生态环境保护实用装备

2023-Z-12

申报单位

南方环境有限公司

推荐单位

广东省环境保护产业协会

一、技术简介

适用范围

本装备可适用于船舶修造行业外场涂装过程中外板涂装、密闭舱室涂装、小构件临时涂装等工况，满足船台、船坞、码头等复杂的使用场景。同时该设备还可扩展应用至钢结构生产、木制家具生产、机械件生产、汽车零部件喷涂等行业。对其他各行业中VOCs无组织排放源治理也具有广泛的应用前景。

限制条件：废气温度≤40℃，湿度≤80RH，主要污染组分：喷涂作业产生的漆雾颗粒物及苯系物、醇类等非甲烷总烃。

技术原理

基于《船舶工业工程项目环境保护设施设计标准》(GB 51364-2019)要求，结合船舶行业外场涂装作业现场工况条件复杂、可供设备空间有限、作业点多变等环境因素，本设备主要由无组织废气收集系统、多级漆雾过滤单元、沸石转轮浓缩单元、催化氧化炉单元、数字化控制单元集成收集、处理可移动式一体化设备。处理设备采用多级预过滤+沸石转轮吸附浓缩+催化氧化(CO)处理VOCs废气。主要利用沸石比表面积大和不同温度条件下分子间作用力不同的原理进行设计。低温条件下，大风量的有机废气通过沸石分子筛转轮，VOCs分子吸附其表面，经过沸石转轮的废气可直接排放。吸附有大量VOCs的沸石转轮部分进入高温脱附区，利用小风量的高温废气将沸石转轮上的VOCs分子脱附出来，形成高浓度废气，送入后端的废气氧化系统催化氧化处理，净化后的废气可直接排放。

工艺路线

该设备采用柔性收集+多级过滤+吸附浓缩+催化氧化(CO)处理工艺，由前端外置收集系统和移动式一体化设备构成，一体化设备由多级过滤、沸石分子筛转轮、CO炉、吸附风机、脱附风机和自控系统等组成。

船舶行业生产过程中产生的含有VOCs的无组织喷漆废气，通过前端外置收集系统收集后送入设备本体，经多级过滤将废气中的漆雾、粉尘等颗粒物截留去除后，送入沸石分子筛转轮吸附区，吸附分离VOCs后，净化的气体通过风机排放；吸附的VOCs被脱附风机送来的高温气体脱附送入CO炉，转化为CO2和水蒸气等高温气体，通过一、二级换热器进行热量回收后排放出设备。设备通过对温度、压力等运行参数的监控，可根据前端进口浓度自动调节系统参数，在保证达标排放的前提下将设备运行能耗降到最低。

系列产品适配废气10000——40000m³/h，浓度约1000mg/m³，预过滤采用G4+F7+F9，处理效率≥90%。

执行标准：《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)。

应用效果

本项目成果在外场无组织VOCs减排效果显著，实测VOCs减排率达到90%以上；监控点处非甲烷总烃1h平均浓度<10mg/m³，监控点处任意一次浓度值<30mg/m³(监控点指废气处理设备排气口外1m，距离地面1.5m以上处)，可满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)要求。在船舶行业VOCs无组织排放末端治理设备的市场上，本设备属于国内首创。

在广船国际移动式VOCs处理装置项目应用案例中，含二甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇等的废气，通过催化燃烧技术可以在较低温度(300——500℃)下实现对VOCs 的氧化分解，生成二氧化碳和水等，是一种节能高效的废气处理技术之一。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧， 燃烧后排放产物无害，由于燃烧温度低，也不会产生NOx。
研发背景

船舶修造企业涂装作业量大、VOCs无组织排放浓度高的问题日益突出，如何有效解决多种工况条件下VOCs无组织排放治理成为众多船舶修造企业面临的共同难题。由于船企大都地处沿海、沿江等经济发达地区，环境容量小、污染敏感度高，地方执行的管控标准十分严格。自2019年起，各船厂基本被所在地区纳入重点管控对象，对于整个行业VOCs减排都提出了较高要求。传统治理措施逐渐暴露出设备运行与维护成本居高不下、使用耗材存在明显的燃烧安全隐患等问题，且市面上尚无针对性的有效治理措施及相关便捷式设备。

针对船舶行业VOCs无组织排放处理需求，本项目采用一体式可移动处理综合解决设备，本设备具备VOCs就地收集处理、灵活吊运、一站式高效净化的特点，设备处理效果满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)相关要求。另外可根据船舶行业外场喷涂作业需要定制不同处理能力及型号的设备，根据使用需要布置在船坞、码头、船甲板、调漆间等船舶工业VOCs无组织逸散场景，能为船舶行业提供切实可行的解决方案。

装备特点

(1)制造工期短，装备一体化设计，整体撬装，整机移运吊装方便；

(2)高效、一站式处理，整体处理效率≥90%，废气接入设备经处理后即可达标排放，无需其他配套处理设施，运行维护简单；

(3)可适用于船舶行业外场涂装作业工况较多的无组织排放治理领域；

(4)脱附效率接近100%，吸附衰减基本可忽略，使用寿命长，无需频繁更换吸附材料；

(5)价格相较于传统定制化的VOCs处理工程投资节省40%以上。

二、典型应用案例

案例名称

广船国际VOCs移动处置装置项目

案例简介

本案例规模为1634万元。包含针对广船国际有限公司在广州南沙区龙穴造船基地的船舶舱室涂装、船坞外板涂装范围内多套VOC移动处理装置的设计、制造、运输、装卸、安装、调试、检验及培训、售后服务、维保等一系列服务。本案例建成后由业主自运行、申报单位提供售后、维保服务。

达到的标准或性能要求

尾气排放满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)标准。

业主单位

广船国际有限公司

投运时间

2021年4月1日

工艺流程

本项目采用“沸石转轮浓缩+催化氧化”的工艺，利用沸石比表面积大和不同温度条件下分子间作用力不同的原理进行设计。低温条件下，大风量的有机废气通过沸石分子筛转轮，VOCs分子吸附其表面，经过沸石转轮的废气可直接排放。吸附有大量VOCs的沸石转轮部分进入高温脱附区，利用小风量的高温废气将沸石转轮上的VOCs分子脱附出来，形成高浓度废气，送入后端进行催化氧化处理，净化后的废气热量回收后可直接排放。

运行情况

本项目成果在外场无组织VOCs减排效果显著，实测VOCs减排率达到90%以上；监控点处非甲烷总烃1h平均浓度<10mg/m³，监控点处任意一次浓度值<30mg/m³(监控点指废气处理设备排气口外1m，距离地面1.5m以上处)，可满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)要求。
案例中含二甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇等废气，通过催化燃烧技术可以在较低温度(300——500℃)下实现对VOCs 的氧化分解，燃烧后排放产物无害，因为燃烧温度低，也不会产生NOx。

三、技术申报单位联系信息

单位名称：南方环境有限公司

单位地址：广东省广州市南沙区龙穴岛鸡抱沙北路4号南方环境有限公司