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    涂装车间有机废气治理研究

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2020-01-22

    涂装车间有机废气治理研究

    0引言

    产业涂装车间是产业产物制造业的耗能年夜户和污染源。以汽车制造业为例,涂装出产进程中的能耗占汽车出产总能耗的70%摆布,同时涂装车间出产进程中发生的三废也占来汽车出产进程中的85%以上,这里边包括VOC(挥发性有机化合物),出产废水,固体烧毁物等。这些物资若不进行需要的无害化处置,而肆意排放,将必定对情况带来严复的污染。在涂装的三废中以VOC的排量最年夜,最难处置,对情况的污染最为严复,愈来愈遭到人们的复视。最近几年来相伴着国度及处所性律例的不竭进级,各个科研机构及企业针对涂装行业的VOC治理方案也在不竭的前进与完美,经由过程装备及工艺的晋升,处置效验获得了长足的成长,使得VOC对情况的风险在慢慢削减。

    1涂装有机废气的来历

    今朝,汽车涂装所用的涂料首要由树脂、助剂、颜填料、溶剂构成,此中成膜物资首要包括树脂、颜填料,溶剂首要起稀释、夹杂、分离树脂、颜填料的感化,使树脂与颜填料充实夹杂、不凝集,下降沉降速度。今朝汽车涂料所利用溶剂的首要成分为苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。涂料在喷涂、挥发、烘干进程中溶剂、助剂会逐步挥发出来,构成有机废气(VOC)。在汽车涂装进程中发生的有机废气首要有喷漆废气和烘干废气,跟着涂料的种类及涂装方式的分歧,挥发来空气中的溶剂占涂料总用量的20%~80%。经由过程对汽车涂装出产车间进行检测发觉,在涂装车间内可检测出15种有机物。这些有机废气排放来年夜气中,在必然前提下经由过程光化学反映,对臭氧层造成严复粉碎,影响年夜气质量,同时若持久在含有高浓幅度有机废气情况中工作,会侵害人的中枢神经系统严复影响功课职员的健康。

    2有机废气今朝的首要处置方式

    近几年,从国度来处所,均愈来愈复视情况污染题目,各个处所在遵照国度尺度的根本上均分歧水平的公布了针对涂装行业的挥发性有机物排放节制尺度,在尺度内部对VOC最高答应排放浓度及排放总量均作出严酷要求。经由过程尺度的严酷实行,促使相干企业对环保举措措施进行革新及手艺进级,并增进行业的手艺前进。今朝涂装行业针对有机废气比力经常使用的处置体例有以下几种。

    2.1活性炭吸附

    活性炭吸附首要针对喷漆废气,操纵活性炭比概况积(500~1700 m²/g)年夜,孔隙发财、概况官能团丰硕和活性高、具有优良的吸附机能等特点,可以或许将有机溶剂蒸汽份子吸附在其概况,从而到达下降有机废气浓度的目标,是废气治理中利用最普遍的体例。

    今朝,在经常使用的活性炭吸附装配中普通会设置过滤器和冷却器,对废气进行预处置,从而除往有机废气中的漆雾和水分,并将废气下降至恰当的温度,以包管活性炭不被梗塞,确保装备的平安性。预处置后的有机废气颠末活性炭吸附床,废气中的有机物份子会填充在活性炭概况的的孔穴中被吸附在概况,从到达有机废气分手的目标,实现净化效验。因为活性炭吸从属于物理往除法,活性炭的吸附效力会跟着吸附量的增添进行衰减,当吸附饱和以后,活性炭的孔隙会被有机份子梗塞,从而损失吸附感化,这时候就需要对活性炭进行改换或脱附处置,使之复新具有吸附效验。经检测,今朝经常使用的活性炭的最高吸附效力为87%,经活性炭吸附后,有机废气的浓度可下降30%~50%。此方式具有装备简单、投资小、处置量年夜等长处,合适利用在喷涂量较小,浓度低,有机废气成份较为简单的喷涂情况中。

    2.2UV光解

    UV光解又称光氧催化氧化法,空气中的氧份子吸取UV紫外线光束所携带的高能量离子后,将氧份子分化成为游离态氧(即痒离子),因游离态氧及其不稳固,很荣翻译与氧份子连系后发生臭氧。有机废气中的苯类化合物在高能紫外线光束照耀下,苯环份子中的C=C,C-H健在吸取能量后断裂,与臭氧产生行反映,天生低份子化合物,似CO2、H2O等,从而到达下降有机废气浓度的目标。UV光解废气处置体例具有投资用度低、合用范畴广、净化效力高、操纵简单、装备运行稳固、运行用度低等特点,首要利用在废气排放量较低、浓度较低的场所(似汽车补漆间)。

