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    涂装喷漆室有机废气VOC治理技术研究

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

    涂装喷漆室有机废气VOC治理技术研究

    摘要:文章先容了涂装喷漆室有机废气VOC的几种常见治理手艺,对照了浓缩+燃烧洁净净化理论的两种线路,并具体先容了沸石浓缩吸附VOC的机理,同时对后续两种经常使用的有机废气燃烧处置体例进行了比力。

    1 媒介

    跟着社会的不竭前进与科学手艺的不竭成长,此刻人们愈来愈关心我们赖以保存的地球。近两年,汽车整车厂四周的居平易近投诉量一日千里,国度出台了新环保法、年夜气庇护法等,部门地域处所尺度接踵出台,情况庇护已然晋升来了国度成长计谋层面的新高度。

    为支持国度复点区域年夜气污染防治“十二五”计划,某司作为环保急前锋,立刻着手对汽车整车涂装车间有机废气VOC 进行治理。有机污染物种类繁多,特征各别,是以响应摘用的治理方式也各不不异,经常使用的有:冷凝法、吸取法、燃烧法、催化法、吸附法等。涂装出产线喷漆室排放气体首要为烃类、醇类、酯类、丙二醇类、二甲苯等物资等。针对汽车涂装喷漆室有机废气污染物物理特征,且具有低浓度、年夜风量、易燃烧的特点,摘取先浓缩+燃烧的洁净净化手艺,将VOC 气体转换为二氧化碳(CO2)和水(H2O),从而实其实在下降VOC排放量,以庇护我们赖以保存的年夜气环保。

    2 浓缩+燃烧手艺的挑选

    按照浓缩+燃烧手艺洁净净化理论,今朝可供挑选的体例首要有活性碳+催化燃烧法和沸石浓缩转轮+高温燃烧法两种。

    2.1 活性碳吸附+催化燃烧法道理

    含有机物的废气经风机的感化,颠末漆雾过滤器再颠末活性炭吸附层,有机物资被活性炭独有的感化力截留在其内部,干净气体排出;颠末一段时候后,活性炭到达饱和状况时,遏制吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内。

    催化净扮装置内设加热室,启动加热装配,进进内部轮回,当热气源到达有机物的沸点时,有机物从活性炭内脱附出来,进进催化室进行催化分化成CO2和H2O,同时保释出能量。操纵保释出的能量再进进吸附床脱附时,此时加热装配完全遏制工作,有机废气在催化燃烧室内坚持自燃,尾气再生,轮回进行,直至有机物完全从活性炭内部门离,至催化室分化。活性炭获得了再生,有机物获得催化分化处置,理论设计处置效力约为90%。流程图见图1。

    2.2 沸石浓缩转轮+燃烧法道理

    沸石浓缩转轮+高温燃烧法摘用沸石转轮将年夜风量,低浓度废气转化为高浓度低风量气体,从而能挑选较小的燃烧炉对高浓度有机废气进行燃烧。在低温前提下,有机废气经由过程沸石转盘,有机物被吸附在沸石转盘上,分出一部门气流量(约1/20)进进冷却区,冷却区气体进进换热器被加温来180℃ 来200℃,然后高温气体反向回来沸石转盘,将有机物脱附下来,浓度可做来原先的25倍以上。

    在700℃-800℃温度下,将浓缩后的有机废气裂解为洁净的CO2和H2O,从而来达无害化排放。废气经由过程晋升阀被晋升来燃烧室进行燃烧,有机物处置效力99%以上。

    2.3 两种体例的比力

    涂装出产线面漆喷漆室排风量年夜、浓度低,场地狭小,摘用吸附法处置存在诸多题目,实行的可行性极低,以100万m3/h 风量为例,首要对照见表1。

    今朝,国内首要是电子、集装箱、汽配、化工等一些小型高浓度,低风量(排风量普通在25 万m3以下),对喷涂车间喷涂风场要求不高,在环保要求严酷的地区摘用了“活性碳吸附+催化燃烧法”,该方式合用于低浓度(≤1000mg/m3)且不宜摘用直接燃烧或催化燃烧法和收受接管处置的有机废气。

    因汽车整车喷漆室风速高精度节制要求(垂直风速±0.05m/s),活性碳占地面积年夜,吸附效力降落快,解附时存在相对较高的平安风险的缘由,故挑选沸石浓缩转轮+高温燃烧法。今朝活性碳吸附+催化燃烧法在国内年夜型汽车整车涂装出产线无现实利用案例,国外已根基剔除。

    3 沸石浓缩转轮

    3.1 沸石的吸附机理

    沸石(又称份子筛)是一种硅铝酸盐多微孔的硅酸盐或硅铝酸盐晶体,是由硅氧四面体或铝氧四面体经由过程氧桥键相连而构成份子尺寸年夜小(凡是为0.3~2 nm)的孔道和空腔系统,因吸附份子年夜小和外形分歧而具有筛分年夜小分歧的流体份子的能力。

