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工业涂装车间有机废气办理技能研究

  
工业涂装车间有机废气办理技能研究
 
导读:工业涂装车间是工业产品制造业污染的首要来历,轿车制造业涂装出产过程中的能耗占轿车出产总能耗的70%左右,一起涂装车间出产过程中发作的三废也占到轿车出产过程中的85%以上,这里边包括VOC(蒸发性有机化合物)等。
工业涂装车间是工业产品制造业污染的首要来历,轿车制造业涂装出产过程中的能耗占轿车出产总能耗的70%左右,一起涂装车间出产过程中发作的三废也占到轿车出产过程中的85%以上,这里边包括VOC(蒸发性有机化合物)等。这些物质若不进行必要的无害化处理,而任意排放,将必定对环境带来严峻的污染。在涂装的三废中以VOC的排量很大,很难处理,对环境的污染很严峻,越来越遭到人们的注重。近年来伴跟着国家及地方性法规的不断晋级,各个科研机构及企业针对涂装职业的VOC办理计划也在不断的进步与完善,经过废气处理设备及工艺的提升,废气处理效果取得了长足的开展,使得VOC对环境的损害在逐渐减少。
 
工业涂装车间有机废气办理技能研究
 
一、涂装有机废气的来历
现在,轿车涂装所用的涂料首要由树脂、助剂、颜填料、溶剂组成,其中成膜物质首要包括树脂、颜填料,溶剂首要起稀释、混合、分散树脂、颜填料的效果,使树脂与颜填料充沛混合、不凝集,下降沉降速率。现在轿车涂料所运用溶剂的首要成份为苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。涂料在喷涂、蒸发、烘干过程中溶剂、助剂会逐渐蒸发出来,构成有机废气(VOC)。在轿车涂装过程中发作的有机废气首要有喷漆废气和烘干废气,跟着涂料的品种及涂装办法的不同,蒸发到空气中的溶剂占涂料总用量的20%~80%。经过对轿车涂装出产车间进行检测发现,在涂装车间内可检测出15种有机物。这些有机废气排放到大气中,在必定条件下经过光化学反应,对臭氧层造成严峻破坏,影响大气质量,一起若长时间在含有高浓起伏有机废气环境中作业,会损害人的中枢神经体系严峻影响作业人员的健康。
 
二、有机废气现在的首要处理办法
近几年,从国家到地方,均越来越注重环境污染问题,各个地方在按照国家规范的基础上均不同程度的公布了针对涂装职业的蒸发性有机物排放操控规范,在规范内部对VOC高允许排放浓度及排放总量均作出严厉要求。经过规范的严厉施行,促使相关企业对环保设备进行改造及技能晋级,并促使职业的技能进步。现在涂装职业针对有机废气处理比较常用的处理办法有以下几种。
 
2.1活性炭吸附
 
活性炭吸附首要针对喷漆废气,利用活性炭比外表积(500~1700m?/g)大,孔隙兴旺、外表官能团丰厚和活性高、具有优异的吸附功用等特色,可以将有机溶剂蒸汽分子吸附在其外表,然后到达下降有机废气浓度的意图,是废气办理中运用很广泛的办法。
 
现在,在常用的活性炭吸附设备中一般会设置过滤器和冷却器,对废气进行预处理,然后除去有机废气中的漆雾和水份,并将废气下降至恰当的温度,以保证活性炭不被阻塞,保证设备的安全性。预处理后的有机废气经过活性炭吸附床,废气中的有机物分子会填充在活性炭外表的的孔穴中被吸附在外表,从到达有机废气分离的意图,完成净化效果。因为活性炭吸附属于物理去除法,活性炭的吸附功率会跟着吸附量的增加进行衰减,当吸附饱满之后,活性炭的孔隙会被有机分子阻塞,然后丧失吸附效果,这时就需要对活性炭进行替换或者脱附处理,使之从头具备吸附效果。经检测,现在常用的活性炭的高吸附功率为87%,经活性炭吸附后,有机废气的浓度可下降30%~50%。此办法具有设备简略、出资小、处理量大等优点,适合运用在喷涂量较小,浓度低,有机废气成分较为简略的喷涂环境中。
 
