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公(gong)司型(xing)砂鑄造(zao)線(xian)于2002年導入并于當年投產(chan)，是(shi)(shi)中國唯(wei)一(yi)擁有中空凸(tu)輪軸生(sheng)砂生(sheng)產(chan)技(ji)術的(de)工(gong)廠，同時(shi)實現盤類等部(bu)品(pin)一(yi)型(xing)多(duo)件化生(sheng)產(chan)，在鑄造(zao)生(sheng)產(chan)過(guo)程中會(hui)產(chan)生(sheng)惡臭(chou)氣體(ti)，其治理一(yi)直是(shi)(shi)鑄造(zao)行業長期研究和改善的(de)課題。

2001年前，公(gong)(gong)司周邊(bian)為工業用地(di)，無商住(zhu)樓，由于政(zheng)府規劃的(de)(de)變更，公(gong)(gong)司周邊(bian)商住(zhu)樓逐(zhu)漸增多(duo)。而公(gong)(gong)司與最近的(de)(de)商住(zhu)樓（和瑞大廈）的(de)(de)廢(fei)氣(qi)類(lei)衛生距(ju)離僅30m，不(bu)滿足法規要求（≥400m）。因(yin)此，公(gong)(gong)司產生的(de)(de)臭氣(qi)未(wei)來得及有效(xiao)擴(kuo)散(san)就達到(dao)(dao)居民(min)區，影響(xiang)周邊(bian)居民(min)及單(dan)位的(de)(de)生活與工作(zuo)，導致公(gong)(gong)司2012年~2014年間累計受到(dao)(dao)52起投訴，公(gong)(gong)司面臨的(de)(de)的(de)(de)環(huan)境風險(xian)逐(zhu)漸增大。為減少臭氣(qi)對周邊(bian)單(dan)位和居民(min)的(de)(de)影響(xiang)，確保公(gong)(gong)司正常生產經(jing)營，研(yan)制一套(tao)高效(xiao)的(de)(de)鑄造臭氣(qi)處理裝置成為公(gong)(gong)司研(yan)究的(de)(de)重(zhong)點項目。

 

具體技術方案

1.設計圖

2.臭氣處理流程

圖(tu)1  處(chu)理流程

3.技術原理

（1）鑄造惡臭氣體(ti)的產生及組成

公(gong)司的(de)(de)鑄造工藝均采用粘土(tu)(tu)濕砂(sha)(sha)型(xing)，即以(yi)(yi)粘土(tu)(tu)和(he)適量的(de)(de)水為(wei)型(xing)砂(sha)(sha)的(de)(de)主(zhu)要(yao)粘結劑，制成(cheng)砂(sha)(sha)型(xing)后直(zhi)接(jie)在濕態下合型(xing)和(he)澆注(zhu)（以(yi)(yi)下簡稱型(xing)砂(sha)(sha)鑄造）。型(xing)砂(sha)(sha)鑄造工藝在生產過程會加入原料，主(zhu)要(yao)有酚醛樹脂、硬(ying)脂酸鈣(gai)、烏洛托(tuo)品、淀粉(fen)、膨潤土(tu)(tu)以(yi)(yi)及(ji)煤粉(fen)等，這些原料在高溫(wen)(wen)條件下會分(fen)解各種氣(qi)體，由于溫(wen)(wen)度從1500℃下降到常溫(wen)(wen)這個(ge)跨度大(da)，產生的(de)(de)惡(e)臭氣(qi)體成(cheng)分(fen)很復雜，經(jing)檢測分(fen)析，主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)有氨氣(qi)、二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫、油脂類、醛類、酚類以(yi)(yi)及(ji)烴類。這些惡(e)臭物除了氨氣(qi)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫和(he)二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)硫(liu)外，大(da)部分(fen)都為(wei)有機物。

（2）處理技術研究

紫(zi)外線（英文ultraviolet，簡稱UV），UV技(ji)術是(shi)一種新興技(ji)術，屬于光(guang)化(hua)學氧化(hua)法的(de)(de)一種。按照光(guang)化(hua)學Einstein公式，當(dang)光(guang)照射到(dao)惡(e)臭氣體分子(zi)時，光(guang)子(zi)的(de)(de)能量(liang)大于惡(e)臭分子(zi)的(de)(de)化(hua)學鍵能時，便會引起光(guang)解(jie)反應，其化(hua)學鍵被(bei)(bei)打斷(duan)，即(ji)分子(zi)被(bei)(bei)分解(jie)。

