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电镀工业废气处理设备

产品时间:2020-10-19

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简要描述:

电镀工业废气处理设备
电镀是国民经济中较小却必不可少的基础工艺性行业。近几年,在东南沿海和经济较发达的内地,电镀厂、点的数量在不断增加,电镀加工的范围在不断扩大。毫无疑问,电镀“三废"产生量也在增大,电镀所在地的环境污染随之加剧。这些废气如不采取措施治理,会对人类和环境造成污染。

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电镀工业废气处理设备

一、电镀废气的种类

  • 电镀的种类很多,除镀锌、镀铜、镀镍、镀铬四大常规镀种外,还有应用比较广泛的锌–镍、锌–钴、锌–铁合金电镀,铜–锌、铜–锡、铜–锌–锡仿金电镀,镍–锌、镍–锡黑色镀层电镀,以及为满足部分IT产业、

  • 电子行业某些产品的特殊需要而存在的镀金、镀银、镀锡乃至少量的稀贵金属钌、铑、钯、铟电镀等。

  • 同时也会有金属的氧化、磷化、钝化等表面处理加工。这些工艺溶液的配方中各种添加剂、配合物让人眼花缭乱。

  • 再加上目前还有少数镀种在短期内还淘汰不,因此含氰电镀在某些特殊产品电镀中依然存在。尤其是镀前等表面处理和退镀时酸碱用量的增大,这些最终仍不可避免在电镀生产过程中产生大量的废气。

  • 这当中主要是一些金属粉尘、酸碱废气、有机废气、铬酸雾和各种电镀槽液加热而散发出的多种废气,包括含氨废气、含氰废气等。

二、电镀废气的危害

  • 电镀废气对人体的危害,在电镀工艺过程中,产生的电镀废气还会对电镀的产品产生危害。主要是因为在电镀车间中,酸碱雾、粉尘等太多,会对车间中的电镀设备性能及电镀材料的纯度等产生不同程度的影响。

三、电镀废气的治理方法

根据《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)规定,对电镀工艺及设施必须安装局部气体收集系统,并进行集中净化治理,才能统一由排气筒排放到大气中(由此可以将电镀废气通过三种方式进行治理,分别为源头减少电镀废气、安装排风系统、安装电镀废气净化设备。

(1)从源头减少废气的产生

  • 电镀前处理的碱洗除油、酸洗去锈或去氧化皮过程中,可在溶液中分别添加碱雾抑制剂和酸雾抑制剂,从而大大减少碱雾和酸雾的逸出。与此同时,还可在各电镀槽的槽口两侧各增加一块窄窄的、可活动的挡风板,除可遮盖阳极挂钩、阳极板和加热器而使槽面显得整洁,更能因可视槽液面积的缩小而增强槽边的排风效果,从而减少了废气对车间环境的污染。

  • 去除钢铁件上的氧化皮时,可采用喷丸工艺取代部分化学酸洗或采用无酸酸洗工艺,这样便可在源头上大大减少酸性废气的产生。

  • 对于铜件,用混合酸(硫酸加硝酸)清洗或用硝酸退镀时,可通过加入少量尿素来抑制和削减氮氧化物的产生。不提倡单纯用硝酸酸洗和退镀。

  • 在镀铬槽中加入少量F-53(全氟烷基醚磺酸盐),就可抑制铬酸雾的产生。若镀铬槽中还有聚乙烯或聚氯乙烯空心塑料球漂浮在液面,则抑雾效果会更好。

(2)安装排风系统及净化系统

  • 考虑电镀废气的治理,可以通过安装排风系统,将被污染的废气输送到气体净化系统,以达到将有毒有害气体去除的目的,由此可见,安装排风系统和净化系统,是一个统一的整体。

