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关键词:汽车 塑料件 涂装工艺 设备
中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0121-02
随着环境保护和可持续发展问题的不断升温,中国经济高速发展,能源浪费和环境污染问题日益凸显,汽车行业竞争激烈,节能环保降低成本成为生产线先进主要衡量指标。
1 涂装工艺
1.1 工艺布置
工件上下线通常放在涂装车间外面,进入涂装车间后一直在封闭室体内运行。
一层为辅助工作区。包括:加工、白车身上件区、存放、为便于工人在底层工作高度合适,即放在输送机台架上的保险杠顶部处于1.2m的高度,所以要把机械化输送部分置于地下。
预处理设备通常也是布置在一层;还布置有喷漆室下部结构和各种辅助设施,喷漆室的循环水和循环风系统;烘炉加热系统。
日(丰田)系、欧美系喷漆作业均在3m 以上的平台上,设计成高洁净区,由洁净室进入喷漆室,喷漆室必须送空调风其中有一部分是新风,大部分是循环风。烘干室室置高于喷漆作业区,由于欧美系多采用轻型滑橇输送系统,通过垂直升降,可使烘干室所在位置通常比喷漆作业位置更高,使喷漆环境温度可低一些。日(丰田)系采用反积放式地面链,通过爬坡段进入桥式烘干室,也达到上述目的。
在机器人喷中涂、面漆、和清漆后常设有手工检查和修补工位,有些只在清漆后有检查和修补;最终检查和返修不设在生产线上,必须有充分的检查和返修工作地,有良好的照明,要考虑需用较大修补的工件要上线返修。
1.2 主要工艺
涂装生产线年生产能力为20万~30万套保险杠最为经济合理。
1.2.1 前处理
日系由于注塑材料和注塑工艺所决定,前处理仅用手工擦拭(异丙醇擦拭)即可。
由于保险杠是不良导体,易产生静电而吸附灰尘,采用洁净压缩空气通过高压喷嘴,利用电晕放电,使离子化的空气吹到塑料表面,中和灰尘电荷。根据产量采用手工静电除尘或自动静电除尘。
欧美系采用强力冲洗,以除去塑料表面的脱模剂、油污及灰尘。一般由微酸性预脱脂、微酸性脱脂水洗水洗去离子水洗新鲜去离子水洗吹水脱水(或烘干强冷)组成。并因塑料分子极性小,结晶度大,表面张力低,浸润性差,表面光滑、对涂料附着力差,因此按需使用机器人等离子火焰处理表面,如以1000℃~2000℃的高温丙烷气或天然气火焰快速接触工件表面,可以使塑料表面层分子局部氧化,以增加塑料的表面能,提高表面的浸润性和增强附着力,另外还可消除塑料表面的毛刺,提高喷涂合格率,然后进行静电除尘。
1.2.2 保险杠采用溶剂喷漆(罩光漆为溶剂型)工艺及设备
因保险杠是塑料材质,不需要防锈底漆,为与车身一致,所以涂漆仅从中涂开始。
(1)对于中涂、底色漆、清漆为溶剂型漆时,涂漆采用3C1B工艺为中涂:喷1道(15μm~ 20μm),流平10min。
(2)面漆底色漆:单组分纯色漆:喷2道(30μm);双组分金属闪光底色漆,喷2道(15μm~20μm),之间流平90s,最后流平10min。双组分罩光清漆:喷2道(30μm~40μm)最后流平12min。烘干(工件80℃~90℃/保温15min~30min),强冷。
(3)保险杠溶剂喷漆工艺为:清扫、准备喷中涂中涂后流平喷面漆底色漆 面漆底色漆后流平喷清漆确认流平烘干冷却检查精饰(合格品入库,不合格品小修或打磨后返回生产线大修)。
1.2.3 保险杠采用水性喷漆(罩光漆为溶剂型)工艺及设备
(1)对于中涂、底色漆为水性漆、清漆为溶剂型漆时,涂漆采用3C1B工艺为中涂:喷2道(30μm),流平10min。面漆底色漆:单组分纯色漆:喷2道(30μm);双组分金属闪光底色漆,喷2道(15μm~20μm),流平10min,热流平(升温+保温10+4min,60℃~80℃)除湿达到90%,冷却(工件温度
(2)保险杠水性喷漆工艺为:清扫、准备喷中涂中涂后流平喷面漆底色漆 面漆底色漆后预热/冷却喷清漆确认流平烘干冷却检查精饰(合格品入库,不合格品小修或打磨后返回生产线大修
2 涂装设备
2.1 前处理设备结构特点介绍如下
