1 概述

1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中國(guó)是世界上人造革最大的合成革生產(chǎn)基地，在溫州地區(qū)，合成革生產(chǎn)企業(yè)約100多家，干法線和濕法線合計(jì)約為250條，年產(chǎn)值超過(guò)100多億人民幣，產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)70%以上。這一產(chǎn)業(yè)的崛起，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著推動(dòng)性的作用。但是，合成革涂裝及烘干尾氣中含有大量二甲基甲酰胺（DMF）等有毒有害揮發(fā)氣體，污染車間空氣和周邊大氣環(huán)境，對(duì)人民身體健康帶來(lái)一定的負(fù)面影響。對(duì)制革業(yè)有機(jī)氣體污染問(wèn)題進(jìn)行治理，關(guān)系到該產(chǎn)業(yè)今后的發(fā)展和保護(hù)人民身體健康。太倉(cāng)是江蘇重要的人造革制造基地，皮革生產(chǎn)帶來(lái)的污染也影響太倉(cāng)市生活環(huán)境。為響應(yīng)中國(guó)人造革協(xié)會(huì)的要求，上?？ㄩT環(huán)?？萍加邢薰疽胍言跍刂萃茝V的填料塔吸收工藝的成套設(shè)備。

太倉(cāng)市金陽(yáng)光皮革有限公司有兩條干法生產(chǎn)線和兩條濕法生產(chǎn)線。在濕法生產(chǎn)線中，樹(shù)脂中含有約30%聚按酯、70%DMF，且均有配有DMF廢水回收裝置，絕大部分（98%以上）DMF可以得到回收利用，但有機(jī)氣體總排放量遠(yuǎn)小于干法生產(chǎn)線，因此從大氣環(huán)境污染治理的角度出發(fā)，制革業(yè)有機(jī)氣體污染治理的重點(diǎn)應(yīng)放在干法生產(chǎn)線。本項(xiàng)目即針對(duì)合成革干法生產(chǎn)線有機(jī)溶劑蒸汽（DMF）的回收和凈化提出治理方案，提出推薦方案的費(fèi)用估算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

1.2干法生產(chǎn)線情況簡(jiǎn)介

合成革生產(chǎn)的主要原料之一是聚氨酯樹(shù)脂（形成合成革的涂層），其中含有大量的有機(jī)溶劑DMF（二甲基甲酰胺）和少量的輔助有機(jī)溶劑。干法生產(chǎn)線中樹(shù)脂中含有約30%聚氨酯，其余的是有機(jī)溶劑（以DMF為主，配以少量的輔助有機(jī)溶劑（隨品種、配方、生產(chǎn)廠家等不同而有所變化））。在使用前，還要添加一定數(shù)量的DMF作為稀釋液。樹(shù)脂和稀釋液的添加比例約為1：1。每條干法生產(chǎn)線每年生產(chǎn)400萬(wàn)米合成革，全年使用有機(jī)溶劑的總量約為320噸。這些溶劑在生產(chǎn)過(guò)程中100％蒸發(fā)，全部排放到大氣中，對(duì)環(huán)境造成一定污染，影響周圍的居民的生活環(huán)境。同時(shí)大量有機(jī)溶劑蒸汽的排放也造成資源的巨大浪費(fèi)，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1.3設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想

本方案設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是既要考慮解決環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)要考慮資源的回收，兼顧企業(yè)的承受能力。因此，在整體方案設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)政府主管部門的排放要求，考慮使用經(jīng)濟(jì)有效的方法對(duì)排放的有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行回收，使之達(dá)標(biāo)排放。回收工藝的設(shè)計(jì)要考慮充分利用現(xiàn)有濕法生產(chǎn)線的廢水回收系統(tǒng)，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。

1.4公司介紹

上?？ㄩT環(huán)?？萍加邢薰?，是一家專門從事環(huán)境污染治理的專業(yè)性公司。本公司與湖南湘牛環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)，針對(duì)人造革行業(yè)的實(shí)際情況，綜合考慮，開(kāi)發(fā)PU合成革干法生產(chǎn)線DMF回收凈化成套裝置。公司在注重基礎(chǔ)研究的同時(shí)，積極進(jìn)行應(yīng)用研究。企業(yè)將環(huán)保與科技真正結(jié)合，迅速將科技成果轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力。以合成革行業(yè)廢氣治理回收為著力點(diǎn)，現(xiàn)已研制成功廢氣回收凈化裝置，為治理合成革行業(yè)所帶來(lái)的環(huán)境污染闖出了一條新路子。

