风力发电行业塔架防腐施工废气处理方法探讨

风力发电行业塔架防腐施工废气处理方法探讨

王宗陈文善普建斌张浩然

（甘肃中水电水工机械有限公司祥云分公司云南祥云672100）

摘要：随着我国在新能源行业深化改革程度不断加深，社会经济迅速发展，在建新能源项目中风力发电项目越来越多，其中塔架制造中防腐带来环境保护问题却不容乐观，因此本文主要从塔筒制作防腐施工中如何选择一种高效、节能废气处理方式入手，分析对比目前国内废气处理方法优缺点，并提出了最佳处理方法。

关键词：塔架防腐；有机废气；处理方法；

引言：环境保护工作国家已提到新的历史高度，新能行业中塔架制造施工防腐喷涂过程中产生有机废气，目前处理废气的方法较多，选择一种综合性能高的废气处理方法，显得尤为重要。下面笔者就目前现有处理废气方法的优缺点进行对比分析。

1塔筒喷涂有机废气产生的过程

塔架防腐属涂料行业，由于使用空气压缩机进行人工喷漆，漆雾和污染性气体在高压作用下会雾化成微粒状态，但喷枪在喷涂时油漆不可能100%的到达器件表面，这部分油漆随气流成为污染环境的有害气体即废气，废气的主要成份为苯、甲苯、二甲苯及非甲烷总烃等。这些气体挥发性较大，易扩散在大气中，而且部分气体有毒、刺激性气味大。为防止废气危害人类健康、污染空气，必须采取除废气技术有效遏制对空气污染，改善空气质量有害气体的主要成分是苯系列。

涂料行业是我国VOC污染的主要来源之一，据估算2010年我国涂料使用过程的VOC排放量约为223.5万t，占当年全国人为源VOC排放总量的13%。由于涂料基数中大量使用了挥发性有机溶剂、助剂等，在涂装过程中溶剂型涂料有50%以上的VOC排放到大气中，其中多数含有可对人体内脏造成毒害甚至致癌作用的苯、甲苯、二甲苯、氯苯、丁醇、环己酮、环己烷和乙酸丁酯等有毒有害物质。部分具有光化学反应活性的VOC排放至大气中后，会与NOx等气体经过复杂的化学和光化学作用形成臭氧、光化学烟雾等，最终危害人类健康和区域生态环境安全。

2目前国内外废气处理水平综述

随着工业化的迅速发展，大气污染的日益加剧，VOCs有机废气净化治理迫在眉睫，但是有机废气的排放标准各地区间存在一定的差异，目前VOCs治理已全面启动重点行业VOCs排放标准制定。

近年来，国家和地方都明显加强了VOCs污染防治政策法规和管理制度体系的制修订工作。其中，环境保护部等相关部门启动了VOCs排污收费制度的研究制定工作，引起了排污行业、企业的极大关注，推动了VOCs治理工作。同时，国家和地方全面启动了重点行业VOCs排放标准的制定工作。由于涉及到VOCs排放的重点行业众多，原有的综合标准中涉及到VOCs的只有11项，远不能满足VOCs排放控制要求，为此近年来启动了一系列重点行业排放标准的制定工作。其中，石油炼制工业污染物排放标准等3项标准2015年初已经颁布。

另外，还发布了《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》和《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》，为企业进行环境工程设计、环保设施运行维护，为环保部门进行污染物排放管理提供了技术依据。

现阶段我国VOC控制才刚刚起步，系统性不强、行业针对性差、控制不全面等问题较为突出。如排放标准，目前主要执行《大气污染物综合排放标准》(GB1627—1996)，涉及VOC排放的指标只有苯、甲苯、二甲苯、酚类、甲醛、乙醛、丙烯腈等16种，已经无法满足污染控制的要求；废气治理方面，产品类型单一、技术水平落后、产品运行维护差。我国将在“十二五”期间将VOC列为重点污染物，以“三区六群”(京津冀、长三角和珠三角地区，辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边、长株潭、成渝、台湾海峡西岸等城市群)作为重点管控区域，推动涂料等有机溶剂使用量大的典型行业的VOC污染联防联治工作，因此有必要借鉴国外VOC综合防治政策、法规和技术方面的宝贵经验。但目前关于国外涂料行业VOC污染控制策略研究的报道并不多见。

在美国，人们已经认识到可以通过减少VOC的排放量来达到国家环境空气质量标准(NAAQS)中的臭氧含量要求，因此，先后制定和实施了一系列针对涂料行业VOC污染控制的法律法规，促进了行业工艺水平和污染控制技术的发展，有效地减少了VOC的排放，为涂料行业的环境保护工作带来了极大的促进作用。

恶臭气体污染是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。它作为一种典型的环境公害已为世界各国所公认，不少发达国家将其作为一种单列公害进行研究，并专项立法实施防治。国外对恶臭污染的治理工作也开展较早在日本及欧美的多个工业领域中，采用如固定床式活性炭吸附脱臭等技术已有一定历史。近年来我国也开始重视对恶臭的监测与防治，制订了部分恶臭化合物的排放标准（GB14554-93）和配套的分析方法，恶臭污染的防治目标之一就是要达到GB14554-93规定的恶臭物质氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯等排放标准，最终目的是要消除恶臭，创造一个无臭的工作、生活环境。