(1)前处理五道工序。预脱脂和脱脂泵泵后设有过滤器;喷射系统内部主管道为矩形管制作,其便于支管道的制作,循环泵的扬程24m,水洗循环泵的扬程18m可选2900RPM;卧式立式都可;喷射压力预脱脂和脱脂取0.15MPa,水洗0.1MPa
(2)预脱脂(30s、60℃)和脱脂(90s、60℃)工序需加热,热源可车间提供,也可利用废气进行热交换的热水炉。提供以下选型可供参考:热水循环泵28m3/h×18m×2900RPM×3kW,需要的热量分别155kW和185kW。
(3)预处理室体为不锈钢,内板是向外折边螺栓连接内壁版满焊,外保温棉用波纹板折边处,外观整齐漂亮。
(4)排风
预脱脂和脱脂区设有1台排风机风量8000Nm3/h×3kW。
(5)前处理后吹水工位
采用部分新风4000m3/h和部分循环风24000m3/h×45kW,分两段,一段是风刀;一段喷嘴布置为仿形。
2.2 脱水炉
工艺时间20min,EISENMANN不是通常采用的烘干炉加强冷,而是采用类似空调机作为脱水的能源,其工作原理:从脱水炉抽出的含水的空气(5000m3/h)不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,变冷脱水后的空气经过冷凝器加热和脱水炉其中1台循环风机循环风(20000m3/h)一起送向炉内;如果需要多的冷量的话,需要一部分室外机散热,即另一路吸入的室外空气(15000m3/h)流经冷却和炉内从脱水炉抽出的含水的空气(5000m3/h)混合后送入炉内。这是一套非标制冷机系统,因此,国内设计很难选型和订购。
笔者看到国内用其他办法代替这套系统,使用情况也是很理想的,它把脱水炉分为三个区:一区脱水用排风机排出大量的是空气;二区循环风把工件上的水吹干;三区为了降低炉内的湿空气用室外相对干燥的空气送入炉内,基本达到工件干燥的效果。
2.3 喷房
喷漆室多为文丘里式,喷房的结构形式和我们目前的结构类似,只是文氏口要简单些,多数都是机器人喷涂,采用循环风送风。
2.4 流平室
通常也要设置1台循环风机并补充新风。有些溶剂漆工艺要求送热风,水性漆需要热流平,设有循环风加热。
2.5 送风系统
循环空调送风机组放置在一楼地面上。新风空调送风机组放置在二楼或三楼,喷房参数依据:新风补充量3000~5000m3/h,其余所需为循环空调的循环风量。
(1)循环送风机组。每个喷漆区设有1台循环送风机组,循环风的温度和湿度18.8℃~21℃/90%;从风道底部抽的风送至循环送风机组,经过不锈钢挡水板-两级喷淋—挡水板—两级过滤EU6—冷却—挡水板—加热—过滤EU7-风机送风,绝大部分送回到喷房,温度和湿度21.5~24.5℃/65+-5%,少量(3000~5000m3/h)送到废气处理炉,冷却和加热是冷冻机自身的吸热/降温,散热/升温来完成的),由于受车间位置限制,通常和分上下两层,上层的水槽水排放到喷淋水槽内。进入机组的颗粒5mg/m3,送出的颗粒1mg/m3,以66000m3/h循环风量为例:其能量负荷见表1。
(2)新风空调送风机组。主要负责自动喷房段流平区和工艺所需要的补新风。
经过过滤EU4—冷却—挡水板—加热—喷淋(软化水)挡水板—风机—过滤EU7—送风,进口温度-6℃,送出温度和湿度23℃/65%。以42000m3/h循环风量为例:其能量负荷见表2。
2.6 喷房供水和漆渣处理
除渣工作原理:循环水池设有搅拌器,用隔膜泵将含渣水打入造渣槽,渣浮在上面用刮渣机挂掉,清夜流回循环槽内。
2.7 烘干室
烘干室高架为好。
(1)加热方式:采用直接燃烧加热方式。
(2)废气量:提供几个数据供参考表3。
2.8 废气处理系统
方案1:TNV方式。
进入废气炉的废气:有循环风过滤后的喷房的废气(新风补)、流平室、烘炉。
焚烧后的热量用于:前处理、新风空调、热流平等,需要提供1台焚烧炉和1台热水炉换热器。
方案2:RTO。
待处理的低温废气经引风机进入蓄热室,陶瓷蓄热释放热量热量温度降低,而有机废气升值较高温度后进入氧化室,在氧化室内燃烧,有机废气被分解为CO2和H2O。焚烧后的热量排向大气。
3 输送设备
采用轻型滑撬、垂直地面链或反积放式地面链。目前这几种输送方式已实现国产化。
4 国内塑料件工艺设备发展趋势
4.1 工艺方面
