涂装废气的处理方法

涂装废气的处理方法

 

1.涂料废气处理概述

 

涂料废气主要是涂料中含有的有机溶剂和涂料在喷涂和干燥过程中的分解产物，统称为挥发性有机化合物(VOCs)。主要成分为苯、甲苯、二甲苯，对人体健康和生活环境有害，有异味。长期吸入低浓度有机废气，会引起咳嗽、胸闷、哮喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病，被公认为强致癌物。

 

涂装是指在金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，是产品表面保护和装饰的基本技术手段。涂装工艺可以简单概括为:预处理→喷涂→干燥或固化。预处理一般包括脱脂、除锈和钝化(磷化)工艺。根据不同的涂层和防腐要求，应根据工件原材料的情况选择除油、除锈、磷化等处理方法。在预处理除锈工艺中，也根据不同行业不同部门的要求选择喷砂、抛丸或研磨工艺。

 

根据涂料生产工艺，涂料废气主要来自预处理、喷涂和干燥过程，排放的污染物主要包括预处理过程中产生的粉尘或酸雾，涂装过程中产生的漆雾和有机溶剂，以及干燥和挥发过程中产生的有机溶剂。漆雾主要来源于空气喷涂作业中溶剂漆的散落部分，其成分与所用油漆一致。有机溶剂主要来源于涂料使用过程中的溶剂和稀释剂，多为挥发性排放物，主要污染物为二甲苯、苯、甲苯等。涂装过程中排放的有害废气主要集中在涂装生产线上，其中喷漆室、烘干室和烘干室是废气的主要来源。

 

2.涂装废气的处理方法

 

喷漆产生的废气可以通过适当的方法进行净化。净化处理有两种方式，一种是回收废气中的有机溶剂，另一种是将废气中的有机溶剂分解成CO2和H2O。

 

2.1有机溶剂的回收

 

涂装过程中产生的漆雾和挥发性有机溶剂，可回收利用的主要是有机溶剂。回收方法有活性炭吸附法、液体吸收法和冷凝法。

 

(1)活性炭吸附法。主要是由于活性炭的***比表面积(500-1200m2/g)和***异的吸附性能，有机溶剂蒸气被吸附在其表面。吸附介质加热干燥时，被吸附的气体被分解，冷却成液态，然后分离，达到溶剂回收的目的。

 

在活性炭吸附法中，应设置过滤器和冷却器进行预处理，去除废气中的漆雾，将废气降至合适的温度，以确保活性炭不会因废气温度过高而堵塞和燃烧。由于活性炭吸附有机溶剂后吸附容量会逐渐降低，为了保证吸附效率，需要脱附来恢复活性炭的活性。常用的活性炭再生方法是蒸汽脱附，脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体，然后进入分离器将溶剂与水分离，达到回收溶剂的目的，而分离出的水需要经过处理后才能排放。目前，活性炭吸附法有了新的发展，即活性炭纤维取代了常用的颗粒或柱状活性炭，其使用寿命比普通颗粒活性炭长3-4倍。我***采用活性炭纤维(ACF)作为吸附介质回收有机溶剂。回收的溶剂有两种利用方式:再分馏或燃烧产生热量。前者视企业自身情况而定，可自行增加设备、分馏利用或委托溶剂生产厂家分馏利用。

 

在后者中，需要在设备中增加催化燃烧室和热空气循环系统，以在高温下催化燃烧从活性炭纤维脱附的有机溶剂，并为设备的操作提供能量，因此不需要通过蒸汽脱附有机溶剂，并且不需要在溶剂回收过程中处理分离的水。

 

目前的新发展是使用活性炭纤维布(ACFC)作为吸附介质，通过通电加热脱附回收有机溶剂。

 

该方法具有以下***点:有机溶剂在固相和液相之间的传质速度快，比颗粒活性炭快2-20倍；ACFC使用寿命长；ACFC可以快速加热，无需水蒸气脱附，因此易于操作和维护。脱附后的有机溶剂无需除水即可直接使用，不存在废水处理问题。

 