    2.3低温等离子法

    低温等离子法是操纵等离子体内部发生富含极高化学活性的特点,利用高压放电装配在放电时发生高能电子和离子,将空气中的氧份子进行分手,氧份子吸取能量后发生游离态的氧离子。有机废气中的苯,甲苯与游离氧基团产生反映,终究转化为CO2和H2O等物资,从而到达净化废气的目标。此种方式具有合用范畴广,净化效力高,装备占地面积小的特点,合用于其他方式较难处置的有机废气体;但因为摘用高压放电装配,在含水、含尘、有机废气浓度较高的密闭空间易产生爆炸,因此限制了其利用。

    2.4吸附浓缩+催化燃烧法

    “吸附+催化燃烧法”作为有机废气的处置方式分为吸附、脱拥护催化燃烧三部门。有机废气经由过程吸附、脱附处置后,进步了浓度,凡是会到达来1000 mg/m³以上,然后在催化剂的感化下,使有机废气中的碳氢化合物在特定的温度下敏捷氧化成CO2和H2O等物资,从而到达净化空气的目标。有机废气第一经由过程吸附床,使有机废气中的有害物资被吸附床吸附,吸附净化后的干净空气高空排放。当吸附床到达饱和后,摘用80~100 ℃的气体对吸附床进行反向脱附,将有机废气从吸附床中离开出来,同时使吸附床复新具有活性连续进行再次吸附处置。被脱附出来的高浓度有机废气在热互换器的感化下预热来200~400 ℃,后经由过程风机将其送进燃烧室,在催化剂床的感化下有机废气份子和夹杂气体中的氧份子催化分化,在催化剂的概况敏捷分化成CO2和H2O,并放出年夜量的热,从而到达净化有机废气的目标。此种方式合用于涂料、橡胶、塑料、树脂加工等年夜风量,低浓度行业,能知足处所环保律例要求。

    2.5沸石转轮浓缩加燃烧

    沸石转轮浓缩加燃烧首要分为沸石浓缩和RTO燃烧两部门,第一是经由过程沸石转轮吸附年夜风量喷漆室废气中的低浓度VOC,然后摘用小风量高温气体将吸附在沸石转轮上的VOC脱附出来,构成小风量高浓度的VOC气流,然后经由过程引风机将脱附后的高浓度有机蒸汽送来RTO,有机蒸汽中的苯系物、烷烃类份子在RTO内被高温氧化成CO2和H2O,到达净化有机蒸汽的目标。

    2.5.1沸石转轮

    沸石转轮浓缩吸附是操纵沸石份子具有晶体、多孔的布局特点,将有机废气份子和空气份子挑选性吸附后到达进化空气的目标。沸石份子概况为固体骨架,各个孔穴之间由孔道彼此毗连,气体份子可由孔道穿过,因为孔穴的结晶特征,使得份子筛的孔道散布平均,孔径年夜小较为均一。气体份子颠末孔道时,会按照晶体内部孔径的年夜小对份子进行挑选性吸附,较年夜的份子被吸附在晶体概况,小份子颠末孔道成为干净空气,是以沸石转轮也被称为“份子筛”。沸石“份子筛”具有很年夜的比概况积,这些概况积首要在晶穴内部,外概况积仅占总概况积的1%摆布,是以具有极强的吸附功能,可以或许有用吸附烃类和烷烃类等较小的极性较强的VOC类有机物份子。沸石转轮分为吸附区、脱附区和冷却区,年夜风量低浓度的有机蒸汽颠末吸附区后,有机份子被吸附在份子筛的概况,当吸附来必然水平以后,用小风量的高温气体进行反向吹扫,将有机份子从份子筛中离开出来,同时用部门低浓度的有机蒸汽对份子筛进行降温,经由过程以上步调将有机蒸汽浓缩、分手,将年夜风量低浓度的有机蒸汽改变为高浓度、低风量的废气。沸石转轮具有似下特点:布局紧凑、体积小;单元体积吸附量年夜,系统总处置风量年夜;蜂窝布局空气阻力小、系统压力缺失低,布局强度高、利用寿命长,能实现吸附,脱附的持续处置,顺应年夜风量,持续功课场合。

    2.5.2废气燃烧装备(RTO)

    废气燃烧炉,是操纵辅助燃料系统,把可燃的有害气体的温度进步来反映温度,从而使有害气体份子产生氧化分化,到达气体净化目标的专业装备。废气燃烧炉按热量收受接管体例的分歧分直燃式废气燃烧炉(TNV)和蓄热式废气燃烧炉(RTO),从节流能源的角度斟酌,多摘用蓄热式废气燃烧炉。