3目前国内外治理废气方法对比

目前废气处理分为物理、化学、生物等三大类，一般可用单一技术或两种以上技术组合来完成单一废气处理工作。常用的物理法是活性炭吸附或酸碱水洗喷淋，化学法是化学洗涤、焚化，生物法则包括生物洗涤、植物液喷洒、生物滴滤、生物滤床等。

喷漆废气处理水喷淋技术广泛应用于空气污染治理，已应用在喷涂过程中，如水帘柜为例，其原理是通过水喷洒在废气排放，水溶性或大颗粒沉降，实现污染物、洁净的气体分离的目的。具有简单的水资源优势，在同一时间沉淀过滤后，可以重复使用，减少水资源的浪费，水喷在处理大颗粒组成的一个非常高的效率，通常用于废气处理的预处理。通过热力燃烧或者催化燃烧法处理有机废气，其净化率是比较高的，但是其投资运营成本极高。因废气排放的点多且分散，很难实现集中收集。燃烧装置需要多套且需要很大的占地面积。热力燃烧比较适合24小时连续不断运行且浓度较高而稳定的废气工况，不适合间断性的生产线工况。催化燃烧的投资和运营费用相对热力燃烧较低，但净化效率也相对较低一些；但贵金属催化剂容易因为废气中的杂质（如硫化物）等造成中毒失效，而更换催化剂的费用很高;同时对废气进气条件的控制非常严格，否则会造成催化燃烧室堵塞而引起安全事故。故从生产线状况、经济性和安全性等因素考虑，不建议采用热力燃烧或者催化燃烧。采用低温等离子处理废气，废气会直接经过放电系统，对于易燃易爆气体带来很大安全隐患，容易造成火灾等重大安全事故，故亦不建议采用。采用活性炭吸附，饱和时间会很短，如果不及时更换活性炭，堵塞的活性炭会造成排气系统的失衡，从而影响正常生产甚至引发安全事故。同时更换活性炭的工作量很大，产生的废弃活性炭又形成了新的固废污染，故亦不建议采用。

4目前国内外最先进净化设备技术原理和优势

4.1分析有机废气通过水喷淋技术+UV光解净化技术组合处理的原理

4.1.1喷淋净化装置的工作原理

废气处理设备的工作原理是将气体中的污染物质分离出来，转化为无害物质，以达到净化气体的目的。它属于微分接触逆流式，塔体内的填料是气液两相接触的基本构件。塔体外部的气体进入塔体后，气体进入填料塔，填料层上有来自于顶部的喷淋液体及前面的喷淋液体，并在填料上形成一层液膜，气体流经填料空隙时，与填料液膜接触进行吸收或中和反应，填料层能提供足够大的表面积，对气体流动又不致造成过大的阻力，经吸收或中和后的气体经出风口排出塔外。吸收剂是处理废气的主要媒体，它的性质和浓度是根据不同废气的性质来选配，其处理单位气体的耗用量，是通过计算吸收剂与惰性气体的摩尔流量的比值来确定的。废气由风机自风管进入，自下而上穿过填料层；循环吸收剂由塔顶通过液体分布器，均匀地喷淋到填料层中，沿着填料层表面向下流动，进入循环水箱。由于上升气流和下降吸收剂在填料中不断接触，上升气流中流质的浓度越来越低，已到达净化的目的。液膜上的液体在重力作用下流入循环水池，并由循环泵抽出循环。

4.1.2UV高效光解净化技术原理

UV高效光解净化是采用高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物、VOC类，苯、甲苯、二甲苯等的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV＋O2→O-+O＊(游离氧)O+O2→O3(臭氧)，众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。利用排风设备将VOC引入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

4.1.3工艺流程

根据现场情况以及我司多年工程案例经验，废气收经集后直接引入到水喷淋设备进行第一次处理，去除大颗粒可溶性废气，处理后再经过高效光解净化设备，处理达标后排放。

4.2UV高效光解废气净化设备的性能优势

4.2.1高效除VOC：能高效去除挥发性有机物（VOC）、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，脱臭效果大大超过国家1993年颁布的《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）和1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。

4.2.2无需添加任何物质：只需要设置相应的排风管道和排风动力，使废气通过本设备进行脱臭分解净化，无需添加任何物质参与化学反应。

4.2.3适应性强：UV高效光解废气净化设备可适应高浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭、净化处理，可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。

4.2.4运行成本低：UV高效光解废气净化设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，设备风阻极低，可节约大量排风动力能耗。

4.2.5设备占地面积小，自重轻：适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件

4.2.6优质进口材料制造：防火、防腐蚀性能高，设备性能安全稳定，采用304不锈钢材质，设备使用寿命在十五年以上。

4.2.7高科技环保净化产品可彻底分解VOC气体中有毒有害物质，并能达到完美的净化效果，经分解后的VOC气体，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

5结论

通过分析塔架喷涂产生废气的过程、分析国内外废气处理水平、分析国内外治理废气方法、分析国内外最先进净化设备技术原理和优势，塔架制造过程中喷涂工序产生的废气通过水喷淋技术+UV光解净化技术组合处理的方法是一种高效、节能、综合性能高废气处方法，提高作业环境的质量，能够达到保护环境的目的。

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