广东某大型铜漆包线生产线有机废气治理工程.pdf

广东某大型铜漆包线生产线 有机废气治理工程 * 罗建中 1 何兵 1 黄忠明 2 黎晓东 2 1． 广东工业大学环境科学与工程学院，广州 510006; 2． 金雁电工有限公司，广东 梅州 514546 摘要 广东金雁电工有限公司是我国生产铜漆包线电缆的十大企业之一， 该厂对漆包线生产过程中所产生的以苯、 甲 苯、 二甲苯等苯系物为主的有机废气采用“低温催化燃烧 植物提取液高能雾化吸收” 的处理工艺， 在常规低温催化 燃烧有机废气的基础上， 运用植物提取液超微气态分散的原理， 强化吸收净化废气并消除燃烧臭味。经过治理， 苯、 甲 苯、 二甲苯排放浓度均低于 DB 44 /272001 广东省地方标准大气污染排放限值 污染源二级排放标准限值， 并消除 了臭味的影响。该工艺具有运行可靠、 去除效率高、 成本低廉、 管理方便等优点， 值得在国内同类废气治理中推广 应用。 关键词 漆包线;有机废气治理;臭味;低温催化燃烧;植物提取液;雾化吸收 PROJECT OF TREATING ORGANIC WASTE GAS FROM A LARGE COPPER ENAMELED WIRE PRODUCTION LINE IN GUANGDONG Luo Jianzhong1He Bing1Huang Zhongming2Li Xiaodong2 1． Faculty of Environmental Science and Engineering， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006，China;2． Jinyan Electrical Co． ，Ltd， Meizhou 514546，China AbstractGuangdong Jinyan Electrical Co． ，Ltd． is one of the top ten enterprises of Chinas production of copper enameled wire cables， it uses the“low temperature catalytic combustion plant extraction high-energy atomization absorption”process to treat the organic waste gas containing mainly benzene，toluene，xylene and benzene series， in the process of producting enameled wires． On the basis of conventional low-temperature catalytic combustion of organic waste，adopting the principle of micro gas dispersion of plant extracts， the process enhanced the absorption effect and eliminated the burning odor．After treatment，benzene，toluene，xylene emission concentrations were lower than “The Limits of Local Air Pollution Discharge Standard of Guangdong Province” DB 44 /272001and secondary pollution source emission standard limits，and the influence of the odor was eliminated very well． This process， which has reliable and stable operation，high removal efficiency， low cost and easy management advantages，is worth popularizing in the treatment of domestic similar waste gas． Keywordsenameled wire;organic waste gas treatment;odour; low temperature catalytic combustion;plant extraction; atomization absorption * 广东省科技计划项目 2010B031900008 。 漆包线是电机、 电器和家用电器、 电讯、 电子仪表 电磁绕组的主要和关键原材料， 随着工业电器、 家用 电器、 电讯、 电子产品等的迅速发展， 给漆包线带来了 广阔的应用领域和市场。中国漆包线产销量从 1990 年仅 占 全 球 总 产 量 的 6. 25 到 2000 年 提 高 到 15. 37 ， 2005 年接近 30 ， 预计到 2015 年将提高到 50 左右， 届时中国的漆包线产量将占全球产量的半 壁江山， 成为名副其实的漆包线生产和销售大国 ［1］。 广东金雁电工有限公司是我国生产铜漆包线电 缆的十大企业之一， 配有先进的上引法铜线坯 无氧 铜 型材连铸机、 Y 型铜线坯连轧机、 大拉机生产线和 中、 小微拉丝机及漆包机生产线， 主要生产各种规格 85 环境工程 2012 年 10 月第 30 卷第 5 期 的电工圆铜线， 公司有 18 条卧式漆包线生产线， 4 台 立式 漆 包 机，年 生 产 铜 线 坯 12 000 多 t，漆 包 线 12 000t， 每年使用各种绝缘漆共计1 430 多 t。