【摘要】介绍了制辊上浆机工作时产生油烟废气的原因和油烟废气的危害，对目前的废气处理工艺冷凝回收法、吸收法、静电沉积、机械分离、过滤吸附法进行了工艺比较分析，设计出集机械分离、过滤吸附及自动清洗为一体的新处理方案，并绘制了相应的设备图纸。
【关键词】制辊上浆；油烟废气；治理方案
1.制辊上浆油烟废气概述
制辊上浆机工作时，塑料浆料均匀涂布于擦版辊和色模辊上，然后在190℃左右加热塑化10-12min，此时有较多的溶剂挥发和分解出来，油烟废气主要在这时形成。塑料浆料的主要成分为聚氯乙烯（PVC）和增塑剂，其中还含有一定比例的粘合剂、分散剂、稳定剂、单体、催化剂等有机助剂，因此制辊上浆油烟废气成分复杂、刺激性强、有一定毒性，若长期弥漫在室内会影响车间工作人员的身体健康。对于这些废气，目前部分企业直接用抽风机输送到主烟管向外排放，直接外排不仅对周围空气质量造成不良影响，给周围民众健康带来隐患，给企业形象造成负面影响，同时还因为没有回收工艺造成了原材料的损失和浪费。
2.设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》；
（2）《中华人民共和国大气污染防治法》；
（3）《大气污染物综合排放标准》，GB16297-1996；
（4）《工业与民用供配电系统设计规范》GB50052-95；
（5） 业主提供的相关资料及治理要求。
3.治理工艺对比及选择
有机油烟废气污染物种类繁多，性质各异，因此采用的治理方法也各不相同，常用的方法有：冷凝法、吸收法、静电沉积法、机械分离法、过滤吸附法。
3.1冷凝回收法
本法是把废气直接导入冷凝器或先经吸附吸收后，解析的浓缩废气导入冷凝器，冷凝液经分离可回收有价值的有机物[1]。采用冷凝法要求废气中有机物浓度高、温度低、风量小等。但该法需要有附设的冷冻设备，投资大、能耗高、运行费用大，同时冷凝后尾气仍然含有一定浓度的有机物，二次污染严重，因此对低浓度尾气治理本法很少使用。
3.2吸收法
吸收法可分为化学吸收及物理吸收，由于有机废气中含有大量的“三苯”气体，化学活性低，一般不能采用化学吸收，物理吸收是废气中一种或几种组分溶解于选定的液体吸收剂中，这种吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力，低挥发性，同时还应具有较小的挥发性，吸收液饱和后经加热解吸再冷却重新使用。本法适合于温度低、中高浓度的废气，需配备加热解析冷凝等回收装置，装机体积大、投资较大，要选择一种廉价高效的低挥发性吸收液也比较困难，同时还存在二次污染[2]，净化效果不理想。
3.3静电沉积法
静电沉积法是利用阴极在高压电场中发射出来的电子，以及由电子碰撞空气分子而产生的负离子来捕捉油烟粒子，使油烟粒子带电，再利用电场的作用，使带电油烟粒子被阳极所吸附[3]，最终沉积到净化器的底部储油室内，再经导管排出，以达到除油烟的目的。在实验条件下，静电沉积法净化功能良好，净化率较高，但在实际应用中暴露了不少问题和缺陷：（1） 因油烟气体的温度和湿度经常变化，影响了电场的稳定性，表现出净化功能的时有时无；（2） 经过一段时间的使用后，电极板积油后，将失去净化功能，需要专业技术人员定期开箱清洗铲除，约一个月一次，运行维护上要求高、工作量大；（3） 高压电场易击穿，产生电弧引燃油垢，存在极大的安全隐患。
3.4机械分离法
本法是指在风机的作用下，油烟废气由风管进入蜗壳式旋风筒内，然后在离心力作用下沿壳体内壁运行，粗油烟粒子被分离进入收集斗，再经收集槽排出的分离方法[4]。此法运行简单，操作方便，安全性高，但却有净化效率不高，不能除去微细油烟的缺点。
3.5过滤吸附法
过滤吸附法运行方便简单、设备占地面积小，是优良的油烟净化工艺。选择合适的滤料，可使有机废气达到95%的净化率[5]。过滤吸附法的常用滤料主要有滤布和毛毡（玻璃棉）两种，毛毡具备吸附容量大、阻力低、耐高温、防火、使用寿命长、可再生等优点，因此常常成为油烟净化器的首选滤材。
3.6我们的工艺选择：机械分离---过滤吸附法
我们采用集机械分离与过滤吸附为一体的组合式工艺，再加上逆止阀、切向进风、自动清洗再生装置、抽屉式活动滤板、收集槽、双通道、防火滤材等人性化工艺设计，既集合机械分离和过滤吸附分离这两种方法的优异性，又通过工艺设计上的提升与改进完全克服这两种方法本身存在的问题和缺陷，从而保证在运行绝对安全的条件下达到高效净化油烟的目的。
4.我们的设计方案---组合式双通道高效自动油烟净化机组
4.1产品工作原理
