铸造旧砂再生废气治理工程实例
摘要：从工艺流程及设备、工程运行监测结果及经济指标等方面。介绍了某铸造旧砂再生废气治理工程，从实际监测结果可知：该工程运行稳定，废气中的各项污染物排放浓度均符合GBl6297—1996(大气污染物综合排放标准)排放标准的要求。
关键词：铸造,旧砂,再生,废气
镇江某铸造公司使用后的铸造覆膜砂，因含有大量有机污染物而无法直接送填埋场处置，有必要对其进行再生处理，既减少了污染，又可以节约大量的成本。因此，从节能环保的角度出发，该公司采用再生的方法来循环利用铸造旧砂。
铸造旧砂再生采用的是热法再生工艺，其工艺流程是旧砂经破碎、筛分、磁选后预热，然后焙烧，再经过冷却后就可重复使。在焙烧过程中铸造旧砂表面的有机粘结剂燃烧产生了大量的氮氧化物和其他挥发性有机废气。这些废气如得不到有效控制将对操作人员的身体健康及生态环境造成一定的危害，对周围的居民生活亦产生一定的影响。
1废气概况
1．1废气的来源
废气主要来自以下几个处理单元：1)预热单元：主要产生一些低挥发性气体污染物。2)焙烧冷却单元：主要为有机成分与氧反应产生一些氧化产物及有机废气。3)再生砂排放单元：主要是再生后砂的排放过程中产生的少量含尘废气。
1．2废气排放流量与质量浓度
该公司废气最大排放量：约13 000 m3／h，其中预热和焙烧段废气量约3 000 m3／h，再生砂排放单元废气量约10 000 m3／h。废气参数见表1。
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铸造旧砂再生废气主要污染物来自于铸造砂表面粘结剂的燃烧反应和挥发。该公司采用的粘结剂主要包括：二苯基甲烷4,4-二异氰酸酯、聚合MDI、芳烃溶剂、三乙胺、酚醛树脂、乙二酸二辛酯、戊二酸二甲酯、苯酚、萘等。废气主要成分为粘结剂在高温状态燃烧与空气中的氧气反应产生氮氧化合物和氰化物、醛类、酚类等挥发性有机污染物。
这些废气成分有些具有刺激性气味、有些对人体具有毒害作用、有的是构成酸雨的主要污染物，根据国家有关法规，必须进行处理。
2治理思路
2．1铸造砂再生废气特性分析
该公司废气具有如下特性：温度高；刺激性气味大；二氧化硫、氮氧化合物含量高；间歇生产、气量较大。
2．2工艺流程确定的依据
目前，国内外对有害的废气及粉尘的净化方法，主要有吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法和光催化氧化法。
该公司属于间歇式生产，手工操作，生产任务不均衡，因此排放有机废气的浓度和废气量也不均衡。经过比较和试验分析选用基于物化处理的“高效吸收吸附净化法”比较适合。
2．3废气处理系统设计原则
针对该废气的特点，结合该公司的技术要求，本处理工艺将按照以下原则进行设计：
1)系统的处理工艺必须具有针对性，稳定有效地去除废气中的污染物，以确保系统达到该企业所提出的排放要求。
2)针对废气中刺激性气味气体浓度高的特点，处理系统必须具有高效可靠的预处理单元，以确保后续处理单元的平稳运行。
3)废气处理工艺方案应充分结合实际，尽可能减少投资和施工的工作量。
4)处理系统所需的吸附材料应尽可能采用价廉、高效的原料，以简化处理系统的日常管理。
5)方案应采用先进可靠的系统设备，降低系统的维护工作量和延长设备寿命，以保证系统的长期正常运转。
6)在关键处理单元采用自动化控制系统，以保证处理效果和减少劳动力的需求。
7)处理系统应具有灵活的调节能力，以适应产品生产的调整。
8)不能产生二次污染。
3废气治理工艺
3．1 工艺流程
废气治理主要工艺流程如图1所示。
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1)除尘系统。工艺根据废气含尘量大的特点，设计采用了三级除尘系统，分别是旋风除尘、喷雾除尘和集尘器除尘。以保证进入碱洗罐中的尘土含量满足设计要求，不影响碱洗吸收效果。
2)碱洗罐。从除尘系统排出的废气，进入碱洗系统，碱洗罐采用多级喷雾旋流板式反应罐。有效去除废气中氮氧化合物气体和部分粘结剂挥发分，使尾气的温度被进一步降低。
3)废气HAC吸附装置。系统采用HAC吸附材料，其不同于传统的吸附式废气处理设备采用的颗粒活性炭(GAC)。HAC是由一定配比的吸附剂材料和粘接剂组成，经过一定的制备工艺形成独特的活性炭纤维与蜂窝状活性炭组成的组合吸附材料。它具有阻力小、结构合适、孔径分布合理、湿度影响小、吸附性能好的特点。其主要设备参数见表2。
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3．2工艺特点
与普通的吸附净化有机废气工艺相比，本工艺中有几个新特点：
1)保证生产能正常进行。在废气除尘系统前，加装一套有电动风阀的放空旁路。在净化设备正常运行时，该风阀关闭；当净化设备需维修时，该风阀自动开启，不会因净化系统故障而影响车间的正常生产。
2)系统运行费用节省。吸附材料采用蜂窝状活性炭和活性炭纤维两种材料组合，并将活性炭纤维置于蜂窝状活性炭前。利用活性炭纤维吸附容量大、阻力小和吸附速度、脱附速度快的特点，以减小系统运行阻力，缩短脱附时间，节省运行费用，拦截透过滤器的微小颗粒，防止污染蜂窝活性炭吸附材料，降低吸附材料的更换费用。
3)系统吸附功能得到最大程度的发挥。在吸附床出口管内设置有废气浓度监测装置，当废气出口浓度因吸附床达到饱和即将超标排放时，系统报警，确保废气达标排放，以充分发挥吸附材料的吸附功能，避免脱附时间的盲目性。
4处理效果
4．1系统运行稳定
经过调试运行，各处理单元运行稳定。系统运行效果见表3。
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4．2 处理工艺经济技术指标分析
主要经济技术指标见表4。
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5结论
1)本工艺对于覆膜旧砂再生废气污染控制技术上可行，经济上合理，各项指标符合GBl6297—1996《大气污染物综合排放标准》排放标准的要求。
2)将HAC吸附技术应用于在本工程中取得良好的效果，其对颗粒污染物、气味和有机污染物的去除作用明显，而且运行成本低。
参考文献
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