低温等离子体废气处理.docx
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低温等离子体废气处理
有机、无机废气和恶臭处理技术
市场拓展人员培训教程
（宋文国，男，1968年出生，高级工程师，从事于节能环保项目多年。
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一、行业废气概况
煤化工废气
煤制焦过程废气
焦化废气主要来源于装煤、炼焦、化产回收等过程。
装煤初期，煤料在高温条件下与空气接触，形成大量黑烟及烟尘、荒煤气及对人体健康有害的多环芳烃。
炼焦时，废气一方面来自化学转化过程中未完全炭化的细煤粉及其析出的挥发组分、焦油、飞灰和泄漏的粗煤气，另一方面来自出焦时灼热的焦炭与空气接触生成的CO、CO2、NOx等,主要污染物包括苯系物（如苯并芘）、酚、氰、硫氧化物以及碳氢化合物等。
煤制气过程废气
煤制气废气的来源主要是气化炉开车过程中由于炉内结渣、火层倾斜等非正常停车而产生的逸散，另外，还有炉内的排空气形成部分废气、固定床气化炉的卸压废气、粗煤气净化工序中的部分尾气、硫和酚类物质回收装置的尾气及酸性气体、氨回收吸收塔的排放气。
这些废气的主要成分包括碳氧化物、硫氧化物、氨气、苯并芘、CO、CH4等，有些还夹杂了煤中的砷、镉、汞、铅等有害物质，对环境及人体健康有较大的危害。
煤制油过程废气
煤的液化可分为直接液化和间接液化。
煤直接液化时，经过加氢反应，所有异质原子基本被脱除，也无颗粒物，回收的硫可以获得元素硫，氮大多转化为氨。
煤间接液化时，催化合成过程中的排放物不多，未反应的尾气（主要是CO）可以在燃烧器中燃烧，排放的废气中CO2和硫很少，也没有颗粒物的生成。
煤液化过程对环境造成的影响较小，主要的污染物是液化残渣，这是一种高碳、高灰和高硫物质，在某些工艺中占到液化原料煤总量的40％左右，需进一步处理。
煤燃烧过程废气
煤燃烧过程主要污染物有粉尘与烟雾、SO2为主的硫化物、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4等氮氧化物、Hg、Cd、Pb、Cr、As、Se、F等有害微量元素、产生温室效应的CO2等。
煤直接燃烧的能量利用率低，环境污染严重。
石油化工厂废气
化工厂在生产过程中会产生大量的废气，比如：
氨、三甲胺、硫化氢、二氧化硫、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和硫化氢等无机废气；还有VOC类：
苯、甲苯、二甲苯、丙烯酸、醚类、脂类、醇类、酮类及苯乙烯等有机废气。
不论有机废气还是无机废气，他们都有一个共同点，散发着很浓很大的化工气味异味。
而且这些化工废气异味大都对人体有着很大的危害，若处理不当，不仅会对周围环境产生很大的影响，还会对化工厂员工和周边居民健康造成极大损害。
印刷厂废气
目前在我国的包装塑料基材等印刷过程中大量使用的溶剂型油墨，含有50%-60%的挥发性组分，如果加上调油墨粘度所需的稀释剂，那么在印品干燥时，挥发性组分的总含量为70%-80%。
印刷厂在生产过程中产生大量的苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯、环己酮、醇类等油墨异味和有机废气，这些有机溶剂所挥发的气体，通过呼吸进入人体内，对人体的肝脏和神经系统造成损害；有机化合物排放到大气中，与氮氧化物反应，发生光化学反应，形成光化学氧化剂而毁坏森林与破坏生态环境。
