淺析廢氣處理技術(shù)在涂裝中的應(yīng)用

 

鑒于日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，涂裝廢氣的末端處理越來(lái)越清晰。工程機(jī)械涂裝生產(chǎn)線的廢氣主要來(lái)自調(diào)漆室、噴漆室、找平室、烘干室和污水處理室的廢氣。這些廢氣的濃度一般都在排放限值之內(nèi)。為了滿足標(biāo)準(zhǔn)中的排放率要求，高空排放是許多工程機(jī)械制造商采用的常見(jiàn)方法。雖然目前可以滿足環(huán)保排放的要求，但高空排放本質(zhì)上是廢氣未經(jīng)任何處理直接排放，對(duì)***氣環(huán)境有害。

 

1、廢氣處理工藝的比較

 

因?yàn)閺U氣種類(lèi)多，處理方法也不同。***內(nèi)常用的有冷凝法、吸收法、燃燒法、催化法、吸附法等，生物法、低溫等離子法等。是近年來(lái)***外開(kāi)發(fā)的新技術(shù)和新工藝。以下是每個(gè)過(guò)程的簡(jiǎn)要對(duì)比介紹。

 

1.1冷凝回收方法

 

這種方法對(duì)廢氣中的有機(jī)物濃度要求很高，一般是幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)ppm。該方法不適用于低濃度有機(jī)廢氣。它的基本原理是，從涂布線排出的廢氣由冷凝器冷凝，然后冷凝的冷凝物被分離，以分離可回收和有價(jià)值的有機(jī)物。

 

1.2吸收法

 

化學(xué)吸收和物理吸收是兩種形式的吸收方法，但很少使用化學(xué)吸收，因?yàn)榛瘜W(xué)吸收不能用于***多數(shù)廢氣。物理吸收主要用于中高濃度廢氣。其原理是廢氣被物質(zhì)資源吸收后排入***氣。當(dāng)物理吸收的吸收液飽和時(shí)，經(jīng)分析或精餾后可重復(fù)使用。這種方法的二次污染難以解決，凈化效果不理想。

 

1.3直接燃燒法

 

直接燃燒法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，更適合高濃度廢氣的處理。其原理是將收集的廢氣混合物用燃料加熱，加熱到700~800℃，停留0.3~0.5s，可燃有害物質(zhì)在高溫下可分解為無(wú)害物質(zhì)。

 

1.4催化燃燒法

 

該方法將廢氣加熱到200 ~ 300℃，在催化床中催化燃燒，轉(zhuǎn)化為無(wú)害無(wú)味的二氧化碳和水，達(dá)到凈化的目的。該方法適用于高溫、中高濃度有機(jī)廢氣的處理，在***內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，效果******。該方法是處理有機(jī)廢氣的有效方法之一，但對(duì)于低濃度、***風(fēng)量的有機(jī)廢氣處理，存在設(shè)備投資***、運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)。

 

1.5吸附法

 

1)直接活性炭吸附法

 

該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少。涂裝線排出的有機(jī)廢氣用活性炭吸附，吸附率達(dá)90%以上。這種方法活性炭達(dá)到飽和后無(wú)法再生，需要定期更換，以保證凈化效果。更換會(huì)導(dǎo)致裝卸運(yùn)輸過(guò)程中的二次污染。活性炭成本比較高，飽和的活性炭需要經(jīng)過(guò)專門(mén)的處理機(jī)構(gòu)處理，所以其直接活性炭吸附的運(yùn)行成本相當(dāng)高。

 

2)吸附-回收法

 

該方法利用過(guò)熱蒸汽反沖洗吸附飽和吸附劑進(jìn)行脫附再生，蒸汽與脫附的有機(jī)氣體冷凝分離回收有機(jī)液體。這種方法凈化效率高，但需要必要的蒸汽量。此外，有機(jī)溶劑和水的分離不徹底，所得混合液質(zhì)量低，成分復(fù)雜，因此這些有機(jī)液體不能直接用于生產(chǎn)，應(yīng)經(jīng)過(guò)蒸餾、精餾、萃取等多道工序處理。

