魯春芳，段曉雨，胡華清

（1.天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司，天津 300191；2.天津市高潔環(huán)保科技有限公司，天津 300191；3.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)水污染治理委員會(huì)，北京 100037）

某大型鑄造集裝箱配件企業(yè)使用含有有機(jī)黏結(jié)劑的覆膜砂鑄造生產(chǎn)工藝，在利用覆膜砂制芯、制殼及后續(xù)的澆注工藝生產(chǎn)中，會(huì)揮發(fā)和裂解大量的氨氣和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）（包括甲醛、酚類等）。氨氣及甲醛對(duì)人類的呼吸道黏膜有比較強(qiáng)的刺激作用，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致各種呼吸道疾病[1]。

1 廢氣治理方法

1.1 吸附法

吸附法是利用固體吸附劑，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)廢氣中污染物進(jìn)行吸附，以達(dá)到凈化效果。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意及時(shí)更換吸附劑并對(duì)廢吸附劑進(jìn)行環(huán)保處理，從而防止造成二次污染。

1.2 催化燃燒法

催化燃燒法是在特定的催化劑作用下，使得廢氣能夠充分燃燒，從而達(dá)到消除污染物的目的。

1.3 吸收法

吸收法是借助特定的化學(xué)藥劑對(duì)廢氣中的污染物進(jìn)行溶解吸收，再利用污染物的物理特性，將其從吸收劑中分離出來(lái)，從而達(dá)到凈化效果。

1.4 生物法

生物法適用于含有有機(jī)物的工業(yè)廢氣，通過生物降解的方法達(dá)到凈化效果。對(duì)于廢氣的脫臭處理效果顯著。

1.5 光分解法

光分解法是指依靠一定的光照條件使污染物發(fā)生光解。光分解法有兩種：（1）在特定波長(zhǎng)光照條件下，發(fā)生光解，達(dá)到凈化效果；（2）在光照條件下使用催化劑，促進(jìn)污染物分解，達(dá)到凈化效果。

2 工程實(shí)例分析

2.1 源強(qiáng)分析

企業(yè)2 條生產(chǎn)線覆膜砂使用量約為12 600t/a，制芯制殼工序會(huì)產(chǎn)生甲醛1260kg/a、苯酚630kg/a，制芯制殼工序年工作2160h，制芯制殼工序單條生產(chǎn)線甲醛產(chǎn)生速率為0.29kg/h、苯酚產(chǎn)生速率為0.146kg/h。按每條生產(chǎn)線50 000m3/h 風(fēng)量計(jì)算，甲醛本底濃度為5.8mg/m3、苯酚本底濃度為2.9mg/m3。

2.2 工藝流程確定

企業(yè)使用的覆膜砂固化劑為烏洛托品。烏洛托品通過甲醛和氨反應(yīng)制得。反應(yīng)式如下：

烏洛托品常溫存儲(chǔ)性質(zhì)穩(wěn)定，在受熱100℃以下時(shí)僅有少數(shù)分解。加熱溫度達(dá)到230℃以上時(shí)，開始大量分解并伴有升華。所以企業(yè)在覆膜砂固化工藝中，會(huì)向作業(yè)環(huán)境揮發(fā)和裂解出大量的氨氣和VOCs 等。

企業(yè)覆膜砂車間風(fēng)量為50 000m3/h，根據(jù)其污染物特點(diǎn)，采用“氣旋流塔+油霧凈化器+脈沖布袋除塵器+活性炭吸附箱+引風(fēng)機(jī)+排氣筒”的工藝流程（見圖1）。

圖1 覆膜砂車間工藝流程圖

2.3 工藝說明

2.3.1 氣旋流塔

氣旋流塔內(nèi)廢氣通過離心力的作用產(chǎn)生向心運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)廢氣停留時(shí)間的目的，提升了洗滌效果。通過吸收液與氣流在塔內(nèi)相互作用形成水膜，達(dá)到了提高吸收作用的效果。

企業(yè)使用烏洛托品制作覆膜砂固化劑，烏洛托品受熱分解后產(chǎn)生氨氣及甲醛，氨氣對(duì)設(shè)備具有一定的腐蝕性，而且氣味刺鼻，但水溶性好，可通過吸收液對(duì)其進(jìn)行吸收處理。廢氣流經(jīng)氣旋流塔后，可有效去除氨氣。氣旋流塔見圖2。

圖2 氣旋流塔圖

2.3.2 油霧凈化器

廢氣進(jìn)入油霧凈化器后，均流板會(huì)利用機(jī)械碰撞捕集其中較大的油污顆粒。廢氣流經(jīng)高壓靜電場(chǎng)時(shí)，污染物會(huì)在電場(chǎng)的作用下電離，使大部分污染物降解炭化；廢氣流經(jīng)吸附電場(chǎng)時(shí)，微小油粒在電場(chǎng)力的作用下被正負(fù)極板捕集。油霧凈化器內(nèi)設(shè)有集油盤，在自身重力作用下流至集油盤的油污經(jīng)特定管道排出。廢氣中的氣味會(huì)被高壓靜電場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的臭氧去除。油霧凈化器見圖3。

圖3 油霧凈化器圖

2.3.3 脈沖布袋除塵器

脈沖布袋除塵器主要用于含塵氣體的過濾，是一種干式除塵器。除塵器由鐵箱單體組成，用于捕集干燥、非纖維性粉塵，內(nèi)置濾袋，濾袋由濾布或氈布制成并由除塵骨架支撐，增大了過濾面積。當(dāng)含塵氣體在引風(fēng)機(jī)的抽吸作用下流入除塵器時(shí)，粉塵被濾袋阻滯，干凈的氣體流入凈氣室。濾袋上沉積的粉塵也可通過機(jī)械振動(dòng)的方式脫落進(jìn)入灰斗。脈沖布袋除塵器見圖4。

圖4 脈沖布袋除塵器圖

2.3.4 活性炭吸附箱

利用活性炭的吸附能力，以活性炭為吸附原料，廢氣通過引風(fēng)機(jī)的作用進(jìn)入活性炭吸附箱，其中的污染物被活性炭吸附在表面上，使其固氣分離，達(dá)到凈化目的。本項(xiàng)目使用的活性炭為柱狀炭，為多孔蜂窩結(jié)構(gòu)，微孔發(fā)達(dá)，凈化效果好，不易脫粉?；钚蕴课较湟妶D5。

圖5 活性炭吸附箱圖

2.3.5 引風(fēng)機(jī)

引風(fēng)機(jī)主要由機(jī)殼、葉輪、進(jìn)風(fēng)口、前蓋板、傳動(dòng)組等部件組成，通過葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓排送氣體。引風(fēng)機(jī)一般置于系統(tǒng)后方，需根據(jù)各工段廢氣的溫度及靜壓進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)（見圖6）。

圖6 引風(fēng)機(jī)圖

3 處理效果

處理后的廢氣經(jīng)過15m 長(zhǎng)的煙囪排放到大氣中，系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，各工藝單體運(yùn)行效果穩(wěn)定。處理效果相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。

處理效果

4 結(jié)語(yǔ)

“氣旋流塔+油霧凈化器+脈沖布袋除塵器+活性炭吸附箱+引風(fēng)機(jī)+排氣筒”工藝對(duì)于鑄造業(yè)覆膜砂車間產(chǎn)生的廢氣有很好的處理效果。排氣筒出口處有機(jī)廢氣濃度符合天津市地方標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/524—2020）、臭氣濃度符合天津市地方標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/059—2018）。