沥青厂废气
在各种沥青基防水材料的生产过程中，需对沥青进行加热、输送并制成满足各种工艺要求的沥青类混合料供生产使用。
在此工艺过程中，会产生大量的沥青废气。
废气中含有多种有机物，包括碳环烃、环烃衍生物及其它化合物，有不少对人身健康有危害作用，沥青烟含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质，且大多是致癌和强致癌物质。
因此，对沥青厂废气进行净化治理，使排放满足大气污染物排放标准，是非常必要的。
烟草厂废气
在烟草加工生产过程中，主要有叶片线、白肋烟处理线、梗线、切丝线、烘丝线、切梗丝线、梗丝膨胀线、掺配加香线、储丝柜等制丝线及卷接包车间均有可能产生异味废气。
各生产工艺点产生的异味分子上千种，烟草异味中的大部分属高分子碳氢化合物，如糖、烟碱、氮、蛋白质、苯酚、茄酮、大马酮、糖醛、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、丁烷、醋酸等都是产生异味的来源，这些有机化合物的共同特点是异味浓度高，且难溶于水。
橡胶硫化烟气
橡胶废气污染物主要来自橡胶生产线原料聚合及热处理等过程，含有大量苯乙烯、苯、二甲苯、丁酮、醛、硫化物、氮氧化物等废气及烟气；硫化车间还会产生硫化氢和二氧化硫等废气。
这些废气伴随一定温度扩散至整个车间及厂界周边，是污染较严重的废气。
喷漆、涂料废气
油漆废气中的有机气体来自溶剂和稀释剂的挥发，有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气。
在油漆过程挥发的二甲苯废气量约占稀释剂用量的30％，另有70％在烘干过程挥发。
溶剂型涂料生产和使用过程中，挥发出溶剂废气，包括：
芳烃、酯类、醚类等挥发性气体。
油漆涂装作业中涂料和溶剂雾化后形成的二相悬浮物逸散到周围的空气中，污染了空气。
喷漆危害很大，尤其是自动喷漆线、烤漆线的废气风量大、浓度低，喷漆的气味对苯、甲苯、二甲苯、VOC对周边影响很大。
涂布车间废气
涂布为将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料（膜）的方法。
涂布技术广泛地应用于纸张和薄膜等基材的涂布及复合包装。
涂布流程中都会有不同程度的环境污染，主要为空气污染，气体主要污染物为VOC（主要包括异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醇、丙烯酸、重金属银离子、丙酮等），是一些能与阳光臭氧层中的氧化氮发送反应的有机化合物，挥发到空气中的VOC与灰尘中细微尘埃粒子和其他物质结合会形成灰雾，刺激人体肺部，对动、植物等各种生物健康带来负面影响。
石油化工
石油化工类废气主要污染物：
硫化氢、二氧化硫、氟氧化物、烃类、乙烯、一氧化碳、恶臭、丙烯腈及颗粒状物质。
发电机废气
发电机运行过程中，燃料在柴油机燃烧之后排出的废气中含有大量一氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、油烟等污染物。
排入大气中不易被降解，并带一定毒性。
污染周边环境。
因此，需要进行有效收集并做净化处理，以确保安全运行及人员健康、达到国家环保要求.
