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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用裝備
2023-Z-12
申報單位
南方環境有限公司
推薦單位
廣東省環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
本裝備可適用于船舶修造行業外場涂裝過程中外板涂裝、密閉艙室涂裝、小構件臨時涂裝等工況，滿足船臺、船塢、碼頭等復雜的使用場景。同時該設備還可擴展應用至鋼結構生產、木制家具生產、機械件生產、汽車零部件噴涂等行業。對其他各行業中VOCs無組織排放源治理也具有廣泛的應用前景。
限制條件：廢氣溫度≤40℃，濕度≤80RH，主要污染組分：噴涂作業產生的漆霧顆粒物及苯系物、醇類等非甲烷總烴。
技術原理
基于《船舶工業工程項目環境保護設施設計標準》(GB 51364-2019)要求，結合船舶行業外場涂裝作業現場工況條件復雜、可供設備空間有限、作業點多變等環境因素，本設備主要由無組織廢氣收集系統、多級漆霧過濾單元、沸石轉輪濃縮單元、催化氧化爐單元、數字化控制單元集成收集、處理可移動式一體化設備。處理設備采用多級預過濾+沸石轉輪吸附濃縮+催化氧化(CO)處理VOCs廢氣。主要利用沸石比表面積大和不同溫度條件下分子間作用力不同的原理進行設計。低溫條件下，大風量的有機廢氣通過沸石分子篩轉輪，VOCs分子吸附其表面，經過沸石轉輪的廢氣可直接排放。吸附有大量VOCs的沸石轉輪部分進入高溫脫附區，利用小風量的高溫廢氣將沸石轉輪上的VOCs分子脫附出來，形成高濃度廢氣，送入后端的廢氣氧化系統催化氧化處理，凈化后的廢氣可直接排放。
工藝路線
該設備采用柔性收集+多級過濾+吸附濃縮+催化氧化(CO)處理工藝，由前端外置收集系統和移動式一體化設備構成，一體化設備由多級過濾、沸石分子篩轉輪、CO爐、吸附風機、脫附風機和自控系統等組成。
船舶行業生產過程中產生的含有VOCs的無組織噴漆廢氣，通過前端外置收集系統收集后送入設備本體，經多級過濾將廢氣中的漆霧、粉塵等顆粒物截留去除后，送入沸石分子篩轉輪吸附區，吸附分離VOCs后，凈化的氣體通過風機排放；吸附的VOCs被脫附風機送來的高溫氣體脫附送入CO爐，轉化為CO2和水蒸氣等高溫氣體，通過一、二級換熱器進行熱量回收后排放出設備。設備通過對溫度、壓力等運行參數的監控，可根據前端進口濃度自動調節系統參數，在保證達標排放的前提下將設備運行能耗降到最低。
系列產品適配廢氣10000——40000m³/h，濃度約1000mg/m³，預過濾采用G4+F7+F9，處理效率≥90%。
執行標準：《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)。
應用效果
本項目成果在外場無組織VOCs減排效果顯著，實測VOCs減排率達到90%以上；監控點處非甲烷總烴1h平均濃度<10mg/m³，監控點處任意一次濃度值<30mg/m³(監控點指廢氣處理設備排氣口外1m，距離地面1.5m以上處)，可滿足《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)要求。在船舶行業VOCs無組織排放末端治理設備的市場上，本設備屬于國內首創。
在廣船國際移動式VOCs處理裝置項目應用案例中，含二甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇等的廢氣，通過催化燃燒技術可以在較低溫度(300——500℃)下實現對VOCs 的氧化分解，生成二氧化碳和水等，是一種節能高效的廢氣處理技術之一。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒， 燃燒后排放產物無害，由于燃燒溫度低，也不會產生NOx。
研發背景
船舶修造企業涂裝作業量大、VOCs無組織排放濃度高的問題日益突出，如何有效解決多種工況條件下VOCs無組織排放治理成為眾多船舶修造企業面臨的共同難題。由于船企大都地處沿海、沿江等經濟發達地區，環境容量小、污染敏感度高，地方執行的管控標準十分嚴格。自2019年起，各船廠基本被所在地區納入重點管控對象，對于整個行業VOCs減排都提出了較高要求。傳統治理措施逐漸暴露出設備運行與維護成本居高不下、使用耗材存在明顯的燃燒安全隱患等問題，且市面上尚無針對性的有效治理措施及相關便捷式設備。
針對船舶行業VOCs無組織排放處理需求，本項目采用一體式可移動處理綜合解決設備，本設備具備VOCs就地收集處理、靈活吊運、一站式高效凈化的特點，設備處理效果滿足《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)相關要求。另外可根據船舶行業外場噴涂作業需要定制不同處理能力及型號的設備，根據使用需要布置在船塢、碼頭、船甲板、調漆間等船舶工業VOCs無組織逸散場景，能為船舶行業提供切實可行的解決方案。
裝備特點
(1)制造工期短，裝備一體化設計，整體撬裝，整機移運吊裝方便；
(2)高效、一站式處理，整體處理效率≥90%，廢氣接入設備經處理后即可達標排放，無需其他配套處理設施，運行維護簡單；
(3)可適用于船舶行業外場涂裝作業工況較多的無組織排放治理領域；
(4)脫附效率接近100%，吸附衰減基本可忽略，使用壽命長，無需頻繁更換吸附材料；
(5)價格相較于傳統定制化的VOCs處理工程投資節省40%以上。
二、典型應用案例
案例名稱
廣船國際VOCs移動處置裝置項目
案例簡介
本案例規模為1634萬元。包含針對廣船國際有限公司在廣州南沙區龍穴造船基地的船舶艙室涂裝、船塢外板涂裝范圍內多套VOC移動處理裝置的設計、制造、運輸、裝卸、安裝、調試、檢驗及培訓、售后服務、維保等一系列服務。本案例建成后由業主自運行、申報單位提供售后、維保服務。
達到的標準或性能要求
尾氣排放滿足《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)標準。
業主單位
廣船國際有限公司
投運時間
2021年4月1日
工藝流程
本項目采用“沸石轉輪濃縮+催化氧化”的工藝，利用沸石比表面積大和不同溫度條件下分子間作用力不同的原理進行設計。低溫條件下，大風量的有機廢氣通過沸石分子篩轉輪，VOCs分子吸附其表面，經過沸石轉輪的廢氣可直接排放。吸附有大量VOCs的沸石轉輪部分進入高溫脫附區，利用小風量的高溫廢氣將沸石轉輪上的VOCs分子脫附出來，形成高濃度廢氣，送入后端進行催化氧化處理，凈化后的廢氣熱量回收后可直接排放。
運行情況
本項目成果在外場無組織VOCs減排效果顯著，實測VOCs減排率達到90%以上；監控點處非甲烷總烴1h平均濃度<10mg/m³，監控點處任意一次濃度值<30mg/m³(監控點指廢氣處理設備排氣口外1m，距離地面1.5m以上處)，可滿足《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)要求。
案例中含二甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇等廢氣，通過催化燃燒技術可以在較低溫度(300——500℃)下實現對VOCs 的氧化分解，燃燒后排放產物無害，因為燃燒溫度低，也不會產生NOx。
三、技術申報單位聯系信息
單位名稱：南方環境有限公司
單位地址：廣東省廣州市南沙區龍穴島雞抱沙北路4號南方環境有限公司
聯系人：吳振揚
原標題：環保新質生產力 |船舶修造行業外場涂裝廢氣移動式凈化設備
