造粒行業廢氣處理

塑料廢氣治理方法技術    現在塑料制品應用較廣，日常生活、服裝工業、建筑材料等都離不開塑料制品。然而過度的使用塑料制品也帶來了環境隱患，不僅僅在塑料制品生產過程中會產生廢氣，對于廢棄塑料的處理也是一大難題。目前常見的廢氣塑料處理有化學以及焚燒和掩埋法。無論是熔融再生、熱裂解、能量回收或是焚燒，這些方法都離不開高溫處理，均會產生大量的有毒有害氣體和煙塵，這些有害物質若直接排放到大氣中，會造成嚴重的二次污染。所以無論是生產塑料制品還是處理廢氣塑料制品，都會產生塑料廢氣，而這些廢氣如果得不到有效的處理，排放到大氣中，將會對大氣環境以及人體健康造成嚴重威脅。    那么對于塑料制品生產或回收過程產生的廢氣該如何處理呢？其實，塑料制品生產或回收過程產生的大部分都是有機廢氣，廢氣成分包括苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、鄰-二甲苯、間對-二甲苯、正十一烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。但另一方面，不同塑料工廠在生產過程中所用的添加劑或者不同制作工藝，所產生的的廢氣成分也是不同的。所以，在針對不同廢氣進行治理時，為高效且經濟的處理廢氣所使用的的技術設備也是不同的。    以筆者曾經做過的一個塑料廠廢氣治理工程為例。此塑料制品廠主要從事改性工程塑料的研發和生產，年產量高達2萬噸。經過實地探訪以及簡單檢測，發現該廠主要產生的廢氣主要是工藝生產過程中產生的有機廢氣，廢棄成分主要是非甲烷總烴，且伴有來自生產過程中的加料揚塵的粉塵污染。    根據項目實際情況，進行了除塵和廢氣治理工程設計。根據該廠廢氣的排放性質以及相關資料，設計采用吸附法進行廢氣治理。

產品類別：UV光氧設備

產品簡介：1）本產品利用特制的高能高臭氧UV紫外線光束照射工業廢氣，裂解惡臭/工業廢氣如：氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC類，苯、甲苯、二甲苯等的分子鏈結構，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。

2）利用高能高臭氧UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧。UV＋O2→O-+O＊(游離氧)O+O2→O3(臭氧),眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用，對工業廢氣及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。

3）惡臭/工業廢氣利用排風設備引入到本凈化設備后，凈化設備運用高能UV紫外線光束及臭氧對工業廢氣進行協同分解氧化反應，使工業廢氣物質其降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風管道排出室外。

4）利用高能UV光束裂解工業廢氣中細菌的分子鍵，破壞細菌的核酸（DNA），再通過臭氧進行氧化反應，徹底達到脫臭及殺滅細菌的目的。

UV光氧除臭設備參數表

4.3技術特點

1）本產品利用特制的高能高臭氧UV紫外線光束照射工業廢氣，裂解惡臭/工業廢氣如：氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC類，苯、甲苯、二甲苯等的分子鏈結構，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。

2）利用高能高臭氧UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧。UV＋O2→O-+O＊(游離氧)O+O2→O3(臭氧),眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用，對工業廢氣及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。

3）惡臭/工業廢氣利用排風設備引入到本凈化設備后，凈化設備運用高能UV紫外線光束及臭氧對工業廢氣進行協同分解氧化反應，使工業廢氣物質其降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風管道排出室外。

4）利用高能UV光束裂解工業廢氣中細菌的分子鍵，破壞細菌的核酸（DNA），再通過臭氧進行氧化反應，徹底達到脫臭及殺滅細菌的目的。（下圖所列為工藝說明）廢氣分子光解氧化說明示意圖。

4.4技術原理

GY-系列惡臭氣體UV高效光解廢氣凈化設備采用的大功率高能紫外線發射管，光子能量分別為742 KJ/mol和647 KJ/mol。要裂解切斷污染物質分子的分子鍵，就要使用發出比污染物質分子的結合能強的光子能。

表2列出了主要的化學分子的結合能。由表2可知，大多數化學物質的分子結合能比170nm及184.9nm波長紫外線的光子能量低 ,所以，本UV高效光解凈化設備能分解除碳，鈣，金屬外的大多數化學物質。

