活性炭处理汽修喷烤漆废气工艺优化研究

来源：admin（传梦环保整理发布）时间：2020-01-22

活性炭处理汽修喷烤漆废气工艺优化研究

摘要：汽修喷烤漆废气中的挥发性有机物污染题目日趋凸起.以今朝经常使用的活性炭吸附净化法为研究对象,连系行业特点,系统阐发了活性炭冲类、活性炭装填量、废气逗留时候、废气成份、废气温度、废气湿度等身分对挥发性有机废气净化效验的影响,并按照各身分的影响纪律提出了优化办法.

引言

2013年，国务院发布《年夜气污染防治步履打算》，将可吸进颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)作为污染防治的复点污染物。挥发性有机物(VOCs)是指常温常压下具有较高蒸汽压、较强挥发性的有机化合物的统称，它在情况中可以或许经由过程化学反映，发生PM2.5、O3等二次污染物，是影响年夜气情况的首要污染物之一。

汽修进程多为小面积喷涂，普通摘用空气喷涂工艺，喷烤漆废气遍及摘用活性炭吸附法处置，VOCs处置效验不睬想。同时，汽修企业范围相对小、数目多、散布分离，多位于城市生齿密集区，且多为低空排放，对情况和人体健康的影响尤其明显。

最近几年来跟着环保法律日益严酷，汽车修整企业喷烤漆废气治理亟待增强，很多摘用活性炭吸附法处置喷涂废气的企业面对超标的题目。据北京市情况庇护局网站公布的行政惩罚信息，2015—2016年北京市总计有37家汽修企业遭到市环保局惩罚，占全数受罚企业数目的14.5%，此中31家受罚缘由是喷烤漆废气治理举措措施不正常运行。

1汽车修整行业挥发性有机污染物来历

调漆、喷涂、烤漆、清洗喷枪等多个环节均会发生挥发性有机污染物，特别是在喷涂烘烤进程，涂猜中含有的VOCs几近全数挥发来喷烤漆房空气中，是汽修企业首要的有组织排放源;调漆、清洗喷枪等环节遍及治理亏弱，有些乃至在开放区域操纵，发生的挥发性有机物难以有用搜集处置，是复要的无组织排放源(图1)。今朝喷烤漆房的额定风量在10000～20000in3/h，烤漆房内风速0.2～0.3m/s，排气管道风速为5～7m/s，废气中VOCs初始浓度普通为100～200mg/m3。

2汽车修整行业常见挥发性有机物污染治理手艺

有机废气的处置体例首要有吸附法、催化燃烧法、热力燃烧法、冷凝法等，这些方式在合用对象、处置效验、装备本钱、运行本钱方面具有分歧的特点。

汽车修整企业的喷涂废气首要成份为苯系物、醇醚类、酯类有机溶剂，汽车修整喷涂量小、喷漆室排风量年夜，属于低浓度有机废气。汽车修整企业遍及摘用一体化喷烤漆房，配备过滤地棉+活性炭吸附的方式处置喷漆废气，此中地棉首要用于捕集漆雾颗粒，活性炭首要用以吸附VOCs(表1)。

3活性炭吸附法优化路子

今朝，GB20101—2006《涂假装业平安规程有机废气净扮装置平安手艺划定》、GB/T7701.1—2008《煤质颗粒活性炭气相用煤质颗粒活性炭》、DB/111228--2015《汽车修整业年夜气污染物排放尺度》等尺度对挥发性有机废气活性炭吸附装配提出了一些手艺要求，包罗风道压差、活性炭粒径、活性炭用量、改换周期等。在现实运行中，除合适以上要求以外，还可以从以下方面进行斟酌和优化。

3.1活性炭种类

活性炭从原料分为煤质活性炭、木质活性炭、壳活性炭、纤维活性炭等;从形状分为粉末活性炭、颗粒活性炭、蜂窝活性炭、纤维活性炭等;按照吸附对象可以分为气相用活性炭和液相活性炭。活性炭微不雅布局中有年夜孔(>50nm)、过渡孔(2～50nm)和微孔(<2nm)，组成活性炭比概况积的首要是微孔(表2)。

当吸附质直径年夜于孔道直径1/3以上时，吸附质活动就受阻，吸附量降落。汽修喷烤漆废气的VOCs首要成份为苯系物、醇醚类、酯类，份子直径在0.3～1nm，活性炭吸附VOCs首要在微孔中进行，是以微孑L的比例越高越好，同时需要必然量的中孔，便于有机废气份子进进活性炭内部。连系汽修喷烤漆废气成份及各类活性炭的特点(表3)，优先挑选高比概况积和高四氯化碳(CTC)吸附率的活性炭品种。

3.2活性炭装填量

今朝相干尺度、设计规范中对活性炭的装填量还没有明白划定，常见喷烤漆废气净化装备摘用多层活性炭板进行吸附，一共利用4块摆布，复量总计约50kg，摘用程度或M型放置。活性炭的装填量决议了吸附有机废气总量和改换频次，依照四氯化碳吸附率来运算，可以按照利用原猜中VOCs含量推算活性炭最低装填量。