采用水性涂装工艺势在必行,目前国内已有不少整车厂工厂涂装线部分涂漆采用了水性漆,与其紧密相关的、外观要求与轿车车身一致的保险杠也开始趋向采用水性漆。国内已有汽车厂开始对保险杠采用水性漆设计的建设工程。
4.2 机械化输送方面
从国内以往的普链已转轻型滑撬或地面链。
4.3 设备设计方面
(1)水分烘干炉采用不加热方式,采用冷冻机脱水或多级风吹水。
(2)喷房采用循环风空调送风,其温度控制利用冷冻机的冷却和散热来实现。
关键词 糠醛生产;废水污染源;废气、废水的治理;预防和减轻不良环境影响的措施
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0147-01
糠醛(Furfural)又名呋喃甲醛,是重要的杂环类有机化合物。纯品是无色液体,有特殊香味;密度1.1598;折射率1.5261;熔点-38.7℃;沸点161.7℃。工业品是褐色液体,用于制合成树脂、电绝缘材料、清漆、呋喃西林等,并用作防腐剂和香烟香料等。它也是优良的溶剂,可用于精炼石油、精制油、提炼油脂和溶解硝酸纤维素等。
糠醛经催化氢化制成糠醇,用于有机合成、合成纤维、橡胶、农药等,也可用于制造树脂、火箭燃料和溶剂;糠醛经氧化制成糠酸,用作防腐剂、杀菌剂和制作香料;糠醛经缩聚制成糠醛树脂,用于制造耐腐蚀的塑料、涂料、胶泥和胶粘剂等。
在生产糠醛的过程中产生大量的废水、废气,对环境造成污染,所以对其生产排出的废气、废水必须在进行处理后才能排放。
1 糠醛生产
糠醛水解后的废渣经特殊的排渣装置排放后,去锅炉房作燃料使用;锅炉为专用锅炉,不需要煤、油等燃料,只用废渣作燃料就可以满足整个系统的蒸汽需求。醛气经冷凝后进粗馏塔蒸馏,粗馏气经冷凝后进醛水分离器,其富水相回流进粗塔再次复蒸;醛液进中和罐加碱中和酸后进粗醛,醛液由塔底自流进精馏塔,精馏塔二次蒸汽冷凝后进精醛罐,检验合格后计量灌装;精馏后的废液(醛饴)由塔底排出。整个脱水、精馏过程都是在真空状态下进行的。
2 废水污染源
废水污染源主要包括蒸馏塔废水、软水制备废水、锅炉烟气除尘水、精制釜清洗水、冷却池排污水、软水制备废水和生活污水。其中蒸馏塔废水、软水制备废水、锅炉烟气除尘水等均可做到综合利用,工程排水主要为精制釜清洗水、冷却池排污水、软水制备废水和生活污水。
3 糠醛生产废水的治理
对糠醛产生的废水治理方法,主要有三大类,分别为物理法、物理化学法和生化法。其中物理法的工艺流程为:蒸发浓缩焚烧法、蒸馏浓缩回收法。化学法的工艺流程为:电渗析萃取精馏工艺。生化法有好氧处理工艺(SBR反应器、接触氧化反应器等),厌氧处理工艺(上流式厌氧反应器、过滤式厌氧反应器等)。
阜新的兴雅娟等提出了治理糠醛废水的技术方案,实现了糠醛废水的零排放。
为了使废水中的悬浮物和胶质得到净化,把糠醛废水经微孔滤料过滤,经换热器、贮水池使废水温度低于30℃,再经内装微孔滤料及碳纤维的过滤器过滤。经过预处理的废水,进入相转移柱,于是废水中的醋酸、糠醛等其他有机物被截留在转移柱上,排出水为中性净化水,再经活性炭柱吸附,得到澄清透明的软化水,用作锅炉给水的补充水,水质达到锅炉给水标准。用稀氨水解析达到饱和的转移柱。醋酸及其他有机液与氨水反应,生成有机酸铵。
4 糠醛生产废气监测
表1 某糠醛厂废气处理设施处理效率
处理
设施 二氧化硫 烟尘浓度
一周期 二周期 三周期 一周期 二周期 三周期
1#处理设施 67% 67% 70% 86% 83% 83%
2#处理设施 75% 67% 75% 83% 86% 85%
3#处理设施 75% 75% 70% 83% 82% 82%
5 糠醛生产废气的治理
废气污染源主要为玉米芯筛分破碎粉尘、水解锅废气、蒸馏精制不凝尾气、糠醛渣棚废气、锅炉烟气以及硫酸储罐、配酸、排渣时无组织排放废气。玉米芯筛分破碎粉尘采用旋风+布袋除尘器处理后由排气筒排放;水解锅废气排气筒排放;蒸馏精制不凝尾气收集后送入锅炉燃烧;对糠醛的废气治理应采用专业厂家生产的燃糠醛渣锅炉技术,并配备除尘脱硫设施。经大于40 m高烟囱排放。糠醛渣棚废气由碱液喷淋+活性炭吸附后由排气筒排放;锅炉烟气采用以双层旋流板塔为主体的双碱法脱硫除尘系统处理后由大于40 m高排气筒排放。对于硫酸储罐、配酸、排渣时无组织排放废气,采取加强管理,减少跑冒滴漏。另外,生产过程精馏塔产生的无组织排放的含“醛废气”,经集气罩收集引风机引出进入冷凝器处理,再循环至初馏塔。