2.2UV光解
 
UV光解又称光氧催化氧化法,空气中的氧分子吸收UV紫外线光束所携带的高能量离子后,将氧分子分化成为游离态氧(即痒离子),因游离态氧及其不稳定,很荣翻译与氧分子结合后发作臭氧。有机废气中的苯类化合物在高能紫外线光束照射下,苯环分子中的C=C,C-H健在吸收能量后断裂,与臭氧发作行反应,生成低分子化合物,如CO2、H2O等,然后到达下降有机废气浓度的意图。UV光解废气处理办法具有出资费用低、适用范围广、净化功率高、操作简略、设备运转稳定、运转费用低一级特色,首要运用在废气排放量较低、浓度较低的场合(如轿车补漆间)。
 
2.3低温等离子设备
 
低温等离子设备是利用等离子体内部发作富含极高化学活性的特色,运用高压放电设备在放电时发作高能电子和离子,将空气中的氧分子进行分离,氧分子吸收能量后发作游离态的氧离子。有机废气中的苯,甲苯与游离氧基团发作反应,而后转化为CO2和H2O等物质,然后到达净化废气的意图。此种办法具有适用范围广,净化功率高,设备占地面积小的特色,适用于其他办法较难处理的有机废气体;但因为选用高压放电设备,在含水、含尘、有机废气浓度较高的密闭空间易发作爆炸,因而约束了其运用。
 
2.4吸附浓缩+催化焚烧法
 
“吸附+催化焚烧法”作为有机废气的处理办法分为吸附、脱赞同催化焚烧三部分。有机废气经过吸附、脱附处理后,提高了浓度,通常会到到达1000mg/m?以上,然后在催化剂的效果下,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等物质,然后到达净化空气的意图。有机废气首先经过吸附床,使有机废气中的有害物质被吸附床吸附,吸附净化后的洁净空气高空排放。当吸附床到达饱满后,选用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脱离出来,一起使吸附床从头具有活性继续进行再次吸附处理。被脱附出来的高浓度有机废气在热交换器的效果下预热到200~400℃,后经过风机将其送入焚烧室,在催化剂床的效果下有机废气分子和混合气体中的氧分子催化分化,在催化剂的外表敏捷分化成CO2和H2O,并放出很多的热,然后到达净化有机废气的意图。此种办法适用于涂料、橡胶、塑料、树脂加工等大风量,低浓度职业,能满足地方环保法规要求。
 
2.5沸石转轮浓缩加焚烧
 
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沸石转轮浓缩加焚烧首要分为沸石浓缩和RTO焚烧两部分,首先是经过沸石转轮吸附大风量喷漆室废气中的低浓度VOC,然后选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,然后经过引风机将脱附后的高浓度有机蒸汽送到RTO,有机蒸汽中的苯系物、烷烃类分子在RTO内被高温氧化成CO2和H2O,到达净化有机蒸汽的意图。
 
2.5.1沸石转轮
 
沸石转轮浓缩吸附是利用沸石分子具有晶体、多孔的结构特征,将有机废气分子和空气分子选择性吸附后到达进化空气的意图。沸石分子外表为固体骨架,各个孔穴之间由孔道相互连接,气体分子可由孔道穿过,因为孔穴的结晶特性,使得分子筛的孔道分布均匀,孔径巨细较为均一。气体分子经过孔道时,会根据晶体内部孔径的巨细对分子进行选择性吸附,较大的分子被吸附在晶体外表,小分子经过孔道成为洁净空气,因而沸石转轮也被称为“分子筛”。沸石“分子筛”具有很大的比外表积,这些外表积首要在晶穴内部,外外表积仅占总外表积的1%左右,因而具有极强的吸附功用,可以有用的吸附烃类和烷烃类等较小的极性较强的VOC类有机物分子。沸石转轮分为吸附区、脱附区和冷却区,大风量低浓度的有机蒸汽经过吸附区后,有机分子被吸附在分子筛的外表,当吸附到必定程度之后,用小风量的高温气体进行反向吹扫,将有机分子从分子筛中脱离出来,一起用部分低浓度的有机蒸汽对分子筛进行降温,经过以上步骤将有机蒸汽浓缩、分离,将大风量低浓度的有机蒸汽转变为高浓度、低风量的废气。沸石转轮具有如下特色:结构紧凑、体积小;单位体积吸附量大,体系总处理风量大;蜂窝结构空气阻力小、体系压力损失低,结构强度高、运用寿命长,能完成吸附,脱附的接连处理,习惯大风量,接连作业场所。
 
2.5.2废气焚烧设备(RTO)
 
废气焚烧炉,是利用辅佐燃料体系,把可燃的有害气体的温度提高到反应温度,然后使有害气体分子发作氧化分化,到达气体净化意图的设备。废气焚烧炉按热量收回办法的不同分直燃式废气焚烧炉(TNV)和蓄热式废气焚烧炉(RTO),从节约能源的视点考虑,多选用蓄热式废气焚烧炉。
 