3.3废气逗留时候

废气的流速对其在吸附剂中的逗留时候影响较年夜，活性炭吸附有机废气需要必然的时候。孙一坚等提出喷漆废气活性炭处置装配要求废气在吸附层内逗留时候为0.2～2.0S。废气逗留时候与活性炭装填量紧密亲密相干，与吸附层的截面积和厚度无直接关系。废气在吸附层内逗留时候可以依照式(3)进行运算。

2015年北京市发布的《汽车修整业年夜气污染物排放尺度》划定：“每万m3/h设计风量的吸附剂利用量不该小于1m3’’，装填密度普通为450kg/m3，经由过程式(3)运算逗留时候为0.36s，知足“0.2—2.0s”的要求。在现实利用中，包管畅达排风的条件下，下降废气流速，进步废气逗留时候，可晋升废气净化效验。

3.4废气成份

活性炭的四氯化碳吸附值、甲苯吸附值是单一组分前提下测试获得的数据，在现实利用中，喷烤漆废气成份复杂，涵盖酮类、酯类、醇类、醇醚类、苯类等，对某单一物资的吸附能力必定小于测试数据。是以，设计有机废气吸附装配时，应综合斟酌总挥发性有机物的量。

活性炭长短极性份子，易于吸附非极性或极性较低的吸附质，对分歧的有机物吸附能力也分歧，存在竞争吸附或置换吸附的状况。陈良杰研究发觉6种挥发性有机物在二元夹杂吸附系统中，吸附质强弱挨次为对二甲苯、甲苯、正丙醇、乙酸乙酯，吸附机能最弱的是乙醇和乙酸乙酯，该成果与物资极性挨次相一致。今朝汽车水性漆的利用比例愈来愈高，除罩光清漆以外，均可以或许实现水性化，喷烤漆废气的VOCs首要成份也从原先的苯系物向醇类、酯类转化，响应的份子极性也有所增添，若仍旧摘用非极性的活性炭作为吸附剂，其净化效验会降落。是以，经由过程在净扮装置中增添沸石、改性份子筛、氧化铝等极性吸附剂，可进步对废气中醇类、酯类组分的净化效验。

3.5废气温度

今朝，活性炭产物的吸附容量是在25℃前提下进行测定的。李学佳等H1发觉，当气体温度升高时，活性炭吸附量降落。摘用有机溶剂型涂料的汽车修整烤漆房凡是的工作温度为60℃，在该温度下，活性炭对有机废气的吸附能力较弱，已吸附的挥发性有机物易被吹脱下来，晦气于污染物往除。水性漆的烘干温度要高于传统的油性漆，是以水性漆喷涂的烘干废气的温度普通在80℃。喷烤漆房布局紧凑，从喷漆室至活性炭过滤装配的间隔普通为1～2m，且风速高达5～7m/s，温降很小。是以，需对烤漆废气进行降温处置，可以斟酌增添气一气换热器，将废气中的热量收受接管用于预热烤漆房新风。

3.6废气湿度

最近几年来，水性漆的利用比例愈来愈高，除罩光清漆以外，都可以实现水性化。水性涂料首要以水为分离剂，含有少许醇醚"J，GB24409--2009《汽车涂猜中有害物资限量》、HG/T4570一2013《汽车用水性涂料》对涂猜中的挥发性有机化合物(VOCs)的含量进行了划定。颠末对照可发觉：水性漆中的水份含量达60%以上，原料成份的转变，致使废气的湿度有所升高，水份会占有活性炭的活性中间，使吸附效力降落。

另外，在喷涂进程中会经由过程洒水降尘，部门喷烤漆房配备水帘往除漆雾，同时进一步增添喷漆废气湿度。在现实操纵中，油性漆喷漆室的相对湿度为50%～80%，水性漆喷漆室相对湿度为(60±5)%。高华生。列等研究空气湿度对低浓度有机蒸汽在活性炭上吸附平稳的影响，发觉水蒸气对VOCs在活性炭上的吸附平稳具有较着的按捺感化，为连结活性炭的吸附机能，活性炭的含水率应连结在5%以下。是以，应摘取冷凝器、干燥器、丝网除雾器¨1等举措措施对废气进行除湿，并经由过程碱处置活性炭进步其疏水性，同时进步对苯系物的吸附能力(表4)。

4结论及建议

今朝而言，活性炭吸附法是一种处置喷烤漆废气成熟有用、利用普遍的手艺，在现实运行进程净化效验与活性炭种类、装填量、废气成份等身分紧密亲密相干。经由过程挑选高质量活性炭、公道审定活性炭装填量，对废气进行降温、除湿预处置等优化，可进步净化效验(表5)。

当前，光催化氧化、低温等离子分化、沸石转轮浓缩等VOCs治理手艺在汽修行业获得了推行利用，这些手艺工艺与活性炭吸附相连系的组合工艺将是将来的成长标的目的。

原题目:活性炭处置汽修喷烤漆废气工艺优化研究