定子浸渍线废气
电动机定子在浸渍线生产过程中，浸渍工序及热处理炉将有大量的树脂溶剂、稀释剂的挥发，扩散至周围形成有机废气。
主要成分有脂类、苯系物及酮类物质。
定子浸渍线废气易挥发、对人体健康危害较大，在大自然空气中难以被降解。
污水泵站、污水厂、生物发酵、味精厂发酵、制药厂发酵
恶臭异味处理
恶臭是指大气、水体、废弃物等物质中含有的、能够引起人体厌恶或不愉快发性物质，通过空气介质，作用于人的嗅觉而被感知的一种污染，是世界公认的七大公害之一。
污水泵站的厌氧调节池、曝气池、调节池所产生的废气、臭气主要来自污水、废水本身所含的废气污染物，例如苯系物、脂类、酮类、醇类以及污水、废水处理工艺过程所产生的废气及臭气如氮氧化物、硫化氢、氨、二氧化硫、甲烷、硫醇等。
污水处理厂污水污泥处理过程中，必然会产生大量的恶臭气体，这些臭味主要是由有机物腐败产生的气体造成。
污水厂恶臭气体产生的原因及污染物见下表：
名称
恶臭污染物
产生原因
污
水
处
理
厂
集水井
硫化氢、氨气、硫醇类等
含硫、氨氮污水析出，蛋白质腐败
污水管道
硫化氢、氨气、硫醇类等
污水流动析出
格栅
硫化氢、氨气、硫醇类等
污水流动析出
预沉池
硫化氢、氨气、硫醇类等
沉积物发酵
调节池
硫化氢、氨气、硫醇类等
沉积物发酵
沉淀池
硫化氢、氨气、硫醇类等
沉积物发酵
曝气池
硫化氢、氨气、活性污泥腥味
污泥沉淀发酵
排水泵站
硫化氢、氨气
水流漾动析出
污泥脱水房
硫化氢、氨气
污泥发酵
随着以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术迅猛发展，生物发酵制品已成为2l世纪投资最活跃、发展最快的产业之一。
同时因生物医药发酵空气用量大，一般为大量未处理尾气排人大气，使部分发酵代谢产物随尾气带出，甚至有特殊难闻气味产生，即其药品成分或中间体浓度在空气中不断升高，反过来对人体及环境产生危害。
臭味大致有鱼腥臭（胺类），氨臭（氨），腐肉臭（二元胺类），腐蛋臭（硫化氢），腐甘蓝臭（有机硫化物），粪臭（甲基吲哚）以及某些生产废水的特殊臭味。
二、废气处理技术
“大流量高效等离子体”废气治理成套技术是采用栅状电极结构，通过高频高压电源的激发产生大流量高密度的冷等离子，配合合适的流场分布，减少风阻，结合尾气后处理系统，从而达到高效处理大流量复杂污染物能力的一种综合性处理废气新技术。
同时我公司还能根据企业废气和臭气排放以及现有工艺和设备情况，有选择地利用现有设施和工艺，对废气和臭气进行处理，以达到环保排气设施的最优处理效果，减低企业废气净化的投资和运行成本。
采用“大流量高效等离子体”废气治理成套技术，对有机、无机废气和恶臭进行降解，除臭率可达98%-99%。
化工厂废气处理系统寿命长达10年以上，能在室外-20℃-100℃的范围正常工作；可以全年运行，每天连续运行24小时，其处理过程不产生二次污染。
技术特点
1、激发产生大流量高效等离子体电源技术
本技术通过实时智能控制，达到电源与等离子体负载动态高效动态匹配，使电源输出效率始终保持在一个较高的水平，从而在低能耗的条件下，实现大流量高效等离子体的产生。
2、大流量高效等离子体发生装置
本等离子体发生装置采用栅状电极结构，选取合适的电极间隙和电极尺寸，可以在自匹配电源激励下获得大面积的空气等离子体。
此种等离子体具有气体温度低（接近于室温）、等离子体密度高。
适合大风量低浓度污染气体的处理。
3、流场分布及模块化设计
本装置采用栅状电极结构，使通过的气流由层流（在等离子体区）转变到湍流（后辉光等离子体区），在电极区可以更均匀的与等离子体内的高能电子离子碰撞，在后辉光等离子体区可以与等离子体区产生的活性粒子进行充分的化学反应。
合适的流场分布可以进一步提高气体的处置效果。
等离子体设备单元采用模块化设计，可以污染物处理量及根据客户实际需求量来增减模块的数量，组合安装非常方便。
4、近零排放的尾气后处理系统
