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深圳市制鞋行业挥发性有机物污染的治理

北极星VOCs在线  来源:《环境与发展》  作者:张家欢  2019/8/13 13:43:51  我要投稿  

北极星VOCs在线讯:摘要:本文对深圳市制鞋行业生产工艺及挥发性有机物产排污情况进行了介绍,并对挥发性有机物的源头控制、废气收集及末端治理等技术予以推荐,以期为制鞋行业挥发性有机物污染治理提供有益参考。

挥发性有机物(VOCs)是光化学烟雾的主要前体污染物,可以通过生成臭氧、微小颗粒物等对人体健康及生物生长产生长期的影响。当前,挥发性有机物(VOCs)对珠江三角洲地区的大气区域性复合型大气污染起着关键作用。VOCs排放主要来源于流动源、溶剂使用(包括溶剂产品的使用)、固定燃烧源等。制鞋业使用的胶粘剂、溶剂和清洗剂是挥发性有机物的重要排放源。为改善深圳大气环境,有必要对制鞋行业生产过程中产生的挥发性有机物(VOCs)进行预防和治理。

1 制鞋行业生产工艺及挥发性有机物产生情况

制鞋行业的挥发性有机物(VOCs)排放主要源自生产过程中胶粘剂等含有机溶剂的原辅材料,使用的生产环节主要有贴底成型、组底、帮面针车三个环节。制鞋行业挥发性有机物(VOCs)产生的特点为:使用胶粘剂等挥发性有机物相关原辅材料工位多而分散,废气收集点位较多;每个工位使用的相关原辅材料量较小,废气收集风量较大。

制鞋工艺流程及挥发性有机物(VOCs)产生环节如图1 所示。

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帮面针车、组底和贴底成型3 个工艺环节使用的胶粘剂为制鞋行业挥发性有机物的主要产生源,帮面针车工序使用的胶粘剂主要用于部分帮面的形状固定,组底工序使用的胶粘剂用于鞋底材料之间的贴合,贴底成型工序使用的胶粘剂用于鞋底和帮面的相互贴合、形成成品鞋。3 个工艺环节也会使用一定量的处理剂和清洗剂,也是挥发性有机物(VOCs)的重要产生源。

部分制鞋企业有印刷工序、喷漆工序,油墨、油性涂料也是制鞋过程中的挥发性有机物(VOCs)产生源之一,但这两种工序的挥发性有机物(VOCs)产生量相对较少。

相关学者对珠三角地区制鞋行业挥发性有机物(VOCs)排放源成分谱的分析显示,随着近年来稀释剂和清洗剂中的酯类和酮类等物质逐步代替苯系物溶剂,制鞋有机废气中含氧挥发性有机物比例明显增大,主要有乙酸乙酯、丙酮、异丙醇。

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2 挥发性有机物源头控制

2.1 生产过程源头控制

制鞋行业挥发性有机物污染源头控制技术的具体情况见表1。

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2.2 潜在源头控制技术

制鞋行业挥发性有机物(VOCs)污染源头控制潜在技术相关情况见表2。

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3 挥发性有机物末端治理

3.1 废气收集

挥发性有机废气收集应满足深圳市《固定污染源废气收集技术要求(试行)》和深圳市《固定污染源废气排放口设置技术要求(试行)》的相关要求。针对制鞋行业工艺特点,废气收集的总体要求如下:

(1)凡涉及胶粘剂、清洗剂、处理剂等含挥发性有机物的场所(成型、组底工序、印刷工序、挥发性原辅料储存场所等),均应采用密闭空间,并对有机废气进行有效收集。(2)废气收集系统设计应参照《采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)》的要求,确保收集率不低于90%,集中排风并导入废气末端治理设施;禁止将生产废气通过开窗、墙壁或窗上排风扇等排风设施直接外排。(3)在满足生产设施正常运行和保证安全的条件下尽量减小排风量。

制鞋行业的推荐挥发性有机废气收集技术如下:

(1)成型、组底工序集中生产及独立分区。将成型、组底及相应的烘干工序应安排在相对集中的区域进行生产,并将相关区域隔成独立的较小空间并保持密闭,这样可保证更高的废气收集率,同时可降低废气风量,降低后续废气末端处理成本。(2)胶水容器密闭。调胶容器及工艺用胶容器应保持密闭,采用泵出或挤出的方式使用胶粘剂等含挥发性有机物原辅料,减少操作过程中有机物的挥发。(3)印刷工序独立分区。将印刷工序隔成独立分区并密闭,提高印刷废气收集率,并降低废气风量。

3.2 废气末端治理技术

根据制鞋行业有机废气的特性,并结合制鞋有机废气排放执行标准《制鞋行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44 /817-2010)及各种治理方法特点,我们推荐三种末端治理方法:

(1)水洗+ 吸附法。该技术处理过程中,先采用水洗冷凝部分挥发性有机物进行预处理,然后采用活性炭吸附剩余挥发性有机物,活性炭按期更换。(2)吸附浓缩- 催化燃烧。该技术先采用活性炭对废气中的挥发性有机物进行吸附浓缩,从而实现废气净化;针对吸附饱和的活性炭采取吹脱的方式进行脱附,而后对吹脱出的经浓缩的挥发性有机物采取催化燃烧的方式进行处置,脱附后的活性炭又重新具备吸附功能。(3)沸石转轮吸附浓缩+ 蓄热燃烧技术。该技术处理过程中,沸石转

轮吸附大风量废气中的低浓度挥发性有机物(VOCs),然后采用小风量高温气体解吸吸附在转轮上的挥发性有机物(VOCs),形成小风量高浓度的挥发性有机物(VOCs)气流;将小风量高浓度的挥发性有机物(VOCs)气流送到废气焚烧炉进行焚烧,挥发性有机物(VOCs)在高温下被氧化为二氧化碳和水蒸气,达到净化挥发性有机物的目的。

针对活性炭吸附法、活性炭吸附浓缩- 催化燃烧法、沸石转轮吸附浓缩+ 蓄热燃烧三种方法对制鞋废气处理的适用性情况,结合广东省有机废气治理相关技术指导性文件,具体适用情况见表3。

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根据制鞋行业工艺特点,结合广东省有机废气治理相关技术指导性文件,对挥发性有机物(VOCs)排放特征设定典型工况,在此条件下对上述治理技术进行经济成本和环境效益分析,具体见表4。典型工况:废气量,30000 m3/h;废气浓度,100 mg/m3;挥发性有机物(VOCs)成分,丙酮、丁酮、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、环己烷等。

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4 结语

当前挥发性有机物(VOCs)治理工作愈来愈受到重视,因为挥发性有机物(VOCs)的治理效果将影响着区域大气环境质量,想要取得良好的治理效果,使用科学得当的治理技术、方法将尤为重要。制鞋行业中的挥发性有机物(VOCs)有着相当的排放量,故而在充分研究制鞋行业挥发性有机物产排污情况基础上,提出源头控制、废气收集、末端治理等一系列技术及管理手段,为制鞋行业挥发性有机物治理提供有力技术支撑,这些工作将为改善区域大气环境质量提供助力。

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