噴漆涂裝廢氣處理方案

 

噴漆廢氣成分分析；

1.噴漆廢氣的形成及主要成分

涂裝技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電器、家電、船舶、家具等行業(yè)。

涂料原料——涂料涂料由非揮發(fā)性成分和揮發(fā)性成分組成。非揮發(fā)性成分包括成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)。揮發(fā)性稀釋劑用于稀釋油漆，以達(dá)到油漆表面光滑美觀的目的。

噴漆過(guò)程中主要產(chǎn)生漆霧和有機(jī)廢氣污染，油漆在高壓作用下霧化成顆粒。噴涂時(shí)，部分油漆沒有到達(dá)被涂物體表面，隨氣流擴(kuò)散形成漆霧；有機(jī)廢氣來(lái)源于稀釋劑的揮發(fā)，有機(jī)溶劑不會(huì)隨油漆附著在噴漆表面，而是在噴漆和固化過(guò)程中完全釋放形成有機(jī)廢氣(文獻(xiàn)報(bào)道的揮發(fā)性有機(jī)化合物有數(shù)百種，分別屬于烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香族化合物、醇類、醛類、酮類、酯類、醚類等化合物)。

2.汽車涂裝廢氣的來(lái)源及***點(diǎn)

汽車涂裝車間應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行油漆預(yù)處理、電泳涂裝。噴漆過(guò)程包括噴漆、找平和干燥，這些過(guò)程會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣(VOCs)和過(guò)度噴漆霧，因此所有這些過(guò)程都需要處理噴漆室的廢氣。

(1)噴漆室的廢氣

為維護(hù)噴涂工作環(huán)境，根據(jù)《勞動(dòng)安全衛(wèi)生法》的規(guī)定，噴涂作業(yè)時(shí)，噴涂室內(nèi)應(yīng)持續(xù)換氣，換氣速度控制在(0.25 ~ 1)米/秒范圍內(nèi)，噴漆室換氣廢氣的主要成分是噴漆揮發(fā)的有機(jī)溶劑，其主要成分為芳香烴(三苯基和非甲烷總烴)、醇醚和酯類有機(jī)溶劑。由于噴漆室排氣量***，排出的有機(jī)廢氣總濃度很低，通常在100mg/m3左右。此外，噴漆室的廢氣中往往含有少量未經(jīng)處理的漆霧，尤其是干式漆霧捕集噴漆室，可能成為廢氣處理的障礙，必須在廢氣處理前進(jìn)行預(yù)處理。

(2)干燥室廢氣

面漆噴涂后應(yīng)找平干燥，干燥過(guò)程中有機(jī)溶劑揮發(fā)。為防止干燥室內(nèi)有機(jī)溶劑積聚造成爆炸事故，空氣交換率應(yīng)控制在0.2m/s左右，廢氣成分與噴漆室廢氣成分相似，但不含漆霧。有機(jī)廢氣的總濃度***于噴漆室的濃度。根據(jù)排氣風(fēng)量的不同，一般為噴漆室廢氣濃度的2倍左右，此外，油漆混合室和面漆污水循環(huán)池應(yīng)排出類似的有機(jī)廢氣。

(3)干燥廢氣

干燥廢氣成分復(fù)雜，包括有機(jī)溶劑、一些增塑劑或樹脂單體等揮發(fā)性成分，以及熱分解產(chǎn)物和反應(yīng)產(chǎn)物。干燥電泳底漆和溶劑型面漆排放廢氣，但成分和濃度相差很***。

涂裝廢氣的危害:

經(jīng)分析，噴漆室、烘干室、調(diào)漆室和面漆污水處理室的廢氣在室溫下為低濃度***流量廢氣，污染物主要成分為芳香烴、醇醚和酯類有機(jī)溶劑。與《***氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相比，這些廢氣的濃度一般在排放限值內(nèi)。為了滿足標(biāo)準(zhǔn)中的排放率要求，***多數(shù)汽車廠采用高空排放的方法。雖然這種方法可以達(dá)到目前的排放標(biāo)準(zhǔn)，但廢氣基本未經(jīng)處理和稀釋，***型車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達(dá)數(shù)百噸，對(duì)***氣造成嚴(yán)重危害。