本净化机组采用两级分离系统。第一级采用导片分离工艺，它由许多平行排列且保持一定距离的波形板组成，波形板形成弯曲的通道，当油烟气体流过时，在离心力的作用下，粗油烟粒子被甩出并黏附在波形板上，然后靠自重力落下，经排油管进入总集油箱（大于5µm的油滴的分离效率可达90%[6]以上），该法能够有效解决油烟固态颗粒的堵塞问题。第二级为高效净化段，进一步处理粒度较小的油雾，在该净化段，产品使用一组折线设置的吸附过滤净化板，其安装平面与进风方向形成一定的夹角。净化板将剩余细小的油烟颗粒捕获后，在重力和气流自身切向力的双重作用下，油污顺着纤维网纹方向滴入集油槽并进入总集油箱，可有效过滤微油滴和烟尘。净化后的洁净空气经由排气管道排放大气。
本产品在排气管道处采用逆止阀设计，有效阻止废气倒灌。制辊车间与厂内相邻车间共用烟道，因此在长期使用的过程中，由于管道堵塞、老化，特别是遇到强对流天气所产生的气压差，会产生废气倒灌现象。废气倒灌会严重影响工厂车间的空气质量及工作人员的身心健康。在净化器至排气管道出口处采用逆止阀设计能够有效阻止废气倒灌，保护车间内空气不受污染。
由于本产品采用切向进风，风向和滤板有一定的角度，因此滤板具有一定的自净化功能，再加上净化机组内的在线自动清洗功能（约90天清洗一次），滤材的使用寿命得到最大程度的延长，可正常使用2-3年。当滤材再生能力下降到不足以满足生产需要时，可以更换滤板。滤板采用抽屉式安装，更换安全、简单、方便。净化机组采用双通道设计，设置有检修通道，在检修时，打开此通道，而正常生产工作仍然得以保障。
4.2产品优势分析
本着安全、高效、人性化的理念和原则，通过各种处理方法的对比，选择了上述高效油烟净化系统。本产品改进了传统油烟净化系统中存在的诸多不足，在保证安全为第一原则的情况下，通过整合机械分离和吸附过滤分离的优点，再加上一些人性化的设计理念，使产品具有如下优点：
（1） 两级分离工艺
采用双重分离工艺，首先油烟废气进入一级导片分离器，通过离心力和自重力作用促使油烟颗粒碰撞金属导片，回落于收集槽中（大于5µm油烟粒子的吸收效率达90%以上）；小部分微细油烟气体与空气一起通过二级滤材板，油烟被吸附后（吸收效率达到90%以上），清洁的空气进入总排气管，排放到大气中。
（2） 切向滤板工艺设计
在二级过滤系统中，我们采用切向进风工艺设计，惯性气流会沿切向给滤板一个风力，带动滤板表面吸附的油污快速凝集成滴，回落于收集槽中，减少了油污对滤板的粘附，起到自净化作用。
（3） 在线自动清洗技术
为了方便，我们增加设计自动清洗功能，简单快捷地对其滤板实行在线清洗操作，做到再生安全、简便。在压降达到某值时，可打开清洗装置，储罐中的清洗剂，经过雾化器加压雾化，对一级净化板和二级滤板表面粘附的油污进行自动清洗操作，清洗后的油污回落于收集槽中，约三个月清洗一次，有效延长净化板和滤板使用寿命。
（4） 逆止阀设计
增加逆止阀设计工艺，防止由于外压空气的倒流，而使油烟废气进入室内，污染工作环境，同时也避免装置内空气反冲现象，有效地阻止油烟废气倒灌。
（5） 抽屉式活动滤板设计
通过在线自动清洗装置，滤材的使用寿命得到最大限度的延长，可正常使用2～3年，保证净化效果的高效性和持续性。净化机组的每个滤板，都采用了活动便捷式设计，当滤材再生能力下降到不足以满足净化需要时，此时，只能对滤板进行更换，而抽屉式的活动滤板设计只需简单抽拉，便可取出老化的滤板，更换新滤板，操作安全、快捷、方便。
（6） 油污收集
有机废气经过两级分离后，形成的油污将收集于收集槽中，对废油进行有效的富集回收，减少有机废气对空气的污染，回收的油污也具有一定的经济价值，可同时实现环境保护效应和经济效应。
（7） 双通道设计
净化机组采用双通道设计，设置有检修通道，在检修时，打开此通道，而正常生产工作仍然得以保障。
（8）人性化的联控装置设计
制辊上浆油烟净化系统与上浆机控制系统联结在一起，上浆机开始工作时，制辊上浆油烟净化系统同步开启，上浆机关闭时，油烟净化系统滞后5min关闭，最大限度地方便了现场操作。
参考文献
[1]蒋廉颖，黄立维.挥发性苯类废气净化处理研究进展[J].炼油技术与工程，2010，（6）：99-100.
[2]康志鹏，李保军，贺高红，阮雪华.尾气中氯甲烷深度回收方法的比较[J].石油化工，2011， 40（10）： 1220-1224.
[3]宁寻安，叶锦新.PVC 人造革生产中增塑剂有机废气治理研究[J].福建能源开发与节约，2004，（4）：22-25.
[4]王军，沈美庆.油烟污染及其排放控制技术[J].化工进展23（1）：44-46.
[5]余倩，邓欣，李俊，李聪等.活性炭吸附技术对VOCs净化处理的研究进展[J].材料研究与应用，2010，4（4）：368-371.
[6]冯胜山，许顺红，刘庆峰等.高温废气过滤除尘技术研究进展[J].工业安全与环保，2009，35（1）：6-9.
基金项目
福建省教育厅科技类项目（JB12276，JB12281）；福建师范大学闽南科技学院青年骨干教师培养基金项目（mkq201007）。
作者简介
谢艳招，女，硕士，讲师。
