1.1项目由来

绍兴市上虞区某家具厂是一家木质家具加工企业。该公司在生产过程中，将有一定量的有机废气产生，给周围环境带来一定影响。根据《中华人民共和国环境保护法》的有关规定，受绍兴市上虞区慧匠坊家具厂的委托，本公司承担本项目废气治理设计方案的编制任务。我公司在对绍兴市上虞区某家具厂现有资料分析和调查的基础上，编制了本设计方案，供专家和***审查决策之用。

1.2设计依据

(1) 《中华人民共和国环境保护法》及其它相关环境保护法律、法规和规章；
(2) 《建设项目环境保护管理条例》，中华人民共和国国务院令第253号文，1998年11月29日；
(3) 《关于环境保护若干问题的决定》，国务院国发(1996)31号文；
(4)  浙江省环保局《建设项目环境保护管理条例》实施意见；
(5)  GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》；
(6)关于印发《浙江省挥发性有机物污染整治方案》的通知，浙环发(2013)54号文，2013年11月4日；
(8) 业主提供的有关资料和介绍；
(9) 有关设计规范与要求。

1.3编制原则

本方案遵循的基本指导思想如下：
(1) 根据该公司的产品结构及生产特征，结合已有的工程实例，尽可能采用简单、成熟、可靠的处理工艺，达到功能可靠、经济合理、管理方便；
(2) 污染调查结合企业介绍与实际勘察，尽可能真实反应企业污染状况，为工艺选择提供充分依据；
(3) 处理工艺有针对性。应根据企业的具体情况及发展规划，有针对性地提出综合整治技术路线，分析醋酸乙酯、醋酸丁酯、环己酮等污染因子达标排放的可行性，减轻对大气环境的影响；
(4) 清洁生产与末端治理相结合，以提高处理效果，降低运行成本，减轻企业负担；
(5) 主要机电设备选用优质、低能耗的国产设备，设置必要的自控装置，尽***大可能地减少维修费用。

1.4设计范围

(1) 调查企业的产品数量、生产工艺、环保设施、储运及公用工程等情况，掌握企业废气排放数量、排放方式、排放规律、排放部位；
(2) 编制废气治理工程设计方案，提供投资、运行费用等技术经济指标。

1.5排放标准

根据企业所处位置和当地环保管理部门的要求，废气排放执行《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中“新污染源大气污染物排放限值”二级标准。主要排放指标见表1-1。
表1-1 大气污染物排放限值一览表

2废气污染源强分析

2.1 产品方案

本项目产品方案见表2-1。
表2-1  产品方案一览表

注：按规划其中一半需要喷漆（5000件），其余无需喷漆处理，可直接白坯出售。

2.2  VOCs废气源强分析

2.2.1 油漆用量及主要成分
本项目PU油漆、稀释剂和固化剂用量及主要成分详见表2-2。
表2-2  喷涂油漆的用量及主要成分一览表

2.2.2  VOCs源强计算
本项目生产油性漆型家具，需整体喷油性漆，分别为底漆2层和面漆1层，共计3层，均是喷油性油漆，相关喷漆参数见表2-3。
表2-3  喷漆参数一览表
注：*本项目需喷漆木质家具平均喷涂面积约6m2；根据企业提供的资料，
**根据企业提供的资料，本项目上漆率约为75%。 
本项目木制家具底漆和面漆需喷PU油漆，PU油漆:稀释剂:固化剂按5:1:2配比进行调配后。根据单位提供的资料，PU油漆、稀释剂和固化剂的用量核算，见表2-4。
表2-4  PU油漆、稀释剂、固化剂的用量核算表 
综合涂 料用量匹配性分析，本项目达产情况下涂料理论消耗量为：PU油漆4.576t/a、稀释剂0.915t/a、固化剂1.828t/a；企业提供涂料消耗量为：PU油漆5t/a、稀释剂1t/a、固化剂2t/a。以此为基础进行计算，配漆、喷漆和晾干过程中产生的有机废气总量，统计如下，见表2-5：
表2-5  配漆、喷漆和晾干产生的有机废气一览表 
达产情况下PU油漆年用量为5t、稀释剂年用量为1t、固化剂年用量为2t，按含量计算易挥发物质非甲烷总烃0.550t/a、乙酸丁酯1.30t/a、甲苯0.150t/a、二甲苯0.350t/a、乙酸乙酯0.40t/a，其他为树脂等固化剂。根据喷油漆涂料用量核算表（表2-4），喷漆进入产品的量为3.600t/a。PU油漆、稀释剂和固化剂物料平衡情况见图2-1。 
图2-1  PU油漆、稀释剂和固化剂物料平衡图
 