在对 圆铜线进行涂漆、 烘焙过程中由于涂漆的挥发， 会产 生以苯、 甲苯、 二甲苯为主的有机废气， 并有浓烈的恶 臭气味。公司通过采用“低温催化燃烧 植物提取 液高能雾化吸收” 的处理工艺， 使废气得到有效的治 理， 达到了 DB 44 /272001广东省地方标准大气污 染排放限值 污染源二级排放标准， 并消除了臭味。 1废气来源及危害 漆包线的生产过程 圆铜线经过清洗、 退火、 冷却 干燥、 涂漆、 烘焙、 冷却、 表面润滑、 收线、 检测、 包装过 程到成品。产生废气污染主要是其中的涂漆和烘焙 过程， 其中在涂漆过程中使用的绝缘漆属于涂覆漆包 线的专用涂料， 是一种有机高分子聚合物溶液， 被涂 覆在铜线表面上， 烘焙后形成粘附牢固、 具有一定强 度并且连续的固态漆膜， 主要起着隔绝电流的绝缘作 用。在此过程中会挥发出苯、 甲苯、 二甲苯异构体等 有机物; 在烘焙过程中会产生 CO2及少量苯、 甲苯、 二 甲苯等有机物。这种有机废气对人体的毒害比较大， 而且通常有强烈的恶臭， 容易使人感觉恶心、 干呕， 如 果长期接触更可能引发头晕、 头痛、 乏力、 记忆力衰 退、 失眠多梦及咽痛、 咽干、 咳嗽、 鼻黏膜充血、 咽充血 的情况 ［2］。 2废气治理工艺流程 为治理漆包线有机废气， 采用“低温催化燃烧 植物提取液超能雾化吸收” 两级联用工艺， 工艺流程 如图 1 所示。 图 1废气治理工艺流程 废气用涂漆槽挥发气体收集处理装置收集在 RXHW 型炉中低温催化燃烧， 燃烧后气体通过风机 收集输送到废气净化装置， 通过雾化的植物提取液吸 收后无组织排放。 2. 1废气的收集 废气的收集采用自制的漆包线废气收集处理装 置， 该装置包括一个与涂漆槽外形相适应的气体收集 罩， 使得漆包机的进线炉口外壁与涂漆槽共同形成一 个相对封闭的空间， 有助于收集涂漆槽内的气体， 气 体收集罩通过管路连接风机进风口， 风机的出风口通 过管路连接催化燃烧室， 被收集的气体在催化燃烧室 经过燃烧后通过催化燃烧室上设置的废气排管排出。 其 中 风 机 风 量 为 2 250 ～ 4 410 m3/h， 风 压 667 ～ 559 Pa， 功率 1. 5 kW， 转速 2 180 r/min。 该装置对漆 包线涂漆槽内原漆产生气味的捕集率可达 90 以 上， 不仅有效地处理了原漆挥发的有害气体， 同时被 收集的气体在催化燃烧室内燃烧还节约了能源， 大大 降低了漆包机涂漆槽内原漆气味的外逸气流量， 使生 产车间的空气不受污染， 生产工人的身体健康得到 保证。 2. 2低温催化燃烧［3- 5］ 该处采用的催化剂是 TFJF 催化剂 ［6］， 主要是采 用堇青石蜂窝体作骨架， 负载上沸石粉所制成的催化 剂。它含有适量的过度金属氧化物、 稀土元素和铂、 钯贵金属。该堇青石蜂窝体与目前广为采用的氧化 铝陶瓷蜂窝体相比， 具有耐高温性好、 热膨胀系数低、 使用中不易被破碎等优点。TFJF 催化剂阻力小， 活 性高， 能在300 ℃ 以下起燃， 经过 TFJF 的催化燃烧漆 包线废气已能达到 DB 44 /272001 污染源二级排放 标准 苯 ≤0. 50 mg/m3， 甲苯 ≤3. 0 mg/m3， 二 甲 苯 ≤1. 5 mg/m3。但是排放的气体还具有较浓的臭味， 所以将催化燃烧后的气体通过收集后用植物提取液 吸收除臭后排放 ［7- 8］。 2. 3植物提取液高能雾化吸收 该段主要采用全自动高效重合超微漆包线废气 净化设备， 该套设备采用日立专业技术， 安装方便快 捷， 能耗低， 运行成本低; 进口的高质量高压主机为动 力的控制系统， 可以将吸收液直接经超微雾化喷射进 废气净化设备， 吸收液超雾化后以分子的形式和废气 充分作用， 吸收效率高， 净化速度快， 风阻低， 可快速 除去有机异味分子。 该段使用的吸收液为高效天然植物提取除味剂， 产品是从各种植物根、 茎和花果中提取的有效成分， 能与各种有害、 异味分子迅速发生聚合、 取代、 置换、 吸收等反应， 具有以下特点 ［9- 10］ 1 吸收量大， 效果 好; 2 持久耐用; 3 反应速度非常快; 4 经过专用设 备雾化后， 吸收效率更高; 5 直接雾化， 无需克服高 风阻和高耗能的活性炭再生， 运行成本低; 6 节能环 保， 无异臭， 无二次污染。 植物提取液与水以 1∶ 100 混合， 采用该公司发明 的混合液浓度控制装置 ［11］控制混合液的浓度， 采用 可编程控制器 PLC 控制， 对混合液浓度进行逻辑顺 95 环境工程 2012 年 10 月第 30 卷第 5 期 序控制， 分别控制混合液调配与混合液储液， 具有全 自动操作、 混合液浓度控制精准、 结构简单的特点， 能 有效控制漆包线废气净化液的配比浓度。 3运行效果及其效益 经过“低温催化燃烧 植物提取液高能雾化吸 收” 两级联用处理后废气无组织排放， 废气中苯、 甲 苯、 二甲苯、 苯乙烯的浓度均达到 DB 44 /272001 污 染源二级排放标准， 并且车间与厂周边均无臭味的影 响。排放标准及排放浓度见表 1。 表 1废气监测结果 mg/m3 监测点位苯甲苯二甲苯苯乙烯 漆包机 B1 1 号 0. 003*0. 1260. 0820. 003* 漆包机 B1 2 号 0. 003*0. 1380. 1940. 