噴漆廢氣處理工藝

 

車輛在我們的日常生活中非常常見，每年生產(chǎn)的車輛數(shù)量非常***。在汽車生產(chǎn)過程中，需要噴漆。在噴漆過程中，很多物質(zhì)飄到空氣中，然后形成噴漆廢氣。如果不處理這些廢氣，會(huì)影響環(huán)境和健康！讓我們來介紹一下對(duì)噴漆廢氣的處理。

 

噴漆廢氣處理:

 

噴涂技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工、汽車、船舶、家具等行業(yè)，噴漆過程中產(chǎn)生的廢氣對(duì)環(huán)境和人體健康有不***影響。介紹了噴漆廢氣的主要成分和危害，總結(jié)了噴漆廢氣的凈化技術(shù)，分為漆霧預(yù)處理技術(shù)和噴漆廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物的凈化技術(shù)。漆霧預(yù)處理主要包括濕法處理和干法處理，VOCs凈化技術(shù)包括吸附、吸收、燃燒、冷凝等傳統(tǒng)凈化技術(shù)，而膜分離、光催化、生物法、等離子體凈化等新型凈化技術(shù)。闡述了這些技術(shù)的凈化機(jī)理、工藝流程和***缺點(diǎn)，指出復(fù)合凈化技術(shù)是噴漆廢氣處理的未來發(fā)展方向，運(yùn)行成本、操作難度和穩(wěn)定性是復(fù)合處理技術(shù)亟待解決的問題。

 

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，應(yīng)用噴漆技術(shù)的化工、房地產(chǎn)、汽車、機(jī)械、電子產(chǎn)品、船舶等行業(yè)也在增長。噴涂過程中排放的有機(jī)廢氣對(duì)周圍環(huán)境甚至人體健康都是有害的。噴涂廢氣中主要使用三苯基(苯、甲苯、二甲苯)，部分還含有酯類、醚類、酮類等成分。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)可能會(huì)引起頭痛和惡心，而其他的可能會(huì)引起驚厥和昏迷，對(duì)免疫系統(tǒng)造成危害。為了有效解決這些問題，一些省市頒布了一系列法律法規(guī)和***氣環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，限制和控制廢氣造成的危害。針對(duì)噴涂過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，本文將介紹不同的處理技術(shù)，分析其***勢和存在的問題，找出規(guī)律和凈化工藝方法。

 

1、噴漆廢氣的組成及危害

 

在噴漆過程中，高壓空氣噴涂的噴漆***部分停留在工件上，其他噴涂顆粒和溶解噴涂顆粒的水滴懸浮在空氣中，噴漆過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物形成噴漆廢氣污染環(huán)境。由于不同噴漆使用的溶劑不同，噴涂過程中產(chǎn)生的廢氣成分也不同。汽車噴涂中檢測到15種揮發(fā)性有機(jī)化合物，包括苯系物(甲苯、二甲苯等)。)，酯類(乙酸乙酯、乙酸丁酯等。)，酮類(甲基異丁基酮)和醚類(乙二醇丁醚)等。

 

不同工藝生產(chǎn)的不同噴漆和涂料，其VOCs成分和比例也不同。曾培源等人發(fā)現(xiàn)，VOCs的主要成分是乙酸仲丁酯、甲基異丁基酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯和二甲苯，二甲苯和乙酸丁酯的比例接近50%。調(diào)查多家涂料企業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，苯、甲苯、二甲苯、正乙烷是VOCs的主要成分。于研究噴漆中揮發(fā)性有機(jī)化合物的***征光譜，得出主要揮發(fā)性有機(jī)化合物依次為乙酸乙酯、乙苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯和乙酸丁酯。等人模擬室內(nèi)裝飾用乳膠漆和硝基漆的揮發(fā)，發(fā)現(xiàn)乳膠漆產(chǎn)生的VOC主要是1，2-丙二醇，硝基漆中含有的VOC主要是苯系物。因此，應(yīng)根據(jù)噴漆廢氣處理中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物的不同類型，選擇合適的凈化技術(shù)。

 