漆霧中的有機(jī)溶劑，如苯、甲苯、二甲苯等是劇毒溶劑，在作業(yè)過(guò)程中排放到車間空氣中。工人經(jīng)呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒，主要對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)造成損害。短期吸入高濃度苯蒸氣(1500mg/m3以上)可引起再生障礙性貧血，而頻繁吸入低濃度苯蒸氣也可引起嘔吐、意識(shí)不清等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

噴漆涂裝廢氣處理方法的選擇:

在選擇有機(jī)處理方法時(shí)，一般應(yīng)考慮以下因素:有機(jī)污染物的類型和濃度、有機(jī)污染物的排放溫度和流量、顆粒物的含量以及要達(dá)到的污染物控制水平。

1.常溫涂裝處理

噴漆室、烘干室、調(diào)漆室和面漆污水處理室的廢氣在常溫下為低濃度***流量廢氣，污染物主要成分為芳香烴、醇醚和酯類有機(jī)溶劑。與GB16297《***氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相比，這些廢氣的濃度一般都在排放限值內(nèi)。為了滿足標(biāo)準(zhǔn)中的排放率要求，***多數(shù)汽車廠采用高空排放的方法。雖然這種方法可以達(dá)到目前的排放標(biāo)準(zhǔn)，但廢氣基本未經(jīng)處理和稀釋，一條***型車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達(dá)幾百噸，對(duì)***氣危害很***。

為了從根本上減少?gòu)U氣污染物的排放，可以結(jié)合使用幾種廢氣處理方法，但***風(fēng)量廢氣處理的成本非常高。目前***外比較成熟的方法是濃縮(用吸附-脫附轉(zhuǎn)輪將總量濃縮15倍左右)，減少待處理總量，然后用破壞性方法處理濃縮后的廢氣。***內(nèi)也有類似的方法。***先采用吸附法(活性炭或沸石作為吸附劑)吸附低濃度常溫噴漆廢氣，高溫氣體脫附。濃縮的廢氣通過(guò)催化燃燒或再生熱燃燒進(jìn)行處理。低濃度常溫噴漆廢氣的生物處理方法正在開發(fā)中。目前***內(nèi)技術(shù)不成熟，但值得關(guān)注。為了真正減少涂料廢氣的污染，需要從源頭上解決問題，如利用靜電轉(zhuǎn)杯提高涂料的利用率，開發(fā)水性涂料等環(huán)保涂料等。

2.干燥廢氣處理

干燥廢氣屬于中高濃度高溫廢氣，適合燃燒處理。燃燒反應(yīng)有三個(gè)重要參數(shù):時(shí)間、溫度和擾動(dòng)，即燃燒3T條件。廢氣處理的效率本質(zhì)上是燃燒反應(yīng)的充分性，這取決于燃燒反應(yīng)的3T條件控制。RTO可以控制燃燒溫度(820 ~ 900℃)、停留時(shí)間(1.0 ~ 1.2 s)，保證必要的擾動(dòng)(空氣和有機(jī)物充分混合)。處理效率可達(dá)99%，廢熱率高，運(yùn)行能耗低。日本和中***的***多數(shù)日資汽車廠通常采用RTO來(lái)集中處理干燥廢氣(底漆、中涂和面漆)。比如東風(fēng)日產(chǎn)乘用車花都涂裝線RTO集中處理涂裝烘干廢氣非常有效，完全符合排放法規(guī)要求。但由于RTO廢氣處理設(shè)備一次性投資高，廢氣流量小的廢氣處理不經(jīng)濟(jì)。

對(duì)于已完成的涂裝生產(chǎn)線，當(dāng)需要增加廢氣處理設(shè)備時(shí)，可采用催化燃燒系統(tǒng)和蓄熱式熱燃燒系統(tǒng)。催化燃燒系統(tǒng)投資小，燃燒能耗低。

一般來(lái)說(shuō)，使用鉑作為催化劑，***多數(shù)有機(jī)廢氣的氧化溫度可以降低到315℃左右。催化燃燒系統(tǒng)可用于一般干燥廢氣處理，***別是當(dāng)干燥電源采用電加熱時(shí)。存在的問題是如何避免催化劑中毒失效。從一些用戶的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在面漆干燥的一般廢氣中加入廢氣過(guò)濾等措施，可以保證催化劑的使用壽命為3 ~ 5年；電泳漆干燥廢氣容易引起催化劑中毒，因此電泳漆干燥廢氣的處理應(yīng)謹(jǐn)慎采用催化燃燒法。東風(fēng)商用車車身涂裝線廢氣處理改造過(guò)程中，采用RTO法處理電泳底漆烘干廢氣，采用催化燃燒法處理面漆烘干廢氣，應(yīng)用效果******。