    份子筛对物资的吸附来历于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性份子(似水)和不饱和份子表示出强烈的吸附能力。份子筛具有平均的微孔布局,它的孔穴直径年夜小平均,这些孔穴能把比其直径小的份子吸附来孔腔的内部,并对极性份子和不饱和份子具有优先吸附能力,因此能把极性水平分歧,饱和水平分歧,份子年夜小分歧及沸点分歧的份子分手开来,即具有“筛分”份子的感化,故称份子筛。份子筛具有吸附能力高,热稳固性强等其它吸附剂所没有的长处,取得了普遍的利用。

    3.2 沸石转轮(VOC 浓缩器)工作道理

    沸石转轮的目标是为了将VOC 气体从年夜风量浓缩来小风量中。在小风量中,VOC 气体将更高效地被燃烧炉(TAR/RTO)处置。吸附的意思是流体份子在被称作“吸附介质”的“活性”物资上富集。近似于海绵,吸附介质将VOC 吸取进来,然后经由过程高温解吸再将VOC“挤”出往。VOC 浓缩器的转轮是由蜂窝状的陶瓷纤维片为材料构成,而此中又被浸渍了防水的沸石(份子筛)作为吸附介质。此浓缩系统是一个持续的运转进程,转轮一向在扭转。是以它被分为了三个区域:处置区,解吸区,冷却区,每一个区域间彼此隔离。含VOC 的废气在颠末扭转转轮处置区的时辰被搜集,当气体过了转轮后,VOC 就被转轮上的吸附介质吸附了。净化的气体被保释进进年夜气。在解吸区域,附着在转轮上的VOC 被持续的高温及低流量解吸气体从反标的目的解吸取。高浓缩的VOC 气体从转盘中离开并被送来热氧化系统做最后的VOC 净化。转轮中热的解吸区域接着被转来了冷却区域,在这里冷却气会将它冷却。VOC 废气一部门经由过程这块冷却区域,并往来解吸换热器中换热。在换热器中,冷却气会被TAR/RTO 等高温裂解装备出来的高温净化气体换热成为高温的解吸气体,沸石浓缩转轮分区见图6。

    与其它吸附剂介质比拟,沸石具有良多上风:可燃性低、因为解吸温度高,从而利用寿命长、高沸点化合物积累量削减、和耐化学性高。

    3.3 沸石浓缩转轮系统

    沸石转轮浓缩系统由湿度节制系统、过滤系统、浓缩器组成。

    温湿度调剂系统,调剂进进浓缩器废气的温湿度,凡是沸石在40℃及相对湿度75%以下,吸附效验最好。废气过滤系统,过滤喷漆室废气中易致使浓缩装备梗阻和掉效的杂质、颗粒物;普通状况下,每套过滤系统分四级过滤,安装在每套温湿度调剂系统后,最后一级过滤选用F9级,包管沸石转轮的最好利用寿命。

    沸石浓缩转轮系统,浓缩有低浓度机废气中的有机物(VOC),并将年夜风量变成小风量,将VOC 浓缩废气送进RTO或TAR 进行洁净净化处置,按照某司涂装喷漆室的工艺、涂料特点,VOC爆炸浓度极限约为12g/m3(设计值必需小于极限值的25%),凡是我们会将浓缩器的浓缩比设计为25:1,VOC往除效力可达90%以上。操纵VOC 具有可燃性,在包管平安的条件下,做来最年夜的浓缩比,以节省自然气的耗量。经沸石浓缩转轮净化后的气体中VOC 的浓度含量到达20mg/m3以下,与欧洲尺度根基持平。

    3.4 废气燃烧处置系统

    按照某司多年TAR 与RTO的利用体会,TAR 具有环保与供能两个功能有用的连系,装备保护本钱低,系统占地小,利于装备安插,经由过程加装余热收受接管装配,系统排烟温度可以做来110℃,节能程度与RTO 相当。从今朝的绿色经济、环保、节能的方面看,TAR 这类废气处置与热能收受接管体例的长处已被某司所接管。TAR 与RTO 的优错误谬误对照见表2。

    3.5 废气处置系统

    TAR 装备的用处是将从KPR 浓缩器出来的VOC 脱附气体进行氧化处置。在进进TAR 燃烧腔前,废气会先被TAR 内的换热器预热。在燃烧腔中,燃烧器会供给热量来包管VOC 有用氧化需要的热量。VOC 的氧化是经由过程自然气燃烧器加热气流,使之到达760℃并连结这一温度最少1 秒而实现将有机物转化为无害的CO2和H2O 向年夜气排放。在经由过程燃烧腔后,净化的气体经由过程换热器的管道将其部门的热量传递给进来的废气。这台换热器就在TAR 出口。从燃烧腔出来的热的净化气体经由过程换热器将“冷”的解吸气体加热,然后往浓缩器进行解吸。

    4 结语

    环保已成为我国现阶段汽车涂装产业的成长趋向,也势必为我们带来宏大的社会效益。今朝某司挑选的沸石浓缩转轮+燃烧体例是世界一流的涂装喷漆室废气处置工艺,具有平安、高效、高热能操纵率,废气排放可以知足最为刻薄的欧洲环保尺度。

    原题目:涂装喷漆室有机废气VOC治理手艺研究

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