  • 电镀厂的面积一般较大,且属于同一生产过程,工作人员分布在整个房间中,为了维持室内一定的负压,应采用全面通风的机械送风。

  • 而污染物源都是一些电镀槽,工作过程中污染物会直接从电镀槽中释放,所以只需先对各个电镀槽进行局部排风,再按规定分质处理,达标后排到室外。

  • 为了排风均匀,减少通排风系统阻力,风道的拐弯、三通联接要顺气流走向设计。为调节合理的风量,风道中也可以做调节风门。

  • 酸性废气的治理中,其中酸性废气净化的主要方法是将酸性废气用三级碱液喷淋,再有烟囱排放,用该方法吸收酸性废气时,在真空抽气泵上安装密闭罩,将车间内气体排放,进入装有填料的喷淋塔。该工艺去除酸性废气的效率可达90%以上。

四、结语

  • 电镀工业,“三废”排放十分严重,要减少对“三废”的排放步减少污染物的排放。

  • 同时,还要对所排放出来的污染物进行净化,通过研究和分析污染物的性质,采用化学、物理、生物等各种方法去除污染物,最终达到污染物排放标准,保证环境不受污染。

电镀工业废气处理设备

电镀生产工艺过程中会产生种类多样的工艺废气,主要包括铬酸雾废气、含废气、含氟废气、硫酸雾废气、氯化氢废气、氮氧化物废气和碱性废气。其中镀件前处理的酸洗去锈、碱洗除油会产生大量酸碱废气;镀铬、铬酸阳极化以及阳极化、磷化填充过程中产生大量铬酸雾废气;含氰电镀过程中产生废气;化学法退除不良镀层时产生酸性或碱性废气。

电镀废气对环境和人类健康造成巨大威胁,须及时处理处置,从末端控制和治理角度考虑,各类废气污染物的控制一般从控制废气污染物逸出量和采取净化治理设施两方面采取措施。

1 控制废气污染物逸出量

在一些工艺槽溶液中投加一些表面活性剂,利用表面活性剂的发泡性,达到抑制酸雾等污染物的逸出量,也可在溶液表面加入一层塑料空心球起到阻挡酸雾逸出的作用。

1.1 酸洗雾的抑制

钢铁件的酸洗通常采用盐酸和硫酸,铜件的酸洗多采用硝酸与硫酸的混合酸,对于酸洗产生的酸雾,在不影响操作时,可以在槽液表面加入一层塑料空心球起到阻挡酸雾逸出的作用。

对于加温的硫酸槽液,由于溶液的粘度较大且温度较高,加入少量十二烷基硫酸钠,利用酸洗时产生的氢气及其搅拌作用,能在溶液表面产生较厚的泡沫,从而起到较好的抑制酸雾作用。

室温环境下用盐酸退锌、退镉镀层时,由于会产生较多气泡,搅拌作用较强,因此加入少量十二烷基硫酸钠也可起到较好的抑制酸雾作用。

在用混酸对铜件进行酸洗或进行工件退铜、退镍处理时,会产生大量氮氧化物,此时在溶液中投加少量尿素,可起到化学抑制作用。

1.2 铬酸雾的抑制

镀铬的电流效率低,在生产过程中产生大量氢气和氧气。由于镀液的表面张力大,氢气气泡和氧气气泡逸出时带有大量能量,液面破裂时,把液膜剧烈地撕裂分散成极细的雾飞溅到大气环境中。在镀铬槽液加温过程中,会有溶液蒸发,此时带出大量铬酸,形成铬酸雾。铬酸雾的抑制通常在槽液表面加一层耐铬酸的聚乙烯或聚氯乙烯空心塑料球,起到抑制铬雾的作用。此法用于镀硬

铬时较有效,对于频繁进出槽的装饰性镀铬效果不好。

2 电镀工艺废气净化处理

按污染物的性质,净化处理设备大致分为三类,即铬酸雾净化处理装置、含氰废气净化处理装置和酸性废气净化处理装置。

2.1 铬酸雾净化处理装置

铬酸具有比重大、挥发性小、容易凝聚的特点,一般采用网格式净化器对铬酸雾净化,该净化器由8~12 层有菱形网孔的厚0.5 mm 的硬聚氯乙烯塑料板纵横交错平铺而成。