噴漆廢氣對(duì)人類的危害不容忽視。空氣中散發(fā)的漆霧，通過呼吸道吸入后可引起急慢性中毒，損害人體神經(jīng)和造血系統(tǒng)。吸入高濃度的苯、甲苯、乙酸乙酯等廢氣會(huì)在短時(shí)間內(nèi)抑制人的記憶、注意力和感覺運(yùn)動(dòng)速度，長期接觸會(huì)對(duì)肝臟產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甚至損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

 

2、噴漆廢氣預(yù)處理技術(shù)

 

噴涂廢氣不僅含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，噴涂時(shí)還含有懸浮在空氣中的漆霧，會(huì)影響有機(jī)廢氣的后續(xù)處理。因此，有必要在凈化噴涂廢氣之前去除漆霧，以便在下一步中凈化和處理揮發(fā)性有機(jī)化合物。

 

2.1濕法凈化方法

 

根據(jù)相似相容原理，濕法凈化法通過溶劑吸收(或化學(xué)吸收)噴漆廢氣中的漆霧。常用的濕法凈化方法有水幕、無泵水幕、文丘里、旋水等處理凈化方法。

 

2.1.1水幕凈化方法

 

水幕凈化法是用水泵循環(huán)噴淋產(chǎn)生流動(dòng)的水幕水層，水幕捕捉散落的漆霧。流程如圖1所示。水幕坡度一般放置在***型水幕噴漆室的底部，水幕的形狀由專用循環(huán)水泵調(diào)節(jié)。當(dāng)噴射空氣流過水幕時(shí)，漆霧被附著并留在后面。工業(yè)上常見的水幕噴漆室設(shè)備主要由噴漆室本體、漆霧凈化器、水分離器、水過濾器、水循環(huán)管道、照明裝置、風(fēng)機(jī)、水泵和電氣控制系統(tǒng)組成。

 

該水幕凈化方法能有效減少噴漆廢氣中的漆霧量，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單。而水幕凈化產(chǎn)生的廢水含有漆霧，需要進(jìn)行廢水處理，防止二次污染；對(duì)于***型水幕噴漆室，***型水幕會(huì)增加室內(nèi)空氣濕度，影響工人的工作環(huán)境和噴漆質(zhì)量。

 

2.1.2無泵水幕凈化法

 

無泵水幕凈化法是利用空氣誘導(dǎo)提水形成水幕。噴漆廢氣與水幕碰撞時(shí)，水幕攔截?cái)y帶噴漆的霧滴和水滴；然后廢氣通過水幕進(jìn)入氣水?dāng)嚢柰ǖ?，與通道內(nèi)的水混合；進(jìn)入集氣箱后，由于氣體速度降低，發(fā)生氣液分離，凈化后的氣體排入***氣。分離出的水收集在集氣箱中，流向溢流槽，然后通過擋水板形成水幕，循環(huán)反復(fù)凈化噴漆廢氣。與水幕凈化法相比，本發(fā)明取消了水泵設(shè)備，***化了凈化工藝，節(jié)約了成本和占地面積，克服了漆霧附著在管道內(nèi)壁造成水泵堵塞的現(xiàn)象。

 

2.1.3文丘里水幕凈化方法

 

一個(gè)完整的文丘里水幕噴漆凈化室由室體、送風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、水封系統(tǒng)和供電系統(tǒng)組成。處理過程主要利用文丘里效應(yīng)的氣相負(fù)壓，氣流在文丘里喉管處急劇加速，通過風(fēng)口的均勻水流被充分霧化，霧化后的水蒸氣用于捕集廢氣中的漆霧；含有噴漆的水渣在離心分離器中與氣流分離，達(dá)到凈化效果。文丘里水幕凈化能有效提高漆霧的收集效率，降低設(shè)備能耗，但對(duì)噴漆室懸浮的漆霧處理效果不***，漆霧容易附著在噴漆室的墻壁上。

 

2.1.4水旋轉(zhuǎn)凈化方法

 

水旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)一般由腔體、照明系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、水箱和消防系統(tǒng)組成?；驹硎抢盟粚?duì)噴漆廢氣進(jìn)行預(yù)凈化，然后導(dǎo)入水旋器，水在旋器內(nèi)被高速氣流的沖擊力卷起，從而達(dá)到捕捉漆霧的目的。

 