湿法烟气脱硫是用水或钙盐溶液作吸收剂吸收烟气中二氧化硫的方法。湿法脱硫根据使用的吸收剂不同分为石灰石―石膏法、钠法、氧化镁法、氨和催化氧化法,如氨法就是用氨(NH3H2O)为吸收剂吸收烟气中的SO2,其湿灰(中间产物)为亚硫酸铵(NH4)2SO3和亚硫酸氢铵(NH4HSO3),采用不同方法处理湿灰,还可回收亚硫酸铵(NH4HSO3)、石膏和单体硫等副产物。另外还可采用干法烟气脱硫,就是用固体吸收剂(或吸附剂)吸收(或吸附)烟气中SO2的方法。
6 预防和减轻不良环境影响的对策和措施
塔底废水及设备清洗废水经换热器加热后生成蒸汽,直接用于生产不外排,生活污水采用化粪池处理,上清液不定期地抽出用于附近农田灌溉,锅炉排污水及循环冷却水排污水直接排放;锅炉烟气采用高效湿式脱硫除尘技术处理,工艺废气产生的部位主要是分醛罐和原液贮罐,废气中的污染物主要有甲酸、甲醇、二乙酮等,冷凝回收后送至锅炉房烧掉,粉尘采用旋风和布袋两级除尘,经由高排气筒排入到大气中;对放渣间进行封闭处理以减小放炮噪声;糠醛渣、醛泥当作燃料烧掉,燃烧后的灰需要运送到指定的垃圾场填埋。
7 结论
通过对糠醛生产废水的治理,可以实现对废水的无害化和资源化;对糠醛生产废气的治理,可以有效脱硫除尘,大大降低对环境的污染。
参考文献
2006年全国二氧化硫排放量和化学需氧量分别比2005年有所增加,2005年全国二氧化硫排放总量高达2549万吨,比2002年增加了27%。数字表明,我国治理废气面临着严峻的形势。国家环保总局局长周生贤表示,造成主要污染物不降反升的主要原因是,经济增长方式仍然粗放、产业结构调整进展缓慢、GDP增速高于预期目标、环保投入不足、环境执法监管不力。
我国政府已经意识到资源环境约束和经济快速增长的矛盾,“十一五”规划中把与经济社会可持续发展、群众生产生活关系密切的环保、能源等作为约束性指标,要求政府确保实现,而将经济增长作为预期性指标。近几年,二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳的排放正在与经济的增长脱钩,在环境保护方面取得了令人瞩目的成绩。
然而,通常的污染处理方法均具有处理不彻底,成本高,存在二次污染或普适性差的问题。有关专家认为,科学技术是有机废气产业赖以生存和发展的基础,因此建议加强有机废气治理科技的研究与产品的开发,政策上要鼓励科研院所、高校积极参与有机废气研发,有选择地扶持有实力的环保公司从事有机废气治理专项技术成果转化、应用研究,既要重视开发投资、效益好的实用技术,也要发展高新技术,更要加大力度改造传统工艺和设备,提高有机废气产业的技术水平,有目的地组织国内外的技术交流与合作,提高我国研究和开发能力及有机废气治理产品的附加值。
水泥机立窑排放污染源治理
项目简介:该技术根据机立窑烟气特性从废气处理量、电耗、耐酸防腐、清水循环使用、污水成球、安全实用等方面开展了治理方案的研究工作。采用国内先进成熟的KT型复合式设备方案对生产工艺参数及操作方式进行调整,优化工艺,对烟尘污染进行二级治理,较好地解决了机立窑烟气污染问题,电耗低,对窑煅烧的适应性好,运行费用低,运转稳定,排放浓度≤150mg/Nm3,有较好的经济与环境效益。
项目负责:云南水泥有限公司。
意义:该系统设施投入运行后,经昆明市环境监测中心监测,其排放浓度为135.7mg/Nm3,除尘效率98.1%,低于国家允许排放标准。经过正常运行证实,适应云南高原气候条件,其技术水平在水泥机立窑烟气污染治理上达到国内先进。
3AFQ系列高效生物除臭技术
项目简介:该技术采用环境生物复育技术、生物过滤技术研制的高效生物膜来净化和降解废气中的污染物质。当含有气、液、固三相混合的多种化合物、挥发性有机物(Volatile Organic Compounds即VOCs)、油烟等有毒有害有臭废气以专管收集后导入本设备,通过培养生长在生物过滤柱内的特殊微生物形成的生物膜,此生物膜一方面以废气中的污染物为养料,进行生长繁殖,另一方面对废气中有毒恶臭物质及挥发性有机物(VOCs)进行分解、脱臭处理,将其降解成为二氧化碳(CO2)和水(H2O)等无毒无味的物质后再排出,达到净化废气的目的。