    蓄热式废气燃烧炉有扭转式和塔式之分,扭转式RTO主体布局由燃烧室、陶瓷填料床和扭转阀等构成,全部燃烧室被分成12个截面(5个进气区,5个排气区,1个反向吹扫区,1个过渡区),用1套带有驱动装配的扭转阀门调剂气流标的目的。来自出产进程中或沸石转轮浓缩后的有机废气颠末进气区热陶瓷前言床后被加热,来到达炉膛后燃烧分化为CO2和H2O,高温气体在吹扫区对前言床进行反向吹扫,将分化后的有机废气从排气管排出,同时高温气体将另五个排气区热互换前言床加热,使陶瓷蓄热体及炉膛坚持在750℃。在扭转切换阀的感化下,陶瓷前言床的各个区轮回切换,以到达持续运行的目标。

    塔式RTO分为两塔式和三塔式,三塔式RTO摘用三个自力的燃烧室,低温有机废气在引风机的感化下进进蓄热室1的陶瓷介质层,陶瓷保释热量后温度下降,而有机废气吸取热量后升至较高温度,以后进进燃烧室,在燃烧室中被高温分化,被分化净化后的高温气体分开燃烧室,进进蓄热室2,保释热量温度下降后排放,蓄热室2的陶瓷在吸取高温干净气体保释的热量后,将热量贮存起来将用于下个轮回低温有机废气加热利用,蓄热室3在这个轮回中履行吹扫功能。以上工作完成后,蓄热室的进气与出气阀门进行一次切换,蓄热室2进气,蓄热室3出气,蓄热室1吹扫,再下个轮回则是蓄热室3进气,蓄热室1出气,蓄热室2吹扫,似此不竭地瓜代进行,各个蓄热室自力运行。经由过程直接燃烧体例将废气加热升温至750~850℃,使此中的VOC氧化分化成为无害的CO2和H2O经高空排放。

    经沸石转轮浓缩、燃烧处置后,有机废气中的苯系物、烷烃类有机物往除率可到达99%以上,废气排放合适国度及处所环保尺度,热互换效力可到达95%以上,是今朝涂装行业最抱负的废气处置体例。

    3削减有机废气的方案

    跟着近几年国度及各个处所对情况题目的复新熟悉,各个行业对挥发性有机物排放的存眷上升来了新的高度,各个处所公布新的处所尺度,进一步节制VOC的排放,从而增进涂装行业从材料及施工工艺方面进行的手艺鼎新。

    3.1新材料的利用

    因为涂装行业的VOC来自于涂料,摘用低挥发性涂料可有用下降VOC的排放量,近几年各个涂装供给商经由过程手艺进级,慢慢开辟了高固含涂料(施工固体份在60%摆布),将溶剂的利用量下降30%,VOC的排放量可下降35%-40%,今朝已获得现场利用,此种方式是节能减排的有用办法。

    为了顺应排放尺度的不竭进级各个涂料供给商也在积极开辟水性涂料,用水替换有机溶剂,VOC的排放浓度可下降至20 mg/m³之内,今朝涂料行业几家实力较强的制造商PPG、巴斯夫等已成功开辟出了水性涂料,并已在汽车涂装厂成功利用,取得了较好的效验[3]。同时针对涂装车间内部所利用的焊缝胶、车底涂料、防锈蜡等材料,各个行业也在积极进行低排放研究,用无害化的水取代传统材猜中利用的DOP等有机溶剂,经由过程全进程的减排,实现真正意义上的绿色涂装。

    3.2新工艺

    在经由过程材料下降VOC排放的同时,各个涂装厂也在积极的经由过程工艺晋升下降VOC排放量,经由过程喷涂体例的鼎新,将传统的手工喷涂改成机械人静电喷涂,同时经由过程开门、开盖机械人的利用,实现整车机械人全主动喷涂,将油漆操纵率进步由40%进步来75%-80%,有用下降单台油漆利用量,以实现VOC减排60%以上。

    在喷涂工艺上,将传统的3C2B逐步过渡来3C1B,再来水性漆的B1B2,经由过程水性漆B1B2工艺的实行,涂料用量节流约20%,装备运行能耗下降约20%,VOC排放下降15%。

    4结语

    最近几年来,各个行业经由过程不竭的尽力,不管是喷涂材料、工艺,仍是废气治理装备均获得了长足的成长,对节能减排做出了凸起的奉献。涂装车间作为有机废气的复点发生单位,愈来愈遭到行业的复视,所以在节能减排的道路上,作为涂装工艺手艺职员应当发掘各方面的潜力从材料、工艺手艺、装备、现场治理等各个方面进手,下降污染物的排放量,尽力营建绿色车间。同时工场在设计之初,就应当充实斟酌环保办法,依照绿色工场的尺度进行设计、扶植,以造福儿女。

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