当铬酸液滴随槽边抽风罩收集进入排风管尚未达到净化器中过滤网格栅时,由于净化器箱体截面积比风管截面积大,气流速度降低,已经因碰撞而变化的铬酸液滴在重力作用下不能继续前进而从气流中分离出来。剩余铬酸废气经过滤网格栅时,被分散并经过许多狭窄弯曲的通道,增加了相互碰撞变大的机会,此时在吸附与重力作用下,细小铬雾滴附着在网格表面,并不断凝聚变大凝成液滴,最后从网格上降落下来。分离出来的铬酸沿排液管流入集液箱,按危险废物储存并由资质单位处置。净化后的气体经风机达标排放,净化装置示意见图1。

2.2 含氰废气净化处理装置

氰化镀槽中的化学药品在投加到镀槽后形成络合物溶液,如氰化镀锌槽液中的溶液含Na2ZnO2、Na2Zn(CN)4,在电解液中离解为Zn2+ 和CN-,电镀时,Zn2+ 被阴极吸引,在工件上放电上镀工件,溶液中的CN- 少量随镀槽抽风带入大气中。在空气中有二氧化碳存在时,镀槽内存在如下反应:

2NaCN+H2O+CO2→Na2CO3+2HCN↑

氰化氢属于剧毒物质,不仅对环境产生影响,更对操作人员人身健康造成威胁,要引起足够重视,一定要及时妥善处理处置。

含氰废气目前一般采用湿法吸收,吸收液为NaOH、NaClO 溶液(净化装置示意见图2)。反应原理如下:

CN-+ClO-→CNO-+Cl- .

废气通过槽边吸风罩收集后进入抽风筒,再进入废气净化器,与设置在净化器内的喷淋液充分接触反应,净化后的气体经风机达标排放。喷淋液酸碱值须保持在10 以上,在喷淋液循环使用过程中,要对酸碱值每天监测,定期配备新的喷淋液,失效的喷淋液排入含氰废水管道,送入废水处理站进行进一步处理。

2.3 其它酸性废气净化装置

酸性废气的净化处理常用液体吸收法和干式吸附法。液体吸收法是通过喷淋吸收,处理率能达到90%,但该方法产生的污水存在二次污染,废水还需要进一步处理,且需要专人操作。相比较液体吸收法,干式吸附法目前在企业中应用更加广泛,某单位新研制的吸附材料对硫酸雾、氯化氢、氮氧化物、等废气就有很好的净化效果,对混合酸废气亦可净化。该吸附剂对废气的净化是一个多功能的综合作用,除了物理吸附外,还有化学吸附、粒子吸附、催化作用等。吸附剂主要成分为钙的碱性氧化物、硅的氧化物、铝的氧化物和活性碳(净化装置示意见图3)。

酸性废气通过净化装置中的干式吸附剂吸附床,酸雾被吸附剂吸附并发生化学反应,酸性气体被转化为钙盐,碱性气体最终被转化为氮气,净化后的气体经风机达标排放。酸性吸附剂在吸收酸前呈弱碱性,吸附饱和后形成的无害钙盐被固定在吸附剂结构中,不需要再生,吸附饱和后的废弃吸附剂的pH 值和游离氟离子经过了国家环保监测中心的检测,对环境无二次污染。

3 应用案例

某大型国有企业电镀车间,有镀铬、氰化镀锌、氰化镀铜、镀镍、不锈钢酸洗等工序,生产过程中产生铬酸雾、化装置和3 套酸性废气净化装置,其中酸性废气净化装置采用干式吸附法。运行2 年后,经现场采样监测,废气中的铬酸雾、氟化氢、硫酸雾、氯化氢、氮氧化物等污染物全部满足北京市大气污染物排放标准(DB11/501———2017)。车间对废气处理设施定期维修保养,并请有资质的监测单位对各个废气排放口定期监测,及时掌握废气排放状态,杜绝废气未达标排放(近两年监测数据如表1 所示)。

4 结语

电镀工业是国民经济中重要的加工行业,但也是污染严重的行业,在新的环保形势下,电镀工业面临巨大挑战。各级环保局不断加大环境整治力度,地方排放标准越来越严格以及处罚力度持续加大,不少中小电镀企业已关停。面对大的环保压力,剩下的电镀企业必须提高环保意识,积极增加环保投入,及时采,有效处理电镀废气,实现达标排放。

 

 

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