意义:该技术产品是根据各种有毒恶臭废气的生化特点,采用微生物选育、高效生物膜研制技术,自行研制的能有效处理含多成份有毒恶臭废气的高效生物过滤设备。采用本技术不需添加任何化学物质,能在3~8秒内快速降解废气,无任何二次污染,运行成本低,使用寿命长,生物膜无需更换、可自动更新。
该技术产品可用于降解废气中的挥发性有机污染物和恶臭物质,包括:烷烃类、醛类、醇类、酮类、羧酸类、酯类、醚类、苯类、烯烃类、多环芳烃类、卤素类化学以及H2S、NH3和VOCs等。例如:在工业生产加工过程中,化工、造纸、食品、造漆等行业所排放出的有毒恶臭废气,垃圾场、中转站废气,医药、农药的制药废气,畜禽粪便渣糟干燥废气等。该设备在实际应用中具有明显性价比优势,且解决了其他除臭设备运行费用高、维护管理麻烦等问题,对减少废气环境污染具有良好的效果。
一种潜艇废气处理工艺及装置
项目简介:该项目是一种潜艇废气的处理工艺及装置,针对现有技术中存在的需要多种化学物质,处理成本高,并不能同时处理多种有害气体的缺陷,提供这样一种工艺方法及装置:将各舱室中的废气抽出,通过废气输送管并预冷后送到废气净化池里,废气净化池放置于冷阱中,冷阱与液氦或液氮压缩制冷机连成一体而使冷阱温度达到-186℃,到达废气净化池的废气中大部分有害气体如CO2、NH3、SO2由于深冷作用而凝固落在池里,净化后的气体包括氧气、氮气等则沿净化气回流管升温后回到舱室中。该项目的工艺方法操作简单,不需要使用任何酸、碱、盐甚至有机物,无二次污染,废气处理成本低,效果好。
项目负责:湖南科技大学。
喷漆废气处理工艺及设备
项目简介:喷漆废气处理工艺,喷漆废气先经水洗喷漆台除去树脂磁漆颗粒物,经水洗喷漆台处理后的废气用抽风机抽入填料吸收塔在常温、常压下吸收,填料吸收塔所用的吸收剂为柴油或5~10号油;吸收剂吸收浓度达到10-30%时重新更换吸收剂;当吸收剂吸收有机废气浓度达到10~30%的吸收剂送入蒸馏釜分馏,收集160℃以下馏分,仍作稀释剂使用,经过蒸馏处理的吸收到剂冷却后回输至储液槽备用。上述工艺所用处理设备,废气收集罩至填料吸收塔的入气口管道上设有抽风机;填料吸收塔的下部设管道与吸收液储槽相通,填料吸收塔的上部设管道与吸收液储槽相通,该管道上装有循环泵。
意义:经该项目处理后的喷漆废气可以达到国家规定的排放标准。
过滤煤烟新工艺和微波处理
废气的新技术
项目简介:过滤煤烟新工艺是一项利用活性炭、氧气和氨净化煤烟的新技术。活性炭是一些直径大约5毫米、微孔数量很多的小球(每克活性炭表面积可达1500平方米)。首先将煤烟冷却到110~130摄氏度,然后进入第一个反应装置,装置中的水和氧将煤烟中的二氧化硫转化成硫酸被活性炭吸附。经第一次过滤的煤烟进入第二个反应装置,里面的氨将其中的氧化氮过滤掉,经过两次过滤的煤烟已被净化,可排放到大气中。微波处理烟道废气技术,是利用微波火力发电站烟道废气中的有害气体二氧化硫和氮氧化物滤除的一项技术。此技术先将废气送入充满碳粒的反应罐,二氧化硫的废气送入分解反应罐,罐内有碳粒和微波发生器,微波辐射可使氮氧化物分解为氮和氧,通过烟囱排入大气;与此同时,将吸附了二氧化硫的碳粒与煤混合,也送入分解反应罐,微波加热混合物,把二氧化硫分解为硫和氧,氧与碳作用生成一氧化碳和二氧化碳;再把这一混气体送入一分酸槽中,用凉水喷淋,硫被冲掉并可制成硫磺粉,其他气体送回锅炉房充当燃气。
意义:这一技术可以滤除废气中98%的二氧化硫和氮氧化物。与传统的洗涤法相比,设备简便,成本低廉,滤除率高,没有二次污染,有较高的商用推广价值。
延伸吸收法+非选择性催化还原法硝酸尾气处理工艺
项目简介:硝酸尾气中的NOx,主要为NO和NO2,NO与H2O不发生反应,但在常温下,NO很容易被空气中的氧氧化成NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO。延伸吸收法就是利用NO2与H2O反应生成硝酸的原理,在原吸收塔的后面增加一个吸收塔,增大尾气的氧化空间,延长NO2的吸收时间,从而达到消除尾气中NOx的目的。非选择性催化还原法消除硝酸尾气中NOx,最初采用H2做还原剂,含有NOx的硝酸尾气经加热升温,与H2混合,通过装有钯触媒的催化燃烧器进行催化反应,使NOx最终转化成无害的N2。目前采用以CH4替代部分H2,即CH4和H2同时做还原剂进行催化还原反应。