蓄热式废气焚烧炉有旋转式和塔式之分,旋转式RTO主体结构由焚烧室、陶瓷填料床和旋转阀等组成,整个焚烧室被分红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套带有驱动设备的旋转阀门调理气流方向。来自出产过程中或沸石转轮浓缩后的有机废气经过进气区热陶瓷前言床后被加热,到到达炉膛后焚烧分化为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,一起高温气体将另五个排气区热交换前言床加热,使陶瓷蓄热体及炉膛维持在750℃。在旋转切换阀的效果下,陶瓷前言床的各个区循环切换,以到达接连运转的意图。
 
塔式RTO分为两塔式和三塔式,三塔式RTO选用三个独立的焚烧室,低温有机废气在引风机的效果下进入蓄热室1的陶瓷介质层,陶瓷开释热量后温度下降,而有机废气吸收热量后升至较高温度,之后进入焚烧室,在焚烧室中被高温分化,被分化净化后的高温气体离开焚烧室,进入蓄热室2,开释热量温度下降后排放,蓄热室2的陶瓷在吸收高温洁净气体开释的热量后,将热量储存起来将用于下个循环低温有机废气加热运用,蓄热室3在这个循环中履行吹扫功用。以上作业完成后,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,再下个循环则是蓄热室3进气,蓄热室1出气,蓄热室2吹扫,如此不断地交替进行,各个蓄热室独立运转。经过直接焚烧办法将废气加热升温至750~850℃,使其中的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、焚烧处理后,有机废气中的苯系物、烷烃类有机物去除率可到达99%以上,废气排放符合国家及地方环保规范,热交换功率可到达95%以上,是现在涂装职业理想的废气处理办法。
 
三、减少有机废气的计划
跟着近几年国家及各个地方对环境问题的从头认识,各个职业对蒸发性有机物排放的关注上升到了新的高度,各个地方公布新的地方规范,进一步操控VOC的排放,然后促使涂装职业从资料及施工工艺方面进行的技能变革。
 
3.1新资料的运用
 
因为涂装职业的VOC来自于涂料,选用低蒸发性涂料可有用的下降VOC的排放量,近几年各个涂装供应商经过技能晋级,逐渐开发了高固含涂料(施工固体份在60%左右),将溶剂的运用量下降30%,VOC的排放量可下降35%-40%,现在已得以现场运用,此种办法是节能减排的有用的办法。
 
为了习惯排放规范的不断晋级各个涂料供应商也在活跃开发水性涂料,用水替代有机溶剂,VOC的排放浓度可下降至20mg/m?以内,现在涂料职业几家实力较强的制造商PPG、巴斯夫等已成功开发出了水性涂料,并已在轿车涂装厂成功运用,获得了较好的效果[3]。一起针对涂装车间内部所运用的焊缝胶、车底涂料、防锈蜡等资料,各个职业也在活跃进行低排放研究,用无害化的水代替传统资料中运用的DOP等有机溶剂,经过全过程的减排,完成真意义上的绿色涂装。
 
3.2新工艺
 
在经过资料下降VOC排放的一起,各个涂装厂也在活跃的经过工艺提升下降VOC排放量,经过喷涂办法的变革,将传统的手工喷涂改为机器人静电喷涂,一起经过开门、开盖机器人的运用,完成整车机器人全自动喷涂,将油漆利用率提高由40%提高到75%-80%,有用的下降单台油漆运用量,以完成VOC减排60%以上。
 
在喷涂工艺上,将传统的3C2B逐渐过渡到3C1B,再到水性漆的B1B2,经过水性漆B1B2工艺的施行,涂料用量节约约20%,设备运转能耗下降约20%,VOC排放下降15%。
 
四、结语
近年来,各个职业经过不断的尽力,无论是喷涂资料、工艺,仍是废气办理设备均取得了长足的开展,对节能减排做出了突出的贡献。涂装车间作为有机废气的重要的发作单元,越来越遭到职业的注重,所以在节能减排的道路上,作为涂装工艺技能人员应该发掘各方面的潜力从资料、工艺技能、设备、现场办理等各个方面下手,下降污染物的排放量,尽力营造绿色车间。一起工厂在设计之初,就应该充沛考虑环保办法,按照绿色工厂的规范进行设计、建造,以谋福子孙。

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