摘要：研究了水性聚酯纺织浆料生产废气挥发治理技术优化与应用。通过试验对比不同工艺单元的处理效率，选择了水喷淋、干式过滤、活性炭吸脱附和催化燃烧装置等多种治理技术，并通过优化组合方案，达到了较好的治理效果。同时，本文也对治理技术的优缺点进行了分析和评价，为类似企业废气治理提供参考。

　　关键词：水性聚酯纺织浆料；废气治理；挥发性有机物；活性炭吸脱附；催化燃烧装置

　　0引言

　　随着全球环境问题的日益严峻，纺织工业作为一个重要的污染源，其废气排放对环境和人类健康造成了不可忽视的影响。因此，寻求高效、可持续的废气治理技术对于促进纺织工业的可持续发展具有重要意义。

　　本研究以湖州华清新材料有限公司的水性聚酯纺织浆料生产线为研究对象，针对其产生的有机废气进行了深入的分析和优化研究。通过对废气的特点、设计方案和主要设备的详细研究，旨在提供一种高效的废气治理技术方案，从而减少有机废气的排放量，降低对大气环境的污染，并为纺织行业废气治理技术的发展和应用提供了有益的参考和借鉴，同时，该研究还为纺织企业提供了可行的技术路线，促进了可持续发展战略的实施。

　　1工程概况

　　1.1源强分析

　　湖州华清新材料有限公司经营范围包括环保型水溶性聚酯纺织浆料生产、销售及研发；纺织品、化学纤维销售。现厂区对工况区域废气源进行处理达标排放，主要涉及聚酯纺织浆料和丙烯酸酯铵盐浆料制备生产线。本项目主要针对湖州华清的两种浆料加工生产线产生的废气进行处理。该厂目前废气处理工艺流程如图1：

　　主要产生废气的工序为加热溶解、保温、冷却、中和等，其中，受热或自然挥发会产生乙醇、苯乙烯、丙烯酸等少量有机废气，本研究将对产生的有机废气进行治理。

　　经过分析，其体积浓度占比远低于其对应的爆炸下限比例，无安全隐患。属于低浓度大风量有机废气，适用于RCO工艺，且公司生产工况稳定，废气进气工况稳定，可保证设备处理效果稳定且安全运行。

　　1.2进气浓度分析

　　根据表1数据可知，湖州华清新材料有限公司使用的原料主要是水溶性聚酯、苯乙烯、丙烯酸酯类原料，这几种原料在加工反应过程中，自身及其产物挥发性不强，非甲烷总烃出气质量浓度约为14.5 mg/m3左右，现有设备处理效率按80%，推算进气质量浓度约为72 mg/m3，本研究暂按≤100 mg/m3进行设计。

　　2工艺设计方案

　　2.1设计思路

　　针对废气成分进行分析，发现其特点为常温、VOCs浓度低、有腐蚀性，因此，本研究将“水喷淋+两级活性炭吸附”改为“水喷淋+干式过滤+活性炭吸脱附+催化燃烧工艺”，其中，活性炭采用颗粒碳，该设计通过催化燃烧定期脱附可实现活性炭循环使用，保证了处理效果稳定，可节省相应耗材及运维费用。

　　2.2废气收集方式

　　现有设备处理气量为15 000 m3/h，目前废气主要来源，如表2所示，收集单元均经过密闭管路收集，输送至末端废气治理设备中处理。

　　在进料口、灌装区等存在挥发性有机物无组织逸散，现场设置集气罩进行收集。依据《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822—2019），距离集气罩开口面最远处，控制风速不得小于0.3 m/s；依据《三废处理工程技术手册》（废气卷），冷凝罐废气主要由于挥发性物质以轻微速度自然挥发。现场均以全密闭管路连接收集，收集流速采用0.25~0.5 m/s。本研究按0.5 m/s进行气量核算，危废仓库属于有害气体产生场所，其换气次数需20次/h以上。

　　2.3主设备介绍

　　2.3.1干式过滤装置

　　2.3.1.1工作原理

　　干式过滤器通过其内部的G4+F7，对粉尘和黏性物质进行阻隔去除，同时外部设置压差开关实时表示压力损失，根据设定压力，超出设置压差时向PLC发送报警信号，提醒管理者及时更换滤料。干式过滤器及其系统参数，如表3所示。

　　2.3.1.2安全特点

　　通过设置多类传感器及机动部件数据反馈，为自控安全提高保障，其中压力反馈可以对部件情况实时监测，当出现过载过压情况时，提醒管理者对预期故障进行检查。

　　2.3.1.3技术特点

　　1）系统稳定：多级高效除雾棉处理过滤，确保后续设备运行稳定；

　　2）控制便利：操作简便，维护难度低。

　　2.3.2活性炭吸脱附装置

　　2.3.2.1工作原理

　　吸附净化系统是常见的有机废气处理系统，工艺简单，处理效果较好，适用于低浓度大气量废气的治理。利用活性炭的多微孔吸附特性，将废气中的有机污染物吸附在上，活性炭饱和后，再进行脱附再生。吸附净化系统及其系统参数，如表4所示。