003* 厂大门外 10m 南 1 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂大门外 10m 南 2 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 东 1 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 东 2 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 西 1 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 西 2 号0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 东北 1 号 0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 厂围墙外省道旁 东北 2 号 0. 003*0. 003*0. 003*0. 003* 执行标准0. 503. 01. 50. 10 注 * 表示监测结果低于方法检出限， 报方法检出限值的一半， 并 加标志* 。 从表 1 可看出 所有监测点有机物苯、 甲苯、 二甲 苯和苯乙烯的浓度均远远低于标准， 并且除了最靠近 漆包机 B1 的两个监测点甲苯和二甲苯的浓度外， 其 他监测数据均低于检出限值以下， 说明该法去除效率 高， 能有效去除有机废气的污染。 该公司共有 22 条漆包线生产线， 年铜漆包线产 量12 000 t， 使用涂漆原料共1 430 多 t， 公司共计 34 个废气排放口， 运用两套全自动高效重合超微净化控 制系统、 34 台净化器， 该项目总投资1 079 万元， 每台 净化器植物提取液每小时用量为0. 1 L 0. 95 元 ， 净 化器电费每小时 0. 09 元， 共计 1. 04 元 /h。该工艺运 行稳定、 可靠， 成本低， 并且具有良好的社会、 环境、 经 济效益。采用此工艺不仅可处理漆包线生产过程中 产生的废气， 降低对环境的污染， 同时提高企业的社 会形象， 并可为企业下一步扩大漆包线生产打下坚实 基础， 为企业带来新的经济效益。 4结论 金雁电工有限公司采用的“低温催化燃烧 植 物提取液高能雾化吸收” 两级联用工艺能有效去除 废气污染， 同时采取先进的控制系统， 具有处理效率 高、 节省处理成本、 运行管理方便等优点， 具有良好的 社会、 环境、 经济效益， 可向全国同行业以及产生工业 废气的公司企业推广。 参考文献 ［1］中国调研报告网． 2009 － 2012 年中国漆包线市场预测与发展 前景分析报告［R］． 中国调研报告网 Baogaobaogao． com 2009． ［2］王宏， 宁平． 含苯有机废气的危害与治理［C］． 第八届全国大 气环境学术会议论文集大气环境科技研究进展． 昆明 中国环 境科学学会大气环境分会， 2000 10 550- 553． ［3］Wang Jun，Shen Meiqing，Wang Xiaoling， et al． Study on catalyst characteristics to control organic waste gas pollution by combustion ［J］． Journal of Combustion Science and Technology，2001 8 242- 244． ［4］Salvi G． Catalytic combustion of Industrial waste gases［J］． Rivista dei combustibili，1983 11 304- 315． ［5］Zhang M， Zhou B， Chuang K T． Catalytic deep oxidation of volatile organic compounds over fluorinated carbon supported piatinum catalystsatlowtemperatures ［J］．AppliedCatalysisB Environmental， 1997， 13 2 123- 130． ［6］王祖兴，周烈华，周仁贤，等． TFJF 型催化剂治理漆包线机烘 炉排气［J］． 环境污染与防治，1991 5 11- 14． ［7］Anfruns A， Martin M J， Montes-Morn M A． Removal of odourous VOCs using sludge-based adsorbents［J］． Chemical Engineering Journal， 2011， 166 3 1022- 1031． ［8］TsaiChungjung， ChenMeiLien， etal．Thepollution characteristics of odor，volatile organochlorinated compounds and polycyclicaromatichydrocarbonsemittedfromplasticwaste recycling plants［J］． Chemosphere， 2009 2 1104- 1110． ［9］袁为岭，黄传荣． 植物提取液处理恶臭气体的研究进展［J］． 化工环保， 2005， 25 6 441- 445． ［ 10］解清杰，吴荣芳， 赵如今， 等． 国内植物提取液除臭剂的开发 及其在 污 水 厂 的 应 用［J］．安 徽 农 业 科 学， 2008， 36 23 10161- 10163． ［ 11］兴宁市金雁电工有限公司． 混合液浓度控制装置［P］． 中国 ZL 2010 2 0100164. 9， 2010 － 01 － 22． 作者通信处何兵510006广东省广州市番禺区大学城外环西路 100 号广东工业大学环境科学与工程学院工学 3 号馆 617 E- mailhebing111215 163． com 2012 － 01 － 20 收稿 06 环境工程 2012 年 10 月第 30 卷第 5 期