.

fqac.org 如需质量、环境、职业健康安全管理体系认证请联系中质协质量保证中心福州审核中心工作组

电话:059187521316 传真:059187674025 网站:www.fqac.org 制鞋业"三苯"废气治理 生产不同鞋型旅游鞋采用胶水各异,在粘胶及烘干过程中散发出的苯、甲苯、二甲苯(俗称"三苯") 废气各浓度相差较大,由于操作点多,散发面广,使生产和生活环境污染严重,危害极 大.为消除"三苯"废气危害,开展了广泛研究,推出了治理"三苯"废气的吸附法、 催化燃烧法、 微生物治理法等多种方法 [1,3] ,但中小型制鞋厂因生产条件、 资金、 场地等因素,上述方法难于工 业应用.液体吸收法在"三苯"废气治理中国内开展了较多研究,但未找到工业应用实例.对有关 资料综合分析 [4,5] ,当吸收液,吸收设备结构和雾沫控制三大关键得以较好解决,则吸收法在"三苯"废气治理中有着广阔的应用前景.经过对三大关键大量研究,开发出了具有独特性能的 YJT 净化"三苯"废气组合装置,已取得了较好工业应用效果.

1 治理流程 流程确定,其原则是创造适宜条件,保证有效传质和气雾的有效控制.衡量吸收效果,由传质 速率公式 N=KFΔ Ym 而定.提高传质速率,则应从传质理论和传质动力学进行考虑.众所周知,单 位时间的吸收组份量 N 与气液二相的有效接触面积 F,传质推动力 Δ Ym 和传质系数 K 有关.理想 的吸收设备应该使 K*F*Δ Ym 三个参数的乘积具有最大值 [5] .以0#柴油做吸收剂来吸收"三苯" 废气类似中等溶解度的吸收过程,溶质("三苯")向吸收剂中的传递过程同时由气膜和液膜即 双膜边界层控制,传质阻力主要在气膜和液膜内.YJT 塔内部结构的精心设计,首先有利于增大气 流速度和液流强度,气液二相处于高度湍动状态下,促使气液二相传质膜的厚度大为减小,从而废 气中"三苯"由气相转入吸收剂的扩散阻力迅速下降,传质系数 K 得到迅速提高.其次,塔内气液 二相处于逆向高度湍动的动力状态条件下,使气液二相不断分散,塔内各级液层中互为形成超细 气液粒子状乳化物,可获得巨大的气液相际接触面积 F.第三,该塔内设置了撞击和拦截结构,使 塔内高度湍动的气液二相微粒获得不断惯性撞击和拦截作用,促成气液二相的相际界面产生"表 面初生"现象,这不仅有利于接触表面的不断更新,而且能反复形成较大的传质浓度差,增大了传 质推动力Δ Ym.可见,YJT塔实现了K*F*Δ Ym三个参数同时提高的目的,使传质过程 (即吸收效果) 处于最佳状态. 1.1 流程示意图 制鞋生产中"三苯"废气治理流程见图 1. 中质协质量保证中心福州审核中心 www.fqac.org 如需质量、环境、职业健康安全管理体系认证请联系中质协质量保证中心福州审核中心工作组

电话:059187521316 传真:059187674025 网站:www.fqac.org 1.废气捕集罩;

2.风机;

3.循环槽;

4.YJT 净化塔;

5,6.油气雾捕集器;

7.循环泵;

图1"三苯"废气治理流程示意图 1.2 吸收剂选用 吸收液选用成功与否,是吸收法治理"三苯"废气的重要原因之一.可与"三苯"废气相溶 的物质如柴油等

10 余种溶剂.根据对被吸收气体的溶解度高低,化学稳定性,有无挥发性,粘度大 小,沸点高低,分离难易程度,价格高低,货源易否获取等因素进行综合考评,选取

5 种吸收剂对甲 苯废气的吸收效果的研究数据作如下比较,参见表 1. 表1吸收液种类与对应的净化效率关系吸收液 名称 甲苯含量 净化 效率 (%) 吸收液 沸点 (℃ ) (mg/m3 ) 进口 出口

0 # 柴油

772 911

932 1760

60 45

48 52 92.2 95.1 94.8 97.0

249 7 # 机油

208 472

702 1015

24 53

72 66 88.5 88.8 89.7 93.5

268 洗油

360 773

1153 1712

108 182

232 392 70.0 76.5 79.9 77.1

270 邻苯甲酸 二丁酯

220 413

640 2320

30 40

60 118 86.4 90.3 90.6 94.9

318 醋酸丁酯

770 910

980 1350

90 90

70 40 88.3 90.1 92.9 97.0

125 0 # 柴油容重小、 粘度较低,当气液二相逆向湍动接触时,分散性好,价格又低,货源也广,沸点较高,吸收效率高,柴油 经分馏再生后可返回使用.因此,吸收法治理"三苯"废气