 

3)新的吸附-催化燃燒方法

 

該方法主要解決低濃度、***風(fēng)量廢氣的處理，結(jié)合了吸附法和催化燃燒法的***點(diǎn)。其基本原理是:鍍膜線低濃度廢氣被新活性炭吸附，飽和后用熱空氣加熱，有機(jī)廢氣從活性炭上脫附。此時(shí)廢氣由低濃度變?yōu)楦邼舛?，然后這些高濃度廢氣被送到催化燃燒床燃燒。該方法正在被推廣和認(rèn)可，是一種實(shí)用有效的廢氣處理方法。

 

1.6低溫等離子體技術(shù)

 

低溫等離子體技術(shù)更適合處理低濃度、小分子廢氣，是繼固、液、氣之后的***四種狀態(tài)。當(dāng)電壓加到氣體的燃點(diǎn)時(shí)，氣體分解，產(chǎn)生新的混合物。之所以成為低溫等離子體，是因?yàn)殡m然放電過(guò)程中電子的溫度很高，但是重粒子的溫度很低，使得整個(gè)系統(tǒng)處于低溫狀態(tài)。

 

其原理是利用高能電子、自由基等這些活性粒子與廢氣相互作用，使廢氣中的污染物分子發(fā)生分解等一系列反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到分解污染物的目的。

 

1.7光催化技術(shù)

 

光催化技術(shù)是適用于低濃度廢氣的處理方法之一。它以二氧化鈦為催化劑，反應(yīng)條件溫和，光解速度快。光催化產(chǎn)品:CO2，H2O或其他，它有廣泛的應(yīng)用，包括醛，酮，氨和其他有機(jī)廢氣，可以通過(guò)二氧化鈦光催化去除。主要機(jī)理是催化劑吸收光子，與表面的水反應(yīng)產(chǎn)生主要活性物質(zhì)，在光催化氧化中起決定性作用。它還產(chǎn)生活性氧(氧，過(guò)氧化氫)[3]。

 

2、推薦流程

 

以山推公司推土機(jī)事業(yè)部涂裝生產(chǎn)線的廢氣為研究對(duì)象，廢氣處理來(lái)源為噴涂過(guò)程中的廢氣由液態(tài)漆霧和氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)化合物組成。漆霧顆粒小，粘性***，容易粘附在材料表面，因此在凈化有機(jī)廢氣前必須去除漆霧；***多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)化合物不溶于水。排放不連續(xù):主要集中在噴霧運(yùn)行期，不運(yùn)行時(shí)廢氣濃度很低。

 

本次處理的廢氣具有風(fēng)量***、有機(jī)物濃度低、漆霧粘稠、顆粒粉塵多等***點(diǎn)。結(jié)合同行業(yè)的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用“組合過(guò)濾器+活性炭吸附+脫附催化燃燒再生”工藝處理有機(jī)廢氣，利用催化燃燒反應(yīng)的熱能脫附吸附活性炭中的有機(jī)溶劑。

 

3、工作原理

 

本著安全、節(jié)能、方便、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則，應(yīng)防止廢氣中含有少量粉塵顆粒。***先，有機(jī)廢氣通過(guò)組合干式過(guò)濾器，去除廢氣中的漆霧粉塵和顆粒，防止活性炭微孔堵塞，延長(zhǎng)活性炭的使用壽命。然后，將符合吸附條件的有機(jī)廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化，凈化后的清潔氣體通過(guò)主抽風(fēng)機(jī)排入***氣。吸附裝置配有一套備用吸附箱，活性炭吸附飽和后，通過(guò)控制閥切換到催化燃燒脫附狀態(tài)；脫附再生系統(tǒng)采用在線脫附再生，即吸附過(guò)程為連續(xù)處理過(guò)程，在備用吸附裝置投入使用的同時(shí)，飽和吸附箱進(jìn)行脫附工作，脫附后的活性炭箱為下一個(gè)循環(huán)做***準(zhǔn)備。

