魏徵
中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038
摘要：某再生资源公司脱锡生产线生产过程中产生含有酸性、碱性、有机和金属颗粒废气，不仅污染环境还会危害人身健康。工程首先采用高压旋洗塔洗涤的方式处理酸性、碱性废气，然后通过干式过滤装置去除锡、铅等金属粉尘和粘性物质，最后采用活性炭吸附+ECO联合工艺脱除废气中的有机物。系统稳定运行后经过检测表明，各污染因子均满足排放标准。这一技术耦合工艺是废线路板拆解废气处置领域的首次应用，在行业内起到了引领和示范作用。
关键词：废线路板；VOCs；活性炭；ECO；
引言
随着我国经济的高速发展和生活的改善，大量家电进入报废期。据统计，我国每年废弃的电子产品生产超过230万吨，并以超过5%的速度不断增长[1]。各种电器拆解出大量的线路板。废旧电路板含电器元件和锡、铅、铜等多种金属，简单破碎填埋是对资源的浪费同时也会污染环境。因此，必须对线路板进行拆解，回收高价值金属和元器件。目前主流工艺为人工锡锅拆解，即将线路板放入加热的锡锅中，将锡熔化后在锅内回收，再取出线路板拆除元件。这一过程会产生大量废气，污染环境和危害人身健康。
线路板拆解过程中产生废气，主要通常有四大类。第一类是酸性废气，主要含Br、S和Cl等；第二类是有机废气（VOCs），主要成分是苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等，同时产生大量臭味；第三类是碱性废气，主要是氨气；第四类是金属颗粒废气，主要成分是锡、铅等[2]。由于烟气成分复杂，单纯的工艺手段不能有效处理这种复杂烟气。某再生资源公司脱锡生产线采用活性炭吸附+ECO联合工艺，通过技术耦合实现线路板拆解废气污染物的同时脱除，这一工艺是废线路板工艺废气处置领域的首次应用。
1烟气治理工艺
1.1工艺参数
某再生资源公司脱锡生产线废气产生量≈60000m3/h，烟气温度＜100℃，烟气中主要污染物质为苯系物、酚类和油脂类、铅烟、锡烟及其他化合物、粉尘、溴化物，有强烈臭味。烟气污染物浓度≈400mg/Nm3。
1.2工艺设计
酸性废气、碱性废气一般采用洗涤塔处理工艺[3]。本项目采用两台高压旋洗塔。旋洗塔塔内装有旋流塔板，是一种湿式喷淋吸收净化设备。旋洗塔的优点是气液接触充分，阻力小，净化效率高。在塔径向进风管内设有第一级喷淋装置，经过第一级喷淋装置后气液进行充分接触，然后气流由旋流塔的中下部均匀上升，依次穿过二级喷淋装置形成的高密度喷淋洗涤反应区，废气均匀穿过气液分布核心装置表面均布的水膜产生大量的液沫，为废气与循环水的充分混合提供了巨大的接触面积，使得气液两相进行充分地传质和传热，通过洗涤与物理化学反应，达到气体高效净化的目的。
考虑到旋流洗涤塔定期产生废水及废渣，配备小型废水循环回收系统，该系统由废水收集箱、废水絮凝沉降箱、废渣脱水器、净水收集箱组成。净化后的废水可作为系统循环水使用。
由于废气中含有锡、铅等金属粉尘及粘性物质，如果直接进入后续有机废气处理设备，会导致吸附效率降低甚至失效。因此为了确保后续处理设备的运行效果，首先采用干式过滤装置将粉尘及粘性物质去除，确保废气中无粉尘和颗粒等。过滤器安装压差开关实时监控压力损失，根据设定压力，超出一定压差时向PLC发送报警信号，以便使用者能够及时更换滤料。
有机废气一般采用活性炭吸附装置进行处[3]。本项目采用了目前VOCs废气治理领域最先进的技术之一——电加热催化燃烧工艺（ECO），全系统采用全自动与手动两种操作方式。利用活性炭超强的吸附特性，捕捉废气中的多类VOCs杂质，待吸附饱和后脱附解析，高浓度有机废气在燃烧室内接触特制催化剂，实现超低温氧化分解（~230℃）。
选用活性炭以优质无烟煤作为原料、外形蜂窝状，具有强度高（正压＞0.9MPa；侧压＞0.3MPa）、比表面积较大（＞700m2/h）、吸附容量高、吸附速度快、孔隙结构发达等特点。
热催化燃烧系统由阻火除尘器、热交换器、预热器、催化反应室、主排风机、控制系统、电加热组件以及催化剂组成。催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍贵金属铂和钯，具有高活性、耐高温及使用寿命长等特点，可以在300℃以内有效净化烟气中的苯系物、酚类和油脂类有机物。
1.3工艺流程
本项目设计烟气治理工艺流程为：
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工程的核心技术为“活性炭吸附+ECO”工艺，含有机物的废气经经活性炭吸附层，被活性炭特有的作用力吸附在其内部，洁净气体被排出；经一段时间后，活性炭达到饱和状态时，停止吸附，此时有机物已经被浓缩在活性炭内。
催化净化装置内设加热室，启动加热装置，进入内部循环，当热气源达到有机物的沸点时，有机物从活性炭内挥发出来，进入催化室进行催化分解成水和二氧化碳，同时释放出热量。利用释放出的热量再进入吸附床脱附时，此时加热装置可停止工作，有机废气在催化燃烧室内维持氧化自燃，尾气再生、循环进行，直到有机物完全从活性炭内部分离，至催化室分解。最终活性炭得到了再生，有机物得到分解处理。
2运行情况
项目建城投入运行后，系统运行情况良好。经检测，外排净烟气中颗粒物＜5.31kg/h，苯＜0.81kg/h，甲苯＜4.68kg/h，非甲烷总烃＜15.3kg/h，锡及其化合物＜0.468kg/h，铅及其化合物0.0054 kg/h，臭气浓度＜1000（无量纲）。
全部达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级和《恶臭污染物排放标准》（GB14554-63）的排放标准要求，除臭效果显著。
4结论
针对废线路板拆解脱锡生产线生产过程中产生的含有酸性、碱性、有机和金属颗粒的废气，由于烟气成分复杂，需要采用技术耦合工艺进行处置。首先采用洗涤的方式处理酸性、碱性废气，然后废气通过干式过滤装置去除锡、铅等金属粉尘和粘性物质，最后采用活性炭吸附+ECO联合工艺脱除废气中的有机物，消除臭味。某再生资源公司脱锡生产线废气系统稳定运行后，经过检测全部达到《大气污染物综合排放标准》和《恶臭污染物排放标准》的排放标准要求，除臭效果显著，在行业内起到了引领及示范作用。
参考文献：
[1]姚敏，吴俊峰，冷香梓，等．电子废物拆解企业污染物排放的污染特征及风险评估[J]．环境工程,2018,36（11）：127.
[2]岑超平,古国榜．线路板生产废气的治理[J]．环境科学与技术,2001,4：24.
[3]陈义.PCB行业废气治理项目工艺设计与应用[J].绿色科技.2019，8：89.