(2)液体吸收法利用液体作为吸收剂，使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的目的。液体吸收法的关键是吸收剂的选择。水溶性涂料的废气处理一般采用水作为吸收剂，涂料生产的干燥过程中采用柴油吸收有机溶剂的废气。水作为吸收剂，有废水处理的问题。柴油作为吸收剂，由于其挥发性和易燃性，存在二次污染和安全风险，再生和处理也存在一些问题。因此，液体吸收法没有得到广泛应用。

 

(3)冷凝法是采用低温将有机成分冷却到露点以下，然后液化回收。适用于处理高浓度废气，***别是含有纯有害物质成分的废气。可作为燃烧和吸附净化的预处理。它可以处理含有***量水蒸气的高温废气。该方法所需的设备和操作条件相对简单，回收产品纯度高。然而，废气的净化程度受到冷凝温度的限制，冷凝温度要求高净化程度，或者在处理低浓度废气时将废气冷却到非常低的温度是不经济的。

 

2.2有机溶剂分解法

 

有机溶剂分解方法包括燃烧法、光氧催化法、等离子体法、生物法和uv光解法。

 

(1)燃烧法

 

燃烧包括直接燃烧和催化燃烧，这两种燃烧在***外已经比较成熟，应用也比较广泛。适用于处理高浓度、小风量的VOCs，对整个工艺的安全性和气密性要求较高。在处理***风量、低浓度的VOCs时，需要有相关的浓缩技术进行预处理。

 

工作原理:高温燃烧是指废气中的有机成分在高温下燃烧，产生二氧化碳和水。在催化燃烧中，借助催化剂，降低了反应所需的温度，废气可以在室温下燃烧生成二氧化碳和水。

 

(2)光氧化催化

 

光催化氧化技术是利用***殊的紫外波段来破坏废气分子，使其分子链断裂。同时，通过分解空气中的水和氧气，它们变成高活性的臭氧或游离羟基，从而氧化废气分子，产生水和二氧化碳。添加催化剂可以提高反应速率和废气处理效率，从而达到废气净化的目的。

 

(3)等离子体法

 

等离子体催化应用广泛，净化效率高，***别是对于化工、医药等行业中难以用其他方法处理的多组分恶臭气体。但是一次性投入巨***，存在一定的安全风险。

 

有机废气经等离子体激发、解离、活化，然后活化后的废气通过高能射线与废气中的氧气在稀有金属氧化物表面发生催化氧化反应，转化为二氧化碳和水。

 

(4)生物学方法

 

生物有机废气的发展源于污水的生物处理，生物膜法是处理***风量低浓度有机废气的前沿。微生物固定附着在多孔介质填料表面，污染空气在填料床层中进行生物处理，使其中的污染物在空隙中被去除和降解；挥发性有机化合物等污染物吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物消耗，降解为CO2、H2O和中性盐。目前有机废气的生物处理主要有生物滤池和生物滤池，***外已用于甲苯、二氯甲烷、硫化氢、二硫化碳等废气的处理。采用生物法处理有机废气运行成本低，处理效果稳定，但处理效率较低，一般为60-85%。针对不同的废气产生情况，可以采用不同的处理方法。

 

(5)uv光解

 

uv光解利用uv光解净化设备发射的***殊高能紫外光束照射恶臭气体，裂解H2S、硫化物、VOC、苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物的分子链在高能紫外光束照射下降解为CO2、H2O等低分子化合物。恶臭气体中细菌的分子键被高能紫外光束裂解，细菌的核酸(DNA)被破坏，然后被臭氧进行氧化反应，从而完全达到除臭杀菌的目的。

 

***点:高效除臭，除臭效率可达95%以上；适应性强，适用于中低浓度、***气量及不同恶臭气体物质的除臭净化处理；产品性能稳定，运行稳定可靠，可24小时连续工作；运行成本低，设备能耗低，没有专人管理维护，只有定期检查。

 

uv光解净化设备投资少、处理风量***、处理浓度高、运行成本低、操作管理简单、除臭效率高、无二次污染，使其在有机废气处理中高效、节能、环保，已被许多环保公司***先采用来净化工业废气。