鑄造舊砂再生廢氣治理工程實例
摘要：從工藝流程及設備、工程運行監測結果及經濟指標等方面。介紹了某鑄造舊砂再生廢氣治理工程，從實際監測結果可知：該工程運行穩定，廢氣中的各項污染物排放濃度均符合GBl6297—1996(大氣污染物綜合排放標準)排放標準的要求。
關鍵詞：鑄造,舊砂,再生,廢氣
鎮江某鑄造公司使用后的鑄造覆膜砂，因含有大量有機污染物而無法直接送填埋場處置，有必要對其進行再生處理，既減少了污染，又可以節約大量的成本。因此，從節能環保的角度出發，該公司采用再生的方法來循環利用鑄造舊砂。
鑄造舊砂再生采用的是熱法再生工藝，其工藝流程是舊砂經破碎、篩分、磁選后預熱，然后焙燒，再經過冷卻后就可重復使。在焙燒過程中鑄造舊砂表面的有機粘結劑燃燒產生了大量的氮氧化物和其他揮發性有機廢氣。這些廢氣如得不到有效控制將對操作人員的身體健康及生態環境造成一定的危害，對周圍的居民生活亦產生一定的影響。
1廢氣概況
1．1廢氣的來源
廢氣主要來自以下幾個處理單元：1)預熱單元：主要產生一些低揮發性氣體污染物。2)焙燒冷卻單元：主要為有機成分與氧反應產生一些氧化產物及有機廢氣。3)再生砂排放單元：主要是再生后砂的排放過程中產生的少量含塵廢氣。
1．2廢氣排放流量與質量濃度
該公司廢氣最大排放量：約13 000 m3／h，其中預熱和焙燒段廢氣量約3 000 m3／h，再生砂排放單元廢氣量約10 000 m3／h。廢氣參數見表1。
 |
鑄造舊砂再生廢氣主要污染物來自于鑄造砂表面粘結劑的燃燒反應和揮發。該公司采用的粘結劑主要包括：二苯基甲烷4,4-二異氰酸酯、聚合MDI、芳烴溶劑、三乙胺、酚醛樹脂、乙二酸二辛酯、戊二酸二甲酯、苯酚、萘等。廢氣主要成分為粘結劑在高溫狀態燃燒與空氣中的氧氣反應產生氮氧化合物和氰化物、醛類、酚類等揮發性有機污染物。
這些廢氣成分有些具有刺激性氣味、有些對人體具有毒害作用、有的是構成酸雨的主要污染物，根據國家有關法規，必須進行處理。
2治理思路
2．1鑄造砂再生廢氣特性分析
該公司廢氣具有如下特性：溫度高；刺激性氣味大；二氧化硫、氮氧化合物含量高；間歇生產、氣量較大。
2．2工藝流程確定的依據
目前，國內外對有害的廢氣及粉塵的凈化方法，主要有吸收法、吸附法、冷凝法、燃燒法和光催化氧化法。
該公司屬于間歇式生產，手工操作，生產任務不均衡，因此排放有機廢氣的濃度和廢氣量也不均衡。經過比較和試驗分析選用基于物化處理的“高效吸收吸附凈化法”比較適合。
2．3廢氣處理系統設計原則
針對該廢氣的特點，結合該公司的技術要求，本處理工藝將按照以下原則進行設計：
1)系統的處理工藝必須具有針對性，穩定有效地去除廢氣中的污染物，以確保系統達到該企業所提出的排放要求。
2)針對廢氣中刺激性氣味氣體濃度高的特點，處理系統必須具有高效可靠的預處理單元，以確保后續處理單元的平穩運行。
3)廢氣處理工藝方案應充分結合實際，盡可能減少投資和施工的工作量。
4)處理系統所需的吸附材料應盡可能采用價廉、高效的原料，以簡化處理系統的日常管理。
5)方案應采用先進可靠的系統設備，降低系統的維護工作量和延長設備壽命，以保證系統的長期正常運轉。
6)在關鍵處理單元采用自動化控制系統，以保證處理效果和減少勞動力的需求。
7)處理系統應具有靈活的調節能力，以適應產品生產的調整。
8)不能產生二次污染。
3廢氣治理工藝
3．1 工藝流程
廢氣治理主要工藝流程如圖1所示。
 |
1)除塵系統。工藝根據廢氣含塵量大的特點，設計采用了三級除塵系統，分別是旋風除塵、噴霧除塵和集塵器除塵。以保證進入堿洗罐中的塵土含量滿足設計要求，不影響堿洗吸收效果。
2)堿洗罐。從除塵系統排出的廢氣，進入堿洗系統，堿洗罐采用多級噴霧旋流板式反應罐。有效去除廢氣中氮氧化合物氣體和部分粘結劑揮發分，使尾氣的溫度被進一步降低。
3)廢氣HAC吸附裝置。系統采用HAC吸附材料，其不同于傳統的吸附式廢氣處理設備采用的顆粒活性炭(GAC)。HAC是由一定配比的吸附劑材料和粘接劑組成，經過一定的制備工藝形成獨特的活性炭纖維與蜂窩狀活性炭組成的組合吸附材料。它具有阻力小、結構合適、孔徑分布合理、濕度影響小、吸附性能好的特點。其主要設備參數見表2。
 |
3．2工藝特點
與普通的吸附凈化有機廢氣工藝相比，本工藝中有幾個新特點：
1)保證生產能正常進行。在廢氣除塵系統前，加裝一套有電動風閥的放空旁路。在凈化設備正常運行時，該風閥關閉；當凈化設備需維修時，該風閥自動開啟，不會因凈化系統故障而影響車間的正常生產。
2)系統運行費用節省。吸附材料采用蜂窩狀活性炭和活性炭纖維兩種材料組合，并將活性炭纖維置于蜂窩狀活性炭前。利用活性炭纖維吸附容量大、阻力小和吸附速度、脫附速度快的特點，以減小系統運行阻力，縮短脫附時間，節省運行費用，攔截透過濾器的微小顆粒，防止污染蜂窩活性炭吸附材料，降低吸附材料的更換費用。
3)系統吸附功能得到最大程度的發揮。在吸附床出口管內設置有廢氣濃度監測裝置，當廢氣出口濃度因吸附床達到飽和即將超標排放時，系統報警，確保廢氣達標排放，以充分發揮吸附材料的吸附功能，避免脫附時間的盲目性。
4處理效果
4．1系統運行穩定
經過調試運行，各處理單元運行穩定。系統運行效果見表3。
 |
4．2 處理工藝經濟技術指標分析
主要經濟技術指標見表4。
 |
5結論
1)本工藝對于覆膜舊砂再生廢氣污染控制技術上可行，經濟上合理，各項指標符合GBl6297—1996《大氣污染物綜合排放標準》排放標準的要求。
2)將HAC吸附技術應用于在本工程中取得良好的效果，其對顆粒污染物、氣味和有機污染物的去除作用明顯，而且運行成本低。
參考文獻
[1]孫清洲，劉青蜂，王慶軍。等．樹脂舊砂的熱法再生[J]．鑄造，2006，55(6)：646-648．
[2]于永來，馬順龍，何明必．鑄造生產過程中的廢棄物循環再利用[J]．現代鑄造，2007(3)：30-34．
[3]王艷芳，沙昊雷，於建明．低濃度VOCs廢氣處理技術進展[J]．能源環境保護．2007。21(3)：8-12．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