表2 部分化學分子鍵的結合能

高分子污染物質分子鍵，經過高能紫外線光能的裂解及臭氧的氧化聚合作用，轉變聚合成低分子無害或低害物質如H2O, CO2等。

臭氧產生的分子式：UVD→O2=O-+O+=O2+O- O2+O+→O3

污染物質分子裂解轉化的過程為：

UVD→H2S=H++H-+S→H+O3 S+O3→ H2O＋SO42-

UVD→CS2=C+O3S-+S++O3→CO2＋SO4 2-

例：苯分子光解機理：

苯的分子結構和分子鍵結合能：

苯是由氫原子(1s1) 和碳原子(1s22s22px12py1)構成的

苯（benzene， C6H6)有機化合物，是組成結構簡單的芳香烴，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，為IARC第一類致癌物。苯難溶于水，易溶于有機溶劑，本身也可作為有機溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產量和生產的技術水平是一個國家石油化工發展水平的標志之一。苯具有的環系叫苯環，是最簡單的芳環。苯分子去掉一個氫以后的結構叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。

CAS號 71-43-2                沸點 353.25 K (80.1 ℃)

　　RTECS號 CY1400000

 C=C、C-C、C-H鍵鍵能分別為611kJ/mol、332kJ/mol、414kJ/mol

　　SMILES C1=CC=CC=C1            在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水

　　化學式 C6H6                    結構 平面六邊形

密度 0.8786 g/mL              閃點 -10.11℃（閉杯）

熔點 278.65 K (5.5 ℃) 　     自燃溫度 562.22℃

　　摩爾質量 78.11 g mol-1 

標準摩爾熵So 298 173.26 J/mol·K

標準摩爾熱容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)

根據苯物質結構特性，我們不難理解，當UV光子能量大于611 kJ/mol時（取最大鍵能值），苯環將被斷開，形成離子狀態的C- C+ C- C+ C- C+及H- H+ H- H+ H- H+ 并極易分別與臭氧發生氧化反應。苯分子（C6H6）最終裂解氧化生成為CO2及H2O。而我們UV光解凈化設備所提供的的UV光子能量為647～704 kJ/mol（對應波長為184.9～170nm），裂解苯物質是輕而易舉的。目前我司正在研發UV光子能量高達800 kJ/mol（波長149.5nm）的凈化產品。

下表列出常見的惡臭廢氣化學性質及其光解氧化機理。

表3 常見的廢氣污染物化學性質及其物質光解氧化轉換表

由上述分子式可見，高能紫外線光能將高分子量的惡臭化學物質，裂解為獨立的、呈游離狀態的污染物原子，再通過分解空氣中的氧氣，產生性質活躍的正負氧離子，繼而生成臭氧，同時將裂解為獨立的、呈游離狀態的污染物原子通過臭氧的氧化反應，重新聚合成低分子的化合物如：水、二氧化碳等。

4.5性能優勢

    1）除惡臭：能去除揮發性有機物（VOC）、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，脫臭效果大大提高。

    2）無需添加任何物質：只需要設置相應的排風管道和排風動力，使惡臭/工業廢氣通過本設備進行脫臭分解凈化，無需添加任何物質參與化學反應。

    3）適應性強：GY-系列惡臭氣體（工業廢氣）UV光解廢氣凈化設備可適應高濃度，大氣量，不同工業廢氣物質的脫臭、凈化處理，可每天24小時連續工作，運行穩定可靠。

    4）運行成本低：GY-系列惡臭氣體（工業廢氣）UV高效光解廢氣凈化設備無任何機械動作，無噪音，無需專人管理和日常維護，只需作定期檢查，本設備能耗低，設備風阻極低＜50pa,可節約大量排風動力能耗。

    5）設備占地面積小，自重輕：適合于布置緊湊、場地狹小等特殊條件，設備占地面積＜1平方米/處理10000m3/h風量。

    6）優質材料制造：防火、防腐蝕性能高，設備性能安全穩定，采用不銹鋼材質，設備使用壽命在十五年以上。

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