硝酸尾气采用延伸吸收法+非选择性催化还原反应方法治理,使最终外排尾气中NOx的浓度小于400ppm,排放量低于22kg/h,NOx的去除率大于82%,再经76m高的排气筒高空排放,对区域环境日均浓度贡献值为0.0003~0.0038mg/m3,仅占环境质量标准的0.3~3.8%。
项目负责:河北沧州大化集团公司。
意义:延伸吸收法是利用本公司硝酸生产装置压力高的特点,通过增加一个吸收塔,延长了NOx气体的吸收时间,增大吸收容积,从而达到降低尾气中NOx浓度的目的。最后增加催化还原装置,对硝酸尾气中NOx进一步做无害化处理,尽量减少了排放指数。整个处理过程,工艺流程简单成熟,投资少,同时提高了氨的转化率,增加了硝酸的产量。
高流量负荷下低浓度VOCs
废气的生物法处理
项目简介:该项目以低浓度甲苯废气(VOCs的代表物)为对象,对生物膜填料塔净化处理高流量负荷下低浓度VOCs废气技术的可行性进行了实验研究,考察了入口气体甲苯浓度、温度和营养物添加量等因素对高流量负荷下低浓度甲苯废气去除效果的影响。
在高气体流量负荷下,可以采用甲苯废气净化专用菌种对生物膜填料塔进行接种挂膜。该技术适用于高气体流量负荷下的低浓度甲苯废气的净化处理。在高流量负荷条件下,气体流量和入口气体甲苯浓度对生物膜填料塔的甲苯净化效率有较大的影响。当气体流量为0.8m3/h,入口气体甲苯浓度为105mg/m3,停留时间为18.3s时,甲苯的净化效率可达到61.9%,与国外同类应用研究结果基本相当。使出口气体甲苯浓度低于国家对现有企业的排放标准(≤60mg/m3)。同时,适宜地控制操作温度(20~25℃)和氮、磷营养物添加配比(C:N:P=200:5:1),将有助于提高生物膜填料塔的净化性能。
项目名称:挥发性有机化合物废气
的生物处理技术及其工程应用
项目简介:在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中,工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)的废气(VOC废气)。对VOC废气的治理有多种处理技术可供使用。但对于VOC浓度低、风量大的废气,传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。近年来,逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术,得到日益广泛的应用。
关键词:生态水泥、垃圾、设备、技术
中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:
前言
我们每天生活都会产生各种不同的垃圾,这些垃圾很多都会对人体环境产生极大地危害。笔者做了一个假设,如果每个人每天将产生1Kg的垃圾,中国13亿人口每个月产生的垃圾将有3900000T,这些垃圾的处理也成为一大难题,该如何处理这些垃圾呢?笔者对这个问题做了思考,并提出是否能够将垃圾变为有用的水泥呢?想要将垃圾变为水泥,那么就一定先对垃圾做一些适当的生态水泥生产前处理。首先是将垃圾进行分拣,然后对垃圾进行烘干处理,再把大的垃圾进行破碎。这些处理是很巨大的,对之后将垃圾变为生态水泥这个步骤产生着巨大的影响。下面笔者对生态水泥的关键技术做出陈述。
想要将垃圾变为水泥,必须要对以下问题作出思考并提出解决方案。
一、垃圾的预处理技术。垃圾预处理最主要是分拣与破碎
1、分拣,分拣可分为物理处理与化学处理。物理处理为:第一处理应该是由全国人民共同实现,在产生垃圾的同时每个人对于自己产生的垃圾进行分类,再弃置。在中国这个计划还得慢慢执行,那么在执行完成之前,我们必须投入人工操作来完成,通过人为的方式先对这些垃圾进行简易的垃圾分类。不过笔者认为以后人们能够在抛置垃圾时就分类是最好的,这也大大减少了以后一些处理的麻烦,可以得到便利。第二处理是重力分选技术。而化学处理为电分选技术以及红外线技术。