2.2.3  VOCs废气风量及浓度
生产车间的喷漆区包括底漆房、面漆房及晾干房，位于车间1楼。其中，密闭的底漆房尺寸为5m×4.5m×5.8m，设置2把喷枪，1备1用，喷枪流量约25ml/min；密闭的面漆房的尺寸为5m×4.5m×5.8m，设置2把喷枪，1备1用，喷枪流量约25ml/min；晾干房的尺寸为9m×5m×5.8m。
废气VOCs排放速率按照喷枪流量折算，根据上述介绍，共有2把喷枪（底漆、面漆各1把），每把喷枪喷漆流量约为25ml/min，油漆密度1.5t/m3，故油漆喷涂***大速率可达25*60*1.5*2/1000=4.5kg/h，结合表2-5数据，废气总VOCs的***大排放速率为4.5*（2.75/8）≈1.547kg/h。
根据企业提供资料，底漆房和面漆房各有1个喷台、共2个喷台，每个喷台截面积为3.0m*1.3m，截面风速按照0.4m/s计算，则单个喷漆室的收集风量为3.0×1.3×0.4×3600=5616m³/h，折算其换气次数为5616÷(5×4.5×5.8)≈43次，满足GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》中“在生产中可能突然逸出大量有害物质或易造成急性中毒或易燃易爆的化学物质的作业场所，其通风换气次数不小于12次/h”的相关要求；而晾干房换气次数按14次/h计算，则其废气收集量为9×5×5.8×14=3654m³/h。综上所述，底漆房、面漆房、晾干房的总废气收集量为5616×2+3654=14886m³/h，设计取值为15000m³/h。
因此，底漆房、面漆房、晾干房废气收集后，其废气中VOCs浓度的计算值为103.15mg/m3，考虑到瞬间浓度值的偏差及其他喷漆废气的VOCs浓度数据，设计取值300mg/m3，作为本项目进气浓度的设计依据。

三、喷漆废气处理方法
根据风量统计内容，结合上述废气处理工艺分析比选，同时考虑到分质分类处理的原则。喷漆废气经过水帘除雾后和晾干有机废气一同进入“旋流板塔喷淋吸收+湿法等离子体装置+光催化净化器+填料喷淋塔”工艺处理后经15米排气筒达标排放。漆废气经过水帘和晾干废气合并后进入旋流板塔（可防止漆雾堵塞），在旋流板塔内加入油漆去除剂，去除99%以上的漆雾，防止大颗粒液滴、残余漆渣等颗粒物进入后续处理设备，减少对后续等离子体装置及光催化净化器等工艺设备的污染，提高设备使用寿命；然后，依次引入湿法等离子体装置、光催化净化器内，氧化分解废气中的VOCs污染成分，***终部分污染物质被活性氧分解成二氧化碳、水和其他小分子化合物；***后，再在光催化净化器后加填料喷淋塔进一步吸收废气中的有害物质（含有部分未来得及彻底反应的碎片粒子和活性氧等成份，一般为小分子羧酸类物质），净化后的气体经排气筒达标排放。有机废气总收集效率90%，总处理效率约90%（设计进气浓度为300mg/m3、处理后尾气排放浓度约为30mg/m3，满足达标排放的要求）；其中，旋流板塔的去除率25%+湿法等离子体装置去除率60%+光催化净化器去除率37.5%+水喷淋吸收塔去除率47.5% 。该套工业化装置目前在国内外都得到了相当多的应用，去除效率较稳定，可实现有机废气有效净化、稳定达标排放的目标。

     本项目采用的湿法等离子体净化技术，是在低温等离子分解法的基础上研发出的新一代等离子体净化技术。其显著特征是有机结合了水喷淋吸收和低温等离子体技术的处理效率，一方面规避废气湿度大对原低温等离子体技术温度运行的影响；另一方面水介质的存在，加强了正负电极间的电晕放电，有利于大气等离子体的产生，并且，等离子体可同时在气、液两相介质内净化有机污染物。从而，显著提高有机废气的处理效率并优化了原低温等离子分解法。
    光催化净化设备主体采用304不锈钢板单边磨砂，配80支UV光解发生器、每支紫外灯配相应镇流器，10组UV光解发生器抽屉模块，单根灯管的工作功率为150W，设备功率合计12kW；采用10组二氧化钛光触媒催化剂，其安装方式同样为抽屉式结构；电控系统采用6组电控箱、横插式单开门结构，并配套运行/故障指示灯；设备进风口装设干式初效过滤网。
紫外灯管：采用亚光或瑞郎***810mm紫外灯管，使用寿命6000-8000h。

技术特征：
1）反应速度快，在毫秒级的时间内，瞬间对有机废气分子进行氧化还原反应，将废气中的大部分污染物降解成CO2、H2O及其他小分子化合物。
2）一次性净化效率较高，并可同时净化多种污染物（包括气、液两相介质内），尤其对有机废气的净化效果尤为明显。
3）采用开关、电源、电路三重自动保护，确保等离子设备配套的高压脉冲直流电源能够安全、稳定运行。
4）处理工艺中的旋流板塔、湿法等离子体装置、光催化氧化净化装置等多级处理设备，前端处理装置均在水喷淋环境中运行，规避了废气可燃性成分起火燃烧的风险，进一步确保了系统安全性。
5）操作维护方便，正负电极模块化设计，可单独取出检修和清理。
6）运行成本低，运行功率小，耗电量低，且不需其他附带费用。