噴漆涂裝廢氣處理工藝；

噴涂行業(yè)廢氣處理方案主要用于噴漆室、家具廠、機(jī)械制造、護(hù)欄廠、汽車制造、汽車4S店的廢氣處理。目前，有許多處理工藝，如冷凝、吸收、燃燒、催化、吸附、生物和離子方法。

1.水噴淋法+活性炭吸附脫附+催化燃燒

用噴淋塔除去漆霧和水溶性物質(zhì)，然后通過(guò)干式過(guò)濾器，進(jìn)入活性炭吸附裝置。活性炭吸附完全后，再次脫附(脫附方式有蒸汽脫附、電加熱脫附、氮?dú)饷摳?。脫附后的氣體(濃度比原來(lái)高幾倍)通過(guò)脫附風(fēng)機(jī)進(jìn)入催化燃燒裝置燃燒，燃燒成二氧化碳和水，然后排出。

2.水噴淋+活性炭吸附脫附+冷凝回收法

用噴淋塔除去漆霧和水溶性物質(zhì)，然后通過(guò)干式過(guò)濾器，進(jìn)入活性炭吸附裝置。活性炭吸附完全后，再次脫附(脫附方式有蒸汽脫附、電加熱脫附、氮?dú)饷摳?。處理后的廢氣被吸附、濃縮和冷凝，冷凝液被分離以回收有價(jià)值的有機(jī)物。該方法用于高濃度、低溫、小風(fēng)量的廢氣處理。但是這種方法投資***、能耗高、運(yùn)行成本高。涂裝廢氣中“三苯基”等廢氣濃度一般低于300mg/m3，濃度低，風(fēng)量***(汽車制造業(yè)涂裝車間的風(fēng)量往往在10萬(wàn)以上)。此外，由于汽車涂裝廢氣中有機(jī)溶劑成分復(fù)雜，回收的溶劑難以處理和利用，容易產(chǎn)生二次污染，因此該方法一般不用于涂裝廢氣處理。

3.廢氣吸附法

涂裝廢氣的處理和吸附可分為化學(xué)吸附和物理吸附，但“三苯基”廢氣的化學(xué)活性較低，一般不采用化學(xué)吸附。物理吸收液吸收揮發(fā)性較小，吸收的成分對(duì)加熱、冷卻、再利用的親和力較高，分析飽和吸收。該方法用于置換、低溫和低濃度。安裝復(fù)雜，投資***，吸收液選擇困難，有兩個(gè)污染。

4.活性炭吸附+uv光催化氧化設(shè)備

(1):有機(jī)氣體直接被活性炭吸附，凈化率95%。設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小，操作方便，但活性炭需要經(jīng)常更換，污染物濃度低，不回收。(2)吸附法:有機(jī)氣體吸附在活性炭上，活性炭被飽和空氣脫附再生。

5.活性炭吸附+低溫等離子設(shè)備

廢氣經(jīng)活性炭吸附后，用低溫等離子設(shè)備處理，處理后達(dá)標(biāo)排放。離子法是***際上比較高新的技術(shù)，利用等離子體(ION plasma)降解有機(jī)廢氣，去除惡臭，殺滅細(xì)菌和病毒，凈化空氣。***內(nèi)外專家稱之為21世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四***技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是以高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電的形式產(chǎn)生***量活性離子氧(等離子體)，活化氣體，產(chǎn)生各種活性自由基，如OH、HO2、O等。，這將引起復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，如苯、甲苯、二甲苯、氨、烷烴等有機(jī)廢氣的降解和氧化。，副產(chǎn)物無(wú)毒，避免二次污染。該技術(shù)具有能耗極低、占用空間小、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等***點(diǎn)。***別適用于多組分氣體的處理。

總結(jié):

目前市場(chǎng)上有很多種處理方法。為了達(dá)到***家和地方的處理標(biāo)準(zhǔn)，我們通常選擇幾種處理方法來(lái)處理廢氣，選擇符合自己實(shí)際的處理工藝。