根據波(bo)(bo)長(chang)λ與(yu)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)E的關系式：E=1240/λ，可知能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)與(yu)波(bo)(bo)長(chang)成(cheng)反比關系，即波(bo)(bo)長(chang)越短，光(guang)子(zi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)越大。λ＜400nm為紫(zi)外光(guang)，E＞300.1KJ/mol，當(dang)波(bo)(bo)長(chang)λ=184.9nm時，其光(guang)子(zi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)E=670.6 KJ/mol，該波(bo)(bo)段(duan)的紫(zi)外線能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)當(dang)級大于絕大多數惡臭(chou)(chou)氣(qi)體(ti)分(fen)子(zi)的結合能(neng)(neng)，所以(yi)可被裂解(jie)呈(cheng)游離(li)態(tai)的離(li)子(zi)。且波(bo)(bo)長(chang)在200nm以(yi)下(xia)紫(zi)外線能(neng)(neng)分(fen)解(jie)氧氣(qi)O2分(fen)子(zi)，最終形(xing)成(cheng)臭(chou)(chou)氧O3。臭(chou)(chou)氧對惡臭(chou)(chou)氣(qi)體(ti)及其它異味氣(qi)體(ti)有強氧化效果，最終達到除臭(chou)(chou)的效果。

表1是部(bu)分(fen)化學(xue)分(fen)子的結合能，可見，184.9nm的紫(zi)外光能打斷含有該化學(xue)鍵(jian)的分(fen)子。

表(biao)1  部分(fen)化學分(fen)子的結合能

當惡臭(chou)分子(zi)(zi)量(liang)越大(da)，UV光(guang)解(jie)效果越明顯。在184.9nm能量(liang)當級的紫外線作用下，大(da)分子(zi)(zi)惡臭(chou)分子(zi)(zi)吸收光(guang)能分解(jie)成無臭(chou)小分子(zi)(zi)，臭(chou)氣濃度得到降低，去(qu)除效率約(yue)60%~75%。

通過試驗研究，在確保(bao)發揮UV光(guang)(guang)(guang)解(jie)效率時，處理(li)惡(e)臭(chou)分子停留時間(jian)宜(yi)大于1.5s，選用(yong)150w的UV燈，單根處理(li)能力為(wei)(wei)200m3/h，光(guang)(guang)(guang)解(jie)效率80-85%，光(guang)(guang)(guang)衰減5%-10%，則UV光(guang)(guang)(guang)解(jie)處理(li)效率為(wei)(wei)75%，當(dang)風量為(wei)(wei)10000m3/h，臭(chou)氣(qi)濃度(du)為(wei)(wei)5000，燈光(guang)(guang)(guang)數(shu)量宜(yi)200盞。

分解反應如下：

C6HmR/RCHO/C3H5(RCOO)3/CnHm＋UV→CO2+H2O+NOx+SO2+其他無(wu)味(wei)氣體

NH3 + UV（能(neng)量）+ O2→NOx+H2O

H2S + UV（能(neng)量(liang)）+ O2→SO2+H2O

SO2 + 2H2O →H2SO4

圖2 UV光解氧化法(fa)原理

由(you)于UV光解(jie)(jie)(jie)(jie)并不能100%分解(jie)(jie)(jie)(jie)所有惡(e)(e)臭氣體，除了(le)受UV燈(deng)發射能量效率(lv)影響外，還因為鑄造廢氣中(zhong)含有80mg/m3~260mg/m3的(de)(de)顆粒(li)物，這部分顆粒(li)會阻擋UV光分解(jie)(jie)(jie)(jie)惡(e)(e)臭分子，且大流量的(de)(de)廢氣在(zai)某(mou)程度上制約(yue)了(le)處理效率(lv)。顆粒(li)物中(zhong)的(de)(de)所含的(de)(de)煤粉體積(ji)小，附(fu)著力強，且帶有油脂和(he)焦糊味，UV技術無法(fa)解(jie)(jie)(jie)(jie)決此難題(ti)。而在(zai)實(shi)績工程中(zhong)發現，在(zai)UV光解(jie)(jie)(jie)(jie)之后增加一套噴淋系統可明顯的(de)(de)解(jie)(jie)(jie)(jie)決此難題(ti)。