0 # 柴油是优选的吸收液. 1.3 雾沫的消除 用0#柴油来治理"三苯"废气,国内有较多研究,因油雾难于有效捕集,使治理设备周围环境油渍污染严重,成 为未能工业应用的重要原因之一.为此除了在YJT塔内设置了特殊除雾构件外,在塔外再设置二道油气雾捕集装 置.一道为具有亲油并有较大吸油容量的

11 种高分子纤维材料 [1] 中筛选出一种价廉的高分子纤维作捕集油雾 材料.当高分子纤维使用一个周期失去捕集油气雾作用后取出,采用离心或挤压,分离出吸附柴油(回用作吸收剂), 而吸油高分子纤维材料自身返回重复使用.另一道采用对油气有较大附着和吸附作用的细孔状无害工业废渣作 捕集油气雾材料.细孔状工业废渣当失去捕集油气雾作用后,可作工业或民用燃料.该油雾捕集装置投入工业应 中质协质量保证中心福州审核中心 www.fqac.org 如需质量、环境、职业健康安全管理体系认证请联系中质协质量保证中心福州审核中心工作组

电话:059187521316 传真:059187674025 网站:www.fqac.org 用4个多月证实,在治理设备和排放烟囱周围,清洁如故,未出现油雾飘落产生油渍现象,消除了二次污染,取得了 良好的环境效益.

2 工业应用效果 福建省晋江市明辉鞋业有限公司"三苯"废气治理,使用 DT=1000 mm 的YJT 组合净化装置, 处理风量 Q=5000~6000 m

3 /h,用0#柴油作吸收剂.经福建省环境监测中心对该套装置使用效果 监测,结果见表 2. 表2环境监测结果 (1997.11.8) 时段 项目 点位 浓度 (mg/Nm3 ) 净化效率 (%)

1 苯 甲苯 进口 出口 进口 出口 250.2 9.9 203.6 11.5 96.0 94.4

2 苯 甲苯 进口 出口 进口 出口 211.6 9.7 259.5 10.7 95.4 95.9 生产车间内苯浓度降至 13.0~16.1 mg/Nm3 ,甲苯浓度降至为 11.8~16.8 mg/Nm3 . 经福建省泉州市环境监测站在(1997.11.2)的监测报告,"三苯"总净化率为 93.85%,对二甲苯的净化率为 96.25%.测定时厂方采用胶水以二甲苯为主. 从上表实际监测结果表明 YJT 组合净化装置用

0 # 柴油作吸收剂其净化效率大于等于 93%,生产车间内"三苯"浓度和经治理排放的废气浓度均达到了 DB35/156-1996《制鞋工业大气污染物排放标准》中的一级标准.苯 排放浓度小于等于 12mg/Nm3 ,甲苯加二甲苯排放浓度小于等于

40 mg/Nm3 . 吸收"三苯"后的

0 # 柴油可当作柴油机、 燃油锅炉的燃料,亦可集中分馏车间再生,"三苯"馏分回收,可作稀释 剂,获得再生后的柴油返回做吸收剂.

3 结语YJT 组合净化装置用于制鞋业"三苯"废气治理,其净化治理工艺流程简单,投资费用是活 性炭(或纤维活性炭)、催化燃烧等方法所需费用的(1/2~1/4),操作简便,稳定可靠,净化效 率高,工业应用效果十分明显.消除了以前用

0 # 柴油净化治理"三苯"废气产生的二次污染问 题. 作者单位:材料科学与工程学院 参考文献

1 王连生.环境化学进展.北京:化学工业出版社,1995

2 化学工程手册,第13 篇.北京:化学工业出版社,1979

3 西田耕之助(日).有机溶剂废气的处理.环境技术,1981(6) 中质协质量保证中心福州审核中心 www.fqac.org 如需质量、环境、职业健康安全管理体系认证请联系中质协质量保证中心福州审核中心工作组

电话:059187521316 传真:059187674025 网站:www.fqac.org

4 岩崎环(日).有机溶剂蒸汽的抑制法――吸附法.公害,1982(5)

5 上海化工学院编.基础化学工程.上海科技出版社,1978 收稿日期:1998-04-03