2、破碎,垃圾的大小也会影响到溶解,所以对于较大的垃圾要先进行分解破碎处理。破碎技术是将大的垃圾进行压,碾,磨,剪等工序把大件垃圾变为小件的垃圾。我们可以利用相关的一些机器来做这一程序。
二、生态水泥生产中的技术
垃圾的前处理已经完成,那么就要开始冶炼水泥了。水泥回转窑是把垃圾变为水泥的重要装置。通过水泥回转窑我们可以将垃圾变为水泥,将没用有害的物品变为有用无害的物品。水泥回转窑的主要结构为筒体、支撑装置、转动装置、密封装置。回转窑的筒体形状有各式各样:直筒型、哑铃状、热端扩大型等。主要材质是不同厚度的钢板,不仅如此还有很多的垫板,因此,水泥回转窑的受热很均匀。垃圾能够很好完全的变为水泥。经过人工的筛选等将废纸、废塑料作为制作水泥的燃料,碎石块、碎玻璃,有机物等作为水泥的原料。将原料倒入水泥回转窑中,启动回转窑,回转窑将会加热并缓慢的旋转。回转窑有受热均匀,容量大等优点。这使得垃圾能够得到很好的烧灼。回转窑可以帮助我们省掉一些步骤,垃圾的干燥,由于回转是一个高温系统,湿的物质在窑内将会得到干燥。
水泥产生的问题我们提出来了,也提出了相关解决措施,那么在制作生态水泥的过程中会产生哪些问题呢?在制作水泥的过程中会有废气,粉尘,重金属等的物质产生,这些东西也随之成为了一道道难关。笔者对这些问题一一作出了陈述,提出解决方案。
烟气、粉尘净化技术
笔者想用垃圾来制作生态水泥为的是保护环境不让垃圾污染环境。可是在制作水泥的过程中会产生大量的废气以及粉尘,这些对环境的污染也是不容小视。笔者对此提出使用一些技术与设备。笔者通过对静电除尘器、袋式除尘器、文式洗烟塔,几个设备做出分析得到结果,每一个各有利弊各有长项。但是相对于其他几个设备,静电除尘器不管是废气或粉尘的处理中都是有优势的。
静电除尘器:它分为干湿两种类型,这两种类型有互补的作用,能有吸收大小颗粒、抗腐蚀、吸收废气的作用。静电除尘器的工作原理主要是通过将尘粒高压带负电,之后用带正电的电子板来吸,来除去尘粒。
四、酸性气体的控制技术与设备
在除粉尘与废气中笔者提到对酸性气体的处理,大家都可知道,酸性气体是一个对人类有多大危害的物质,它具有强的腐蚀性不仅仅会威胁到人们身体的健康,还会破坏我们城市的建筑物,给大自然的植物河流带去毁灭性的毁害。所以有必要对这种气体给予重视。社会对这种气体的关注度是很大的,所以也提出了很多处理这种气体的方法。在工业中常见的酸性气体无非有SO2、HCl、NOx等。通常的除去方法是酸碱中和。这种方法的使用方式各有不同。
干式:干式的意思就是全程为干燥的,使用不会产生有害物质的CaCO3,“CaCO3+SO2=CaSO4+CO2”出去酸性气体的方法原理就是这个方程式。通过将压缩后的气体与固体实惠结合,使酸性气体中和后产生无害的硫酸钙及大气中有的二氧化碳。
半干半湿式:其实这个方式就是讲石灰调成浆,他的效率比干式的要高。
湿式:这个方式原理也是与上面的一样,只是原料不同,这个使用的是NaOH溶液,可是这样会产生另一个污染物,废水。这样会增加回收废物的成本,这与生态水泥的本质相违背。
通过以上的几个方式的分析,很明显半干半湿这一方法是最好的。
重金属的控制技术与设备
在垃圾中会有含有许多重金属物质产品,例如常见的废旧电池等等,这些东西对于一般人也能够知晓,这些东西无论是对人体还是对环境都有着巨大的伤害,人类的很多重大疾病都是这些东西引起的,而环境中的河流污染,河里的生物被破坏死亡也是因为这些物质造成的。如何对这些重金属进行处理呢?在筛选中笔者提出用磁原理将重金属分选出来。再对这些垃圾在回转窑中进行焚烧。可是垃圾中仍然会含有微量重金属,所以对于焚烧过程还要很慎重的控制,在焚烧出来的水泥固化后,水多重金属物质被封在了固化的水泥中,所以还要对这些含有重金属的水泥进行固化处理,使这些重金属物质封在水泥中。
结束语
生态水泥的炼制成功意味着我们社会将会有一个重大发展,无论是对于我们的能源还是对于环境,都是一大进步,我们通过将垃圾变为水泥,即节省了水泥制造时原料,也解决的垃圾无法解决的问题。但是真的要全面发展我们还需要克服很多问题,上文提到的问题都是我们需要思考并解决的,只有问题能够完美解决的时候,这个生态水泥才能够真正上到市面,被全世界应用。