該凈化裝置存在的問題是:相鄰各旋水器的氣流相互干擾，氣流利用率低，使得旋水器的霧化效果不均勻；噴漆室底部的漆泥不易清除，維護(hù)和清洗困難。

 

雖然不同的濕處理方法在性能、效率和維護(hù)上有一定的差異，如表3所示，但去除漆霧的整體效率較高。其缺點(diǎn)是漆霧粘附在室壁、管道和水箱上，長期使用容易形成***漆球堵塞管道，因此需要使用化學(xué)絮凝劑處理漆霧廢水。因此，開發(fā)一種成本低、效果***的漆霧絮凝劑是噴漆處理行業(yè)的重要課題。

 

2.2干法凈化方法

 

干式凈化法是將噴漆廢氣放入過濾器中，利用過濾層阻擋噴漆廢氣中的漆霧和顆粒。通常使用玻璃纖維棉和礦渣作為過濾材料。理論上，***部分漆霧可以通過過濾去除，少量揮發(fā)性有機(jī)化合物可以被吸附。該方法無二次污染，無廢水；缺點(diǎn)是過濾不充分，對(duì)設(shè)備污染嚴(yán)重，容易堵塞。從表5可以看出，與濕法凈化方法相比，干法凈化方法在性能上不穩(wěn)定。然而，由于濕法凈化排放的含噴漆廢水在美***已被視為危險(xiǎn)廢物，企業(yè)開始放棄濕法凈化方法，改用無廢水排放的干法凈化方法。

 

3、有機(jī)廢氣的凈化處理

 

去除漆霧后的噴霧尾氣主要含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，其處理技術(shù)包括傳統(tǒng)凈化技術(shù)、新型凈化技術(shù)和復(fù)合凈化技術(shù)。傳統(tǒng)的凈化技術(shù)，包括吸附、吸收、燃燒和冷凝，目前得到了廣泛的應(yīng)用，而新的凈化技術(shù)，如膜分離、光催化、生物方法和等離子體凈化，近年來也得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。近年來，一些研究人員結(jié)合這些凈化技術(shù)的***勢，創(chuàng)新了復(fù)合凈化處理技術(shù)，并不斷對(duì)復(fù)合處理效果和凈化技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐和探索。

 

3.1傳統(tǒng)凈化技術(shù)

 

3.1.1吸附方法

 

吸附法是將有機(jī)廢氣通過裝有吸附劑的填充床，吸附有機(jī)物，減少空氣污染。關(guān)鍵在于所選吸附劑的性能。高性能吸附劑應(yīng)具有吸附容量***、吸附孔徑均勻、易于再生的***點(diǎn)。

 

常見的工業(yè)吸附劑主要有活性炭、活性炭纖維、焦粉、分子篩沸石等?；钚蕴恳蚱渲旅艿奈⒖捉Y(jié)構(gòu)、較***的內(nèi)表面積、******的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，適用于吸附和凈化噴漆廢氣中的VOCs，但濕度***于60%的廢氣吸附效果會(huì)顯著降低；如果沒有再生裝置，活性炭的更換增加了運(yùn)行成本；如果用熱空氣進(jìn)行再生，很容易引起火災(zāi)。與活性炭相比，分子篩具有耐高溫、不燃、疏水性強(qiáng)等***點(diǎn)。它可以用熱空氣再生，對(duì)濕度不高于90%的廢氣也有很***的吸附效果。

 

目前工業(yè)上常用的吸附工藝有固定床、移動(dòng)床、流化床和轉(zhuǎn)輪吸附裝置。目前，轉(zhuǎn)輪吸附凈化技術(shù)已在歐美、日本等發(fā)達(dá)***家得到廣泛應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)的主體是一個(gè)裝有吸附劑的轉(zhuǎn)輪，根據(jù)處理效果的不同分為吸附、解吸和冷卻三個(gè)部分。將含有VOCs的噴漆廢氣引入吸附區(qū)，并在吸附區(qū)與吸附劑充分接觸。當(dāng)吸附劑轉(zhuǎn)移到脫附區(qū)與高溫蒸汽或熱空氣接觸時(shí)，VOCs隨氣流脫附流出，吸附劑再生；再生后的吸附劑轉(zhuǎn)移到冷卻區(qū)降溫，為下一次吸附做準(zhǔn)備。