2 工藝方案設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)

鑒于目前太倉(cāng)市金陽(yáng)光皮革有限公司有兩條濕法生產(chǎn)線和兩條干法生產(chǎn)線的實(shí)際情況，方案設(shè)計(jì)針對(duì)兩條干法生產(chǎn)線尾氣合并處理。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確定設(shè)計(jì)基本參數(shù)如下：

每條生產(chǎn)線24小時(shí)的生產(chǎn)能力為：2萬(wàn)米／24小時(shí)；
        每條生產(chǎn)線年生產(chǎn)量：400萬(wàn)米／年；
        年生產(chǎn)開(kāi)機(jī)時(shí)間：4800小時(shí)；
        每條線的通風(fēng)量：15000-20000m3/小時(shí)；
        廢氣溫度：60-80℃；
        廢氣中DMF濃度：3~4g/m3；

2.2凈化要求

參照溫州市環(huán)保局提出的排放標(biāo)準(zhǔn)，DMF排放濃度限值為40mg/m3，排放高度大于15m。

出于資源回收的目的，確定DMF總凈化率:≥98％,DMF回收率:≥95％ (以進(jìn)入裝置內(nèi)廢氣計(jì))。

2.3有機(jī)溶劑的特性

二甲基甲酰胺（DMF）

本品分子式C3H7N0，相對(duì)分子質(zhì)量73.09，為無(wú)色液體，微有氨的氣體，與水、乙醇多數(shù)有機(jī)溶劑混和，相對(duì)密度：0.94，熔點(diǎn)：-61℃，沸點(diǎn)：153℃，閃點(diǎn)：15°F。

2.4工藝的選擇

有機(jī)廢氣的凈化方法根據(jù)氣體濃度和性質(zhì)等的可采用不同的技術(shù)。從資源回收與否的角度，可分為回收法和分解拋棄法，一般包括冷凝法、吸附法、吸收法、催化燃燒法、膜分離技術(shù)、生物降解技術(shù)等。針對(duì)不同情況和凈化要求，可以使用一種技術(shù)，也可以是幾種技術(shù)的組合。

出于DMF回收的經(jīng)濟(jì)性考慮，鑒于DMF溶于水，而濕法生產(chǎn)線又有現(xiàn)成的回收DMF的廢水處理裝置可資利用，因此，本項(xiàng)目工藝方案選擇三段循環(huán)吸收回收工藝。

2.5工藝方案

2.5.1總體設(shè)想

從清潔生產(chǎn)的思想和資源回收保護(hù)的角度出發(fā)，本治理方案總體上以采用簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽進(jìn)行回收，在回收的基礎(chǔ)上對(duì)排放尾氣進(jìn)行高效凈化，既考慮資源的回收，同時(shí)考慮解決環(huán)境污染問(wèn)題，兼顧企業(yè)的承受能力。溶劑回收以水吸收為主要特征，回收液送至廠家已有的濕法回收精餾塔。

來(lái)自各個(gè)工段的工藝廢氣匯總于集氣箱中，通過(guò)風(fēng)機(jī)將其打入吸收塔中。吸收塔的第一段為提濃噴淋，噴林液為循環(huán)吸收DMF的水溶液，促進(jìn)吸收，為此目的，第一階段采用大水量循環(huán)吸收，并且對(duì)進(jìn)塔的吸收液要進(jìn)行冷卻處理。不斷濃集的吸收液部分輸送至廢水罐待后續(xù)用廠家已有的濕法回收精餾塔蒸餾回收DMF。氣體經(jīng)過(guò)第一階段后進(jìn)入后續(xù)第二階段進(jìn)一步被吸收。第二階段采用填料塔結(jié)構(gòu)，吸收液采用低濃度水，吸收DMF后的吸收液補(bǔ)充到第一吸收段（吸收DMF后的吸收液部分參與循環(huán)，一部分補(bǔ)充到第一吸收段）。第三階段同樣采用填料塔結(jié)構(gòu)，吸收液為純水，來(lái)保證廢氣的出口濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（吸收DMF后的吸收液部分參與循環(huán)，一部分補(bǔ)充到第一吸收段）。

2.5.2系統(tǒng)描述

整個(gè)系統(tǒng)主要由廢氣收集管道、吸收塔、自控儀表系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和水循環(huán)管道系統(tǒng)等幾部分組成。