参考文献
一、课堂教学中渗透环境保护意识教育
在讲授“空气”这一节时,适时地将收集的环保信息渗透到教学中。比如冬季北方城市空气质量差,在室外人的眼睛易流泪,并伴有咳嗽症状,原因是什么呢?这是因为北方寒冷,北方城市经常烧煤,煤中含有大量的硫,燃烧后产生大量二氧化硫,二氧化硫形成酸雨或酸雾,人吸入后,刺激了上呼吸道和粘膜所致。冰箱、空调的制冷剂可破坏臭氧层,强烈的紫外线给地球气候 、农业和生态系统造成很大影响,人类皮肤癌发病率逐年上升。在学习“使用燃料对环境的影响”这一节时,由于人们大量使用化石燃料,地球上二氧化碳含量逐年增加,导致温室效应,为了减轻化学污染自然环境而对人类造成的危害,国家正在积极采取措施。例如:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,大力发展太阳能、核能、风能、水能、地热能、潮汐能等。这些能源的利用不但可以解决化石燃料面临耗尽的问题,还可以减少对环境的污染,为减少对环境的破坏,一些厂家生产了无氟冰箱,无农药、无化肥的绿色果蔬也逐步实现规模化生产,教师可将教材与环保知识有机的结合起来,使学生受到环境保护的教育。
二、活动探究中体现环境意识
化学是一门以实验为基础的科学,实验教学既是化学教学的重要组成部分,也是影响学生环境意识的重要手段。实验教学既能增强学生的感性知识,同时又能培养学生的观察能力,动手能力、分析问题和解决问题的能力。但是实验中有毒有害物质的使用和生成常困扰着师生,为了解决实验中污染环境和有害健康问题,我们在实验的密闭化和微型化方面作了一些改进。
1、实验密闭化
在测定空气里氧气含量的实验中,点燃红磷时会产生大量白烟,既污染环境,准确度又不好。我启发学生将集气瓶换成带单孔橡皮塞的试管,用乳胶管把注射器和试管连接起来,这样做,使实验处于一个完全密封的环境。 由于仪器的改进,实验的设计都由学生亲自动手完成的。不仅有利于培养学生的创新意识,动手能力,也改善了实验环境,强化了学生的环保意识,也使学生受到了直观的环保教育,这种改革和训练提高了学生的能力,增强了环境意识,受到了学生的欢迎。
2、试剂微量化
如在下册酸碱盐的性质实验时,班级分24组实验,为了节约药品,防止药品污染环境。我将试管实验改成在点滴板上实验,微型化学实验使用试剂量为常规量的1/10- 1/100,不仅减少了药品的消耗,减轻了废物污染,现象也很清楚,充分体现了绿色化学是从“源头消除污染”而不是“治理污染”的原则。在教学中我们注意引导学生主动参与实验的改进,课堂上呈现学生提出的各种方案,及教师提供的实验改进资料,通过分析、比较、讨论让学生完善自己的设计方案,在活动中培养学生的绿色化学意识,强化实验的安全意识,力求使实验生活化。
三、实验中渗透绿色化学理念
中学化学实验教学中要注意培养学生的环境意识,首先,教师要有环境意识,要防止出现忽视环境保护的一些演示操作错误。例如:在普通教室中进行有毒气体实验,或进行有毒气体的实验时,却忽视安装尾气吸收装置等,同时要指导学生进行规范操作,防止有毒气体和液体的泄露,指导学生正确处理废液,废渣和剩余药品,培养和强化学生的绿色化学和环境保护意识。化学教育工作者要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教学过程,让学生认识到从“粗放型”的传统化学转变为“节约型”的绿色化学是科学技术的一大进步,是化学发展的一大质的飞跃,是历史发展的必然。在平时实验中时时体现绿色化学原则,渗透绿色化学知识。平时的实验中,在每次实验结束时要求学生把好废液、废气、废渣的“三废”处理关,以免造成不必要的污染。注意培养学生的环境意识并告诉学生,由于人们环境意识的缺乏,工业生产过程中“三废”治理所需费用急剧攀升,企业不堪重负,因此把治理污染的花费用于开发绿色新工艺、新产品,从源头上消除污染,对公众、对企业,无疑是一个“双赢”战略。通过教学使学生懂得科学技术本身就具有生态价值,包含绿色化学在内的绿色科技,将使人类与自然在高层次上和谐共处。
四、在课外开展丰富多彩的与环境保护有关的实验课题,调查研究活动。