噴(pen)淋常用(yong)液(ye)體是水，水能將惡臭(chou)(chou)分(fen)(fen)子(zi)(zi)和(he)顆(ke)粒物吸(xi)收、溶解(jie)(jie)，達到凈化的(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)。為(wei)(wei)提(ti)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)，可(ke)(ke)添加堿性(xing)物質，吸(xi)收、取代(dai)、置換惡臭(chou)(chou)分(fen)(fen)子(zi)(zi)，改變其分(fen)(fen)子(zi)(zi)結(jie)果(guo)(guo)(guo)，使之(zhi)(zhi)變成(cheng)無臭(chou)(chou)分(fen)(fen)子(zi)(zi)。也(ye)可(ke)(ke)添加具有微(wei)凝膠效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)的(de)(de)藥劑(ji)，國(guo)內外稱(cheng)這(zhe)種藥劑(ji)為(wei)(wei)除臭(chou)(chou)植(zhi)物液(ye)。植(zhi)物液(ye)包括(kuo)人工合成(cheng)的(de)(de)和(he)天然植(zhi)物提(ti)取的(de)(de)，藥劑(ji)分(fen)(fen)子(zi)(zi)是聚合大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)，分(fen)(fen)子(zi)(zi)間(jian)空隙大(da)，且多數分(fen)(fen)子(zi)(zi)帶(dai)有分(fen)(fen)子(zi)(zi)電荷(he)，可(ke)(ke)吸(xi)附比本(ben)身小的(de)(de)惡臭(chou)(chou)分(fen)(fen)子(zi)(zi)，宏觀(guan)表現為(wei)(wei)藥劑(ji)具有粘附性(xing)，可(ke)(ke)吸(xi)附惡臭(chou)(chou)分(fen)(fen)子(zi)(zi)，最終溶解(jie)(jie)于水中，快速、高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)凈化廢氣。噴(pen)淋優于噴(pen)霧，因為(wei)(wei)能減少藥劑(ji)和(he)水的(de)(de)浪費(fei)，節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben)。經(jing)UV光解(jie)(jie)之(zhi)(zhi)后增加噴(pen)淋裝置，噴(pen)淋液(ye)采用(yong)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)吸(xi)附能力(li)的(de)(de)植(zhi)物液(ye)，能進一步降(jiang)低臭(chou)(chou)氣濃度，去除效(xiao)(xiao)(xiao)率可(ke)(ke)達81.7%以上。

整(zheng)個(ge)系(xi)統的(de)控制采(cai)用PLC編程，與生(sheng)產現(xian)場除塵風機(ji)操作(zuo)連鎖，實(shi)現(xian)自動啟(qi)動和(he)關閉，自動噴(pen)淋和(he)補水，異(yi)常(chang)報警等(deng)全過程自動化(hua)，液晶實(shi)時(shi)顯(xian)示系(xi)統運行狀(zhuang)態。

4.與其他技(ji)術方案比較

鑄(zhu)造惡(e)(e)臭氣體的(de)(de)治理相(xiang)對于一般的(de)(de)空氣污染治理來說，難(nan)度(du)更大。目前(qian)國內比(bi)(bi)較常用的(de)(de)處理鑄(zhu)造惡(e)(e)臭氣體的(de)(de)方法有(you)：生物分(fen)解(jie)法、活性炭(tan)吸附法和等離(li)子法、燃燒法等，結合(he)公司(si)已有(you)的(de)(de)處理方法，對比(bi)(bi)除臭效果：

（1）生物分解法

生物(wu)(wu)(wu)除臭(chou)技術是借鑒(jian)生物(wu)(wu)(wu)污水處理技術的(de)(de)原理，利用(yong)微生物(wu)(wu)(wu)將臭(chou)味中的(de)(de)污染物(wu)(wu)(wu)生物(wu)(wu)(wu)氧化(hua)、降解(jie)(jie)為無害(hai)(hai)或低害(hai)(hai)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。使收集(ji)到的(de)(de)廢氣在(zai)適宜的(de)(de)條件(jian)下通過(guo)生長有微生物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)填(tian)料，氣味物(wu)(wu)(wu)質(zhi)先(xian)被(bei)填(tian)料吸收，然(ran)后被(bei)填(tian)料上(shang)的(de)(de)微生物(wu)(wu)(wu)氧化(hua)分解(jie)(jie)，完成廢氣的(de)(de)凈化(hua)過(guo)程(cheng)。公司污水處理站(zhan)運用(yong)此工藝，除臭(chou)效果60%~75%。

（2）活性炭吸附法

活性(xing)炭是一(yi)種很(hen)細小的(de)炭粒(li),有(you)很(hen)大的(de)表面積,而且炭粒(li)中還有(you)更(geng)細小的(de)孔——毛細管(guan).這(zhe)種毛細管(guan)具有(you)很(hen)強的(de)吸附能(neng)力,由于炭粒(li)的(de)表面積很(hen)大,所以能(neng)與氣體(雜(za)質(zhi))充分接(jie)觸,當(dang)這(zhe)些(xie)氣體(雜(za)質(zhi))碰到(dao)毛細管(guan)就被吸附,起凈化作用(yong)。除臭(chou)效果50%~75%。

（3）等離子法

等離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)體(ti)凈化技術就是利(li)用高頻高壓的(de)電(dian)場，將空氣中的(de)氧(yang)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)和其它(ta)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)電(dian)離(li)產(chan)生出電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)、自由基和中性粒子(zi)(zi)(zi)(zi)等小分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)，這些等離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)通過(guo)進入需分(fen)解的(de)臭氣分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)內部(bu)，打(da)開(kai)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)鏈(lian)，破壞臭氣分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)結構，從而將有害物(wu)轉化為(wei)無(wu)害物(wu)的(de)方法。除臭效果40%~60%。