有機(jī)廢氣現(xiàn)經(jīng)過(guò)吸收塔利用水吸收去除其中的DMF后，達(dá)標(biāo)排放。富集吸收液送至濕法工藝廢水罐，利用蒸餾裝置分離出DMF和水。

2.5.2.1吸收裝置：

吸收裝置的主體是三段吸收塔。在第一階段吸收液采用循環(huán)富集DMF的水溶液，當(dāng)循環(huán)液濃度中DMF濃度達(dá)到15~22%時(shí)，排放至回收工藝廢水罐?？紤]到該階段的主要目的為降溫和富集，水溶液中DMF濃度較高，采用大水量噴淋，進(jìn)塔的吸收液進(jìn)行冷卻處理。第二階段采用填料塔結(jié)構(gòu)，用低濃度水溶液吸收，吸收液一部分補(bǔ)充至第一階段作吸收液，其余部分繼續(xù)循環(huán)，第三階段同樣采用填料塔結(jié)構(gòu)，吸收液為純水，來(lái)保證廢氣的出口濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并采用純水作為補(bǔ)充水。

塔體總高16.7米，結(jié)構(gòu)組成自下而上包括：底層吸收液儲(chǔ)槽(3m)、進(jìn)風(fēng)和第一噴淋吸收段(4m)、第二填料吸收段(3.5m)、第三填料吸收段(3.5m)、脫水段和出風(fēng)段(2.7m)。

吸收塔空塔流速取3.3m/s，則塔徑設(shè)計(jì)為2.2m。一、二、三段液氣比取0.3L/m3，吸收液循環(huán)量分別為25、25和25m3/h。
第一級(jí)循環(huán)泵：選用耐腐蝕離心泵，流量25m3/h，揚(yáng)程30米，轉(zhuǎn)速1450rpm，配套電機(jī)功率5KW。第二級(jí)循環(huán)泵：選用耐腐蝕離心泵，流量25m3/h，揚(yáng)程20米，轉(zhuǎn)速1450rpm，配套電機(jī)功率3KW。第三級(jí)循環(huán)泵：選用耐腐蝕離心泵，流量25m3/h，揚(yáng)程20米，轉(zhuǎn)速1450rpm，配套電機(jī)功率3KW。回收泵：選用耐腐蝕離心泵，流量25m3/h，揚(yáng)程20米，轉(zhuǎn)速1450rpm，配套電機(jī)功率3kW。

吸收塔配套防爆離心通風(fēng)機(jī)，4-72NO10D左90，轉(zhuǎn)速1250rpm，全壓 3202-2532Pa，風(fēng)量55000~62000m3/h，配套電機(jī)功率55KW。

2.5.2.2自控儀表

自控系統(tǒng)采用微電腦控制，主要元器件采用進(jìn)口產(chǎn)品。

控制測(cè)量?jī)x表包括：液位控制器、壓差變送器、風(fēng)機(jī)控制變頻器、電動(dòng)控制閥、熱電偶及溫度顯示儀等。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.1主要工藝技術(shù)參數(shù)

吸收塔尺寸（直徑×高度）：Φ2.2×16.7m
       吸收塔空塔流速：3.3m/s
      處理風(fēng)量：50000m3/h

3.2物料消耗和能耗指標(biāo)

年耗純水量：500m3
       風(fēng)機(jī)配套電機(jī)容量：55KW
       水泵配套電機(jī)容量：17KW

3.3工程費(fèi)用估算

3.4環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析

3.4.1環(huán)境效益

按兩條生產(chǎn)線每年生產(chǎn)時(shí)間4800小時(shí)，生產(chǎn)800萬(wàn)米合成革計(jì)，每年可減少DMF排放600噸以上。具有明顯的環(huán)境效益。

3.4.2經(jīng)濟(jì)效益

以回收率90%計(jì)，每年可回收DMF540噸，單價(jià)分別以6000元/噸計(jì)，全年回收物料價(jià)值300萬(wàn)元。

年運(yùn)行費(fèi)用估算為：50萬(wàn)元。

分析表明，該項(xiàng)目不但具有明顯的環(huán)境效益，而且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，能夠達(dá)到環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

       4 結(jié)論

利用吸收和吸附相結(jié)合的工藝回收氣體中有機(jī)物DMF的等有機(jī)溶劑，并使尾氣凈化后達(dá)標(biāo)排放，達(dá)到以廢治廢，化害為利之目的，實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化、資源化、安全化目標(biāo)。項(xiàng)目的實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的三者統(tǒng)一，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有力保證。

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