经过等离子体处理后的污染气体，大部分污染成分在等离子体和活性粒子的作用下，变为二氧化碳和水，少量残余部分通过后尾气处理系统，采用催化、吸附等手段，达到整套装置近零排放。
5、全智能监控以、测量系统及合理先进的电器控制系统
在整套装置的几个关键节点设置污染气体测量仪器，通过对于输入气体的成分含量的检测，实施调控等离子体整套装置的输入功率，使等离子体密度、能量发生改变，从而达到实时匹配合适参数的等离子体对气体进行处置，达到节能降耗、全自动化控制的目的。
6、多项设计保障等离子体发生装置安全性能
●等离子体反应器外壳为双层结构，内层采用高度绝缘材料，与外壳保持高度绝缘；
●有可燃性气体分析仪，当可燃性气体的成分达到爆炸极限值的25%时，即开始报警，超过35%时系统将自动关闭系统去除一切不安全的因素；
●在机械结构上增加了阻火装置，防止气体形成倒流；
●当可燃性气体达到防爆等级要求时，装置采用防爆电器盒和防爆材料制成，达到防爆要求。
与传统技术对比
技术名称
特点
投资
占地
运行费用
吸附
不稳定，污染物由气态转变成固态
低
中
较高，定期更换活性炭
吸收
工艺成熟，但效率低
中
中
较低，长期消耗溶剂
焚烧
仅限可燃气体
高
小
高，需要加辅助燃料
生物
受环境影响大，运行不稳定
高
大
较高，运行管理费用高
等离子体
节能高效，自动化程度高，无二次污染
中
中
低，只消耗水电，无额外费用
运营成本比较
按同等条件下处理10000m3/h废气，年运行费用：
万元
技术名称
功率
（kw）
电费
水费
药剂
维护
合计
备注
活性炭吸附
12
1.73
-
-
3.2
4.93
未计后期运输脱附费用
酸碱中和洗涤
15
2.16
-
3
-
5.16
按30%碱液计算
电晕法
28
4.03
0.3
-
1
5.33
模块一年一更换
等离子体
25
3.6
0.2
-
-
3.8
●按年运行300天，每天8小时计；
●电费按0.6元/kwh，水费按3元/吨计；
●活性炭用量也一吨，按8000元/吨，三个月更换一次计；
●30%碱液按1.2元/公斤，每天消耗50~100kg计；
●未计入人工费用。
三、应用领域
此技术广泛应用于：
化工：
不饱和树脂厂、合成树脂厂、制药厂、生物公司、油漆厂、塑料再生厂、电路板厂、石油化工厂、印刷厂、煤气厂、化肥厂、铸造厂、炼油厂、饲料厂、钢铁厂、合成洗涤剂厂、造纸厂、肥皂厂等有毒有害污染物气体的化工除臭净化处理；
非甲烷总烃废气处理：
丙烯酸乳液生产工艺废气处理、丙烯酸尾气处理、环氧乙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、硅烷废气处理、丙烯酸乙酯、甲酯废气处理工艺、生产碱性嫩黄氨气处理、医药废气、甲硫醇废气、氯气吸收装置、硫化氢废气处理、氮氧化物、二氧化氮、硫化氢气体处理、甲苯废气处理、二甲苯废气处理、苯废气处理、苯酚、苯乙烯、聚苯乙烯废气、烃类尾气处理、三甲胺废气处理、甲胺废气处理、二甲胺废气处理、乙胺、三乙胺、叔胺、脂肪胺、生物厂的仲辛醇、粗仲辛醇、葵二酸、丙烯啨、氰化物废气处理、丙酮废气处理。
喷漆烤漆：
电子厂、手机、电动车、汽车、自行车、摩托车、彩钢板、家具厂、变压器厂、变频器、定子浸渍线、铸件喷漆等行业及领域。
烤漆的废气处理。
发电机废气：
工矿企业、造船厂、大型公共场所等设有发电机或其它各种燃烧炉的工厂企业。
定子浸渍废：
电动机器、半导体、电气元件设备、家电、汽车、船舶等各种需树脂浸渍及热处理工序的行业。
橡胶：
化工原料、轮胎、鞋业、工业防护用品、汽车、船舶、电气电子设备等行业。
恶臭异味气体：
炼油厂、橡胶厂、化工厂、制药厂、污水处理厂、 污水泵站、污水站、废水站的厌氧调节池、曝气池、调节池以及垃圾站、垃圾中转站、垃圾填埋场，卷烟厂、香精厂等领域产生的各类恶臭、异味气体等各种有臭味的场所。
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