一、金属电镀废气治理工程简述某电镀金属制品厂是一个新建的五金加工生产配套项目,该厂区共计划新建7条电镀生产线,工业厂房总面积约为5000m2。根据业主提供的基础资料和相关项目的设计经验,该电镀生产废气包含有酸性、含氰、含铬、有机废气等,为了降低其对厂区工作环境和周边大气环境的危害,实现清洁环保厂区的规划必须对其净化处理,实现达标排放。
为此,我公司接受贵司的委托,对其生产废气治理进行深化方案设计。为贵公司的废气处理提供高新处理技术和质量优良的处理设备,以及专业的废气处理解决方案和技术咨询服务。
本次设计依据业主提供的相关基础资料、废气的产生源、产生量、国家相关行业控制标准和我公司在同类废气处理中积累的设计经验完成。方案中详细的阐述了废气处理所采用的工艺、主要设备及装置、系统运行费用评估、维护和管理等。
二、工艺设计依据
1、《中华人民共和国环境保护法》。
2、《中华人民共和国劳动保护法》。
3、《中华人名共和国大气污染防治法》。
4、《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)。
5、《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2010)。
6、《排风罩的分类及技术条件》(GBT 16758-2008)。
7、《通风管道技术规程》(JGJ141-2004)。
8、《工业管道工程施工及验收规范》(GBJ235-82)。
9、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92)。
10、《环保设备设计手册——大气污染控制设备》
11、其他相关设计规范、施工规范及规程。
12、业主提供的相关基础资料。
我公司将依照以上相关标准进行设计,确保该项目完全符合广东省东莞市环境保护局的要求。
三、设计参数及要求
3.1设计范围
(1)、从生产设备排风点到净化系统出风口之间的全套废气治理设备、管道等环保设施的设计、施工、调试等。
(2)、工程配套的电气系统,包括动力设备控制系统,仪表及自控系统等。
(3)、工程配套的土建等。
3.2设计原则
(1)、严格遵守国家、省、市级环保法规,认真执行相关技术规范。
(2)、选择处理效果好、动力消耗低、运行稳定、管理简便的处理工艺。
(3)、采用技术先进、高效、节能、稳定、易于操作维护的核心净化设备。
(4)、提高系统的自动化控制水平,降低操作人员的管理难度和劳动强度。
(5)、废气处理应遵循“分类收集、集中处理”的原则;要综合考虑局部气体收集和环境通风。
(6)、工程的外观设计与建筑主体以及周围的环境相协调。
3.3废气的成分与性质
一般情况,具有挥发性液体的镀槽、具有毒性气体的镀槽、镀液温度高的镀槽及废气产生量较大或废气浓度高的镀槽需要独立设置抽风罩。主要废气如下表3-1所示。
表3-1生产环节与污染物产生情况
序号 | 废气种类 | 主要来源 | 主要污染物 | 处理方法 |
1 | 氮氧化物废气 | 硝酸退镀、炸挂具及三酸抛光 | 氮氧化物(NOX) | 吸附法 吸收还原法 碱性溶液吸收法 |
2 | 含铬废气 | 镀铬、钝化 | 铬酸雾气 | 水吸收 加铬雾抑制剂 |
3 | 氰化氢废气 | 含氰电镀 | 氰化氢 | 湿法吸收 |
4 | 含氨废气 | 塑胶电镀 线路板碱性蚀刻 | 氨气 | 稀硫酸吸收法 |
5 | 氟化氢气体 | 不锈钢蚀刻 真空镀膜的退镀 | 氟化氢 | 石灰水吸收法 |
6 | 酸性废气 | 酸性镀槽 | 氯化氢气体 硫酸雾、磷酸气体等 | 碱液吸收法 |
7 | 碱性废气 | 碱性除油 | 碱蒸汽 | 酸液吸收法 |
1)酸性废气由于采用盐酸、硫酸、铬酸等酸性物质进行酸洗、酸性电镀等工艺所产生。如:酸性电镀中的盐酸、硫酸及磷酸等气体和酸雾,具有极强的刺激性气味。
2)碱性废气电镀过程中使用氢氧化钠、磷酸钠等碱性物质,由于加热等工艺操作所产生的碱性气体。可产生碱雾的工艺主要有:化学除油、电化学除油、强碱性电镀(如碱性镀锌和碱性镀锡等)等。
3.4排放标准
该项目有机废气排放标准执行GB21900-2008《电镀污染物排放限值》中新建电镀企业的排放标准,具体污染物控制指标见表3-2。
表3-2新建设施大气污染物排放限值
序号 | 污染物 | 排放浓度限值(mg/m³) | 污染物排放监控位置 |
1 | 氯化氢 | 30 | 车间或生产设施排放筒 |
2 | 铬酸雾 | 0.05 | 车间或生产设施排放筒 |
3 | 硫酸雾 | 30 | 车间或生产设施排放筒 |
4 | 氮氧化物 | 200 | 车间或生产设施排放筒 |
5 | 氰化物 | 0.5 | 车间或生产设施排放筒 |
6 | 氟化物 | 7 | 车间或生产设施排放筒 |
四、废气治理的工艺设计
4.1废气治理工艺
(1)酸碱废气的处理,由于此类废气水溶性极好,极易被水吸收,所以此类废气采用吸收法可以达到很好的去除效果。酸性废气采用碱液吸收,碱性气体采用酸液吸收即可,吸收效率高,效果稳定。例如:硫酸废气可用氢氧化钠溶液或氨水进行中和处理,盐酸废气可用低浓度氢氧化钠或氨水中和;含氨废气可用水直接吸收生成氨水,可与酸性废气中和,达到以废治废的目的。反应式如下:
NH3+H2O→ NH3·H2O
H2SO4+2NaOH → Na2SO4+ 2 H2O
NaOH + HCl→ NaCl + H2O
(2)铬酸废气的治理,通常采用铬酸废气净化回收器和湿式喷淋法等两种方式。铬酸废气净化回收器,由于铬酸雾含有粘性,在回收器中不断与内部格网碰撞凝聚,最后形成铬酸液收集回用。铬酸雾的净化治理及回收工艺已经成熟实用,采用网格式铬雾废气回收装置,可净化回收,配合最后喷淋清洗净化设备处理,可达到严格的环境保护要求;湿式喷淋法,由于铬酸废气水溶性强,通过亚硫酸钠溶液喷淋可以使剧毒性的六价铬还原为毒性较低的三价铬,当循环液达到饱和后,排入污水站处理。其反应式如下:H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→ Cr2(SO4)3+3NaSO4+4H2O
(3)含氰废气的治理措施,有加入抑雾剂或采用吸收法处理两种方法。但抑雾剂的使用,可能影响水洗性以及影响后续工艺导致电镀效果不好而使用不多。由于氰化氢可被多种物质吸收,故目前最普遍的做法是采用湿法吸收含氰废气。氰化物废气可用 1.5%氢氧化钠和次氯酸钠溶液吸收。采用次氯酸钠水溶液作吸收液时,应用氢氧化钠调节吸收液PH保持在弱碱性状态,用一般喷淋塔吸收,净化效率可达90%以上,处理后生成产物为氮气、二氧化碳和氯化钠。其反应方程式如下:
2NaClO + CN-→CO2+ N2+ 2NaCn