　　2.3.2.2安全特点

　　1）自动预警：对各部件情况实时监测，当出现温度异常等情况时，系统根据分析判断发出警报，提醒管理者对预期故障进行检查；

　　2）自动运行：采用多点位温度监控，自动调节阀门组进行温度控制。

　　2.3.2.3技术特点

　　1）系统稳定：工艺简便，操作难度低，达标稳定；

　　2）模块快装：模块式抽屉结构，更换方便快捷。

　　2.3.3催化燃烧装置

　　2.3.3.1工作原理

　　废气由动力设备吸入催化燃烧装置，借助催化剂使有机废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧，系统无需持续提供热量，且燃烧产生的多余热量可回收利用。使有机废气分解为无毒的二氧化碳和水蒸汽，最终排出洁净空气。催化燃烧装置及其参数，如表5所示。

　　2.3.3.2安全特点

　　1）自动预警：对各部件情况实时监测，当出现温度异常等情况时，系统根据分析判断发出警报，提醒管理者对预期故障进行检查；

　　2）防爆泄压：当某一区间内压力过高或已爆炸时，泄压口会自动冲开，使得爆炸冲击不会危害周围人员人身安全。

　　2.3.3.3技术特点

　　1）节能：采用催化剂降低污染物分解温度，从而减少能耗，燃烧过程中通过污染物的不断燃烧，脱附再生系统无需持续提供热量，且燃烧产生的多余热量可回收利用；

　　2）自控稳定：整套系统采用独有的自控人机界面对系统一体化监控，对脱附对象及脱附时间都已按设定程序运转，保证系统运行流畅；

　　3）安全保障：设置多级自控、阀件、消防等安全保障，使用更放心；

　　4）处理效率高：采用催化燃烧系统对有机物进行集中式处理，催化剂加速有机物氧化分解的过程，降低了有机物燃烧所需的热值，提高了对有机废气的处理效率。

　　2.3.4工艺流程

　　工艺流程图，如图2所示，具体工艺流程描述如下：

　　1）水喷淋装置：主要利用气液对向流动混合，将易溶于水的氨气、醇类、有机污染物等拦截至水中，其中氨气本身具有异味，建议添加弱酸类物质来中和碱性废气，达到消除臭气的效果；

　　2）干式过滤：主要利用G4初效过滤+F7中效袋式过滤。以防止废气中所含水气等进入后续活性炭，造成活性炭堵塞；

　　3）活性炭吸脱附装置：预处理后的废气进入活性炭装置吸附，通过活性炭其多微孔的吸附特性将废气中的污染物吸附固定在内，并在饱和后进行脱附，脱附气体进入催化燃烧反应器处理；

　　4）催化燃烧炉：活性炭脱附出来的高浓度、小风量、高温的有机废气经阻火除尘器过滤后，进入特制的板式热交换器，与催化反应后的高温气体进行能量交换，并进入预热器。经温度检测系统检测，温度符合催化反应的温度要求，进入催化燃烧室，有机气体被彻底分解，同时释放出大量的热量。净化后的气体一部分通过烟囱排放，另一部分与冷风机带入的冷空气混合降温后气体由引风机送入脱附箱体，对活性炭进行脱附。

　　经过单元的处理，废气的治理目标已达到，外接标准高度排气筒确保外排空气达到治理排放标准。

　　3结果分析

　　由处理结果可知，水喷淋对非甲烷总烃有机废气的去除率为10%，出气质量浓度在治理后可以达到≤90 mg/m3。这表明水喷淋技术虽然可以降低废气浓度，但其去除污染物的效果并不理想。

　　干式过滤对非甲烷总烃有机废气的去除率为0，出气浓度仍然高于治理标准。这表明干式过滤技术对水性聚酯纺织浆料生产废气的治理效果较差。

　　活性炭吸脱附对非甲烷总烃有机废气的去除率高达80%，出气质量浓度也可以达到≤18 mg/m3。由此可见，活性炭吸脱附技术是一种较为有效的治理技术，可以显著降低水性聚酯纺织浆料生产废气的浓度和排放量；

　　催化燃烧装置的进气质量浓度虽高达100 mg/m3，但出气质量浓度可以降至≤20 mg/m3，去除率高达80%。这表明催化燃烧装置是一种非常有效的废气治理技术，可以有效地降低废气中的污染物含量，并达到环保标准。工艺废气治理各单元处理效率统计表，如表6所示。

　　综上所述，本研究的治理技术方案可以有效地降低水性聚酯纺织浆料生产废气的挥发性有机物含量，其中活性炭吸脱附和催化燃烧装置是效果较好的处理技术。

　　4结语

　　本研究探讨了如何有效地治理该产业中产生的废气问题。结合实验和数据分析，总结如下：

　　1）废气的组成和排放量对废气治理技术的选择和优化有很大影响。本研究特别针对水性聚酯纺织浆料生产中的废气进行了分析和研究，并提出了相应的治理技术。

　　2）本研究重点考察了吸附和脱附法、氧化还原法和生物处理法等多种废气治理技术。结果表明，其中生物处理法是一种高效可行的技术，可以有效地降低废气中的挥发性有机物和异味物质，同时对环境污染的影响也较小。

　　3）本研究还考虑了多种因素对废气治理效果的影响，包括治理设备的设计和操作参数、废气排放量和浓度、处理时间等等。通过对这些因素的综合分析，我们提出了一些优化技术和建议，以改善废气治理效果。

　　综上所述，本研究为水性聚酯纺织浆料生产废气的治理提供了可靠的技术方案和操作建议，为该领域的污染防治和环境保护做出了一定的贡献。

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