 

4、技術(shù)***征

 

1)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了凈化和脫附過(guò)程的自動(dòng)化。與回收有機(jī)廢氣凈化裝置相比，不需要配備壓縮空氣等附加能源，運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染，設(shè)備投資和運(yùn)行成本低；

 

2)采用***殊成型的蜂窩狀活性炭作為吸附材料，由于其比重是條狀活性炭纖維的8-10倍，再生前對(duì)有機(jī)溶劑的吸附可達(dá)到活性炭總重量的25%，具有使用壽命長(zhǎng)、吸附系統(tǒng)運(yùn)行阻力低、凈化效率高等***點(diǎn)；

 

3)設(shè)備占地面積小，重量輕，吸附床的濾料采用堆疊結(jié)構(gòu)，便于填充，易于更換；

 

4)***質(zhì)貴金屬鈀和鉑作為催化劑負(fù)載在蜂窩陶瓷上，使用壽命長(zhǎng)，分解溫度低，脫附預(yù)熱時(shí)間短，能耗低；催化燃燒率達(dá)到97%以上；

 

5)采用可編程控制器控制系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行和操作過(guò)程自動(dòng)化，操作過(guò)程安全、穩(wěn)定、可靠；

 

6)活性炭吸附床前過(guò)濾小顆粒，凈化效率高，保證了吸附裝置的使用壽命。

 

5、工藝流程

 

該裝置的工藝流程為預(yù)處理(過(guò)濾)-吸附濃縮-脫附-催化燃燒

 

該系統(tǒng)由7個(gè)活性炭吸附器(6個(gè)吸附和1個(gè)脫附)和1個(gè)催化燃燒床組成。每條生產(chǎn)線的所有排氣管組合連接到凈化設(shè)備上，每條支管都裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，按比例調(diào)節(jié)風(fēng)量；在吸附凈化裝置和廢氣入口之間安裝一套預(yù)處理設(shè)備，去除廢氣中的UV漆霧，避免活性炭微孔堵塞，然后送到活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化。當(dāng)任一活性炭吸附器接近飽和時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備用活性炭吸附器(此時(shí)，飽和的活性炭吸附器停止吸附操作)，然后飽和的活性炭吸附器被熱氣流脫附，有機(jī)物從活性炭中脫附出來(lái)。在脫附過(guò)程中，有機(jī)廢氣得到了濃縮，濃度提高了數(shù)倍，達(dá)到2000mg/m3以上。濃縮后的廢氣送至催化燃燒裝置，***后分解成CO2和H2O排放。

 

脫附、脫附后，活性炭吸附器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)其他活性炭吸附器接近飽和時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換回來(lái)，同時(shí)飽和的活性炭吸附器會(huì)被脫附和脫附，從而循環(huán)。***后，凈化后的清潔氣體通過(guò)主抽風(fēng)機(jī)排入***氣。

 

6、結(jié)論

 

鑒于日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，揮發(fā)性有機(jī)化合物的***終處理變得越來(lái)越明確。除了使用水性、高固含量、粉末噴涂等低VOCs含量的涂料，或者使用機(jī)器人噴涂技術(shù)、靜電噴涂技術(shù)等先進(jìn)的噴涂技術(shù)。還有廢氣處理技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)閺U氣處理技術(shù)種類(lèi)繁多，沒(méi)有詳細(xì)介紹。本文對(duì)***內(nèi)常見(jiàn)的廢氣處理技術(shù)和***外新興的廢氣處理技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)初步接觸有一定的指導(dǎo)意義。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，詳細(xì)介紹了“組合過(guò)濾器+活性炭吸附+脫附催化+燃燒再生”的成熟應(yīng)用。