以上三種方法較為常用(yong)(yong)，技術成(cheng)熟，但在(zai)(zai)長(chang)期使用(yong)(yong)中也暴露(lu)不(bu)少缺點(dian)。生(sheng)物(wu)分(fen)解(jie)法需(xu)要(yao)使微生(sheng)物(wu)保持高(gao)(gao)的活(huo)性，為之創造一個良好的生(sheng)存條件，比如：適(shi)(shi)宜的濕度(du)、pH值、溫(wen)度(du)和(he)營養成(cheng)分(fen)等，異常將導致微生(sheng)物(wu)死亡，須重(zhong)新(xin)培養，運行(xing)條件苛刻；活(huo)性炭(tan)吸(xi)收法對于(yu)大(da)流量的惡(e)臭廢氣很快就(jiu)會達到飽和(he)，失去吸(xi)附活(huo)性，且(qie)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)濕和(he)細(xi)小的粉塵均會快速(su)使活(huo)性炭(tan)失去效果，頻繁更(geng)換耗時、耗力、耗財；等離子法不(bu)適(shi)(shi)合用(yong)(yong)于(yu)大(da)流量鑄造廢氣，惡(e)劣的環境對設備設計和(he)質量要(yao)求高(gao)(gao)，投資大(da)，維護保養難度(du)大(da)，而且(qie)存在(zai)(zai)火災隱患。

綜(zong)上所述(shu)，鑄造(zao)廠(chang)產(chan)生的(de)(de)惡臭氣體需要一種更(geng)為高效(xiao)、安全(quan)，投資(zi)和運行(xing)成本(ben)較低的(de)(de)技(ji)術工藝(yi)，與(yu)以(yi)上三種方法(fa)相(xiang)比，UV與(yu)噴淋相(xiang)結合(he)的(de)(de)組合(he)式(shi)技(ji)術具有更(geng)高的(de)(de)穩定性和高效(xiao)性。

（三）應用情況

該(gai)(gai)套除(chu)臭裝置高(gao)效率、低運行成本的(de)(de)(de)特點，可應用(yong)鑄(zhu)造行業臭氣治理(li)，尤(you)其是工(gong)(gong)業商(shang)業混合的(de)(de)(de)工(gong)(gong)廠，在滿足法規要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)同時(shi)，能(neng)有效降低環境風險。該(gai)(gai)套除(chu)臭裝置的(de)(de)(de)綜合技(ji)術已(yi)在公(gong)司(si)的(de)(de)(de)新工(gong)(gong)廠鑄(zhu)造3線得到推(tui)廣，且效果顯著。（處理(li)后，鑄(zhu)造冷卻工(gong)(gong)藝段(duan)有組織(zhi)臭氣濃(nong)度(du)為416，黑砂后處理(li)工(gong)(gong)藝段(duan)臭氣濃(nong)度(du)為309）

   

（四）創(chuang)新點（亮點）

1.該(gai)成果將UV高能光解和多層旋(xuan)流噴淋兩(liang)(liang)種不同處理(li)技(ji)(ji)術相結(jie)合，運用于鑄造臭氣的(de)治(zhi)理(li)，克服了這(zhe)兩(liang)(liang)種技(ji)(ji)術固(gu)有的(de)不足，相互不缺，將處理(li)效果發揮倒(dao)較高水平(ping)。

2.該成(cheng)果(guo)可由工廠(chang)自身需求(qiu)或地方法規要(yao)求(qiu)，通過調整UV燈管的(de)數量、噴淋量和(he)停(ting)留時間，進一步提高除臭(chou)效(xiao)果(guo)，將臭(chou)氣濃度指標(biao)穩定(ding)控制在500以下，從(cong)而滿足(zu)400m衛(wei)生防護距離以外居(ju)民區空氣質量（無組織(zhi)臭(chou)氣）標(biao)準(zhun)（20以下）。

三、實施效果

（一(yi)）環境效益——臭氣削減

1. 有(you)組織(zhi)（煙囪(cong)）臭氣濃度削減。

該裝置(zhi)經調試后(hou)于(yu)2014年11月25日(ri)投入(ru)運(yun)行(xing)。2015年1月15日(ri)對處(chu)理(li)系統(tong)進行(xing)效果檢證，同(tong)時委托兩家有資質的(de)檢測公(gong)司同(tong)一時間(jian)在處(chu)理(li)前和處(chu)理(li)后(hou)進行(xing)采樣分析(xi)，分析(xi)數據如圖5和圖6。

【責任編輯：李凡】