淺析廢氣處理技術在涂裝中的應用

 

鑒于日益嚴格的環保要求，涂裝廢氣的末端處理越來越清晰。工程機械涂裝生產線的廢氣主要來自調漆室、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。為了滿足標準中的排放率要求，高空排放是許多工程機械制造商采用的常見方法。雖然目前可以滿足環保排放的要求，但高空排放本質上是廢氣未經任何處理直接排放，對***氣環境有害。

 

1、廢氣處理工藝的比較

 

因為廢氣種類多，處理方法也不同。***內常用的有冷凝法、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***外開發的新技術和新工藝。以下是每個過程的簡要對比介紹。

 

1.1冷凝回收方法

 

這種方法對廢氣中的有機物濃度要求很高，一般是幾萬甚至幾十萬ppm。該方法不適用于低濃度有機廢氣。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值的有機物。

 

1.2吸收法

 

化學吸收和物理吸收是兩種形式的吸收方法，但很少使用化學吸收，因為化學吸收不能用于***多數廢氣。物理吸收主要用于中高濃度廢氣。其原理是廢氣被物質資源吸收后排入***氣。當物理吸收的吸收液飽和時，經分析或精餾后可重復使用。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簡單，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，可燃有害物質在高溫下可分解為無害物質。

 

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，轉化為無害無味的二氧化碳和水，達到凈化的目的。該方法適用于高溫、中高濃度有機廢氣的處理，在***內外得到了廣泛應用，效果******。該方法是處理有機廢氣的有效方法之一，但對于低濃度、***風量的有機廢氣處理，存在設備投資***、運行成本高的缺點。

 

1.5吸附法

 

1)直接活性炭吸附法

 

該方法設備簡單，投資少。涂裝線排出的有機廢氣用活性炭吸附，吸附率達90%以上。這種方法活性炭達到飽和后無法再生，需要定期更換，以保證凈化效果。更換會導致裝卸運輸過程中的二次污染。活性炭成本比較高，飽和的活性炭需要經過專門的處理機構處理，所以其直接活性炭吸附的運行成本相當高。

 

2)吸附-回收法

 

該方法利用過熱蒸汽反沖洗吸附飽和吸附劑進行脫附再生，蒸汽與脫附的有機氣體冷凝分離回收有機液體。這種方法凈化效率高，但需要必要的蒸汽量。此外，有機溶劑和水的分離不徹底，所得混合液質量低，成分復雜，因此這些有機液體不能直接用于生產，應經過蒸餾、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、***風量廢氣的處理，結合了吸附法和催化燃燒法的***點。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，有機廢氣從活性炭上脫附。此時廢氣由低濃度變為高濃度，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可，是一種實用有效的廢氣處理方法。

 

1.6低溫等離子體技術

 

低溫等離子體技術更適合處理低濃度、小分子廢氣，是繼固、液、氣之后的***四種狀態。當電壓加到氣體的燃點時，氣體分解，產生新的混合物。之所以成為低溫等離子體，是因為雖然放電過程中電子的溫度很高，但是重粒子的溫度很低，使得整個系統處于低溫狀態。

 

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生分解等一系列反應，進而達到分解污染物的目的。

 

1.7光催化技術

 

光催化技術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，反應條件溫和，光解速度快。光催化產品:CO2，H2O或其他，它有廣泛的應用，包括醛，酮，氨和其他有機廢氣，可以通過二氧化鈦光催化去除。主要機理是催化劑吸收光子，與表面的水反應產生主要活性物質，在光催化氧化中起決定性作用。它還產生活性氧(氧，過氧化氫)[3]。

 

2、推薦流程

 

以山推公司推土機事業部涂裝生產線的廢氣為研究對象，廢氣處理來源為噴涂過程中的廢氣由液態漆霧和氣態揮發性有機化合物組成。漆霧顆粒小，粘性***，容易粘附在材料表面，因此在凈化有機廢氣前必須去除漆霧；***多數揮發性有機化合物不溶于水。排放不連續:主要集中在噴霧運行期，不運行時廢氣濃度很低。

 

本次處理的廢氣具有風量***、有機物濃度低、漆霧粘稠、顆粒粉塵多等***點。結合同行業的成功實踐經驗，采用“組合過濾器+活性炭吸附+脫附催化燃燒再生”工藝處理有機廢氣，利用催化燃燒反應的熱能脫附吸附活性炭中的有機溶劑。

 

3、工作原理

 

本著安全、節能、方便、可靠、經濟的原則，應防止廢氣中含有少量粉塵顆粒。***先，有機廢氣通過組合干式過濾器，去除廢氣中的漆霧粉塵和顆粒，防止活性炭微孔堵塞，延長活性炭的使用壽命。然后，將符合吸附條件的有機廢氣送入活性炭吸附箱進行吸附凈化，凈化后的清潔氣體通過主抽風機排入***氣。吸附裝置配有一套備用吸附箱，活性炭吸附飽和后，通過控制閥切換到催化燃燒脫附狀態；脫附再生系統采用在線脫附再生，即吸附過程為連續處理過程，在備用吸附裝置投入使用的同時，飽和吸附箱進行脫附工作，脫附后的活性炭箱為下一個循環做***準備。

 

4、技術***征

 

1)整個系統設備實現了凈化和脫附過程的自動化。與回收有機廢氣凈化裝置相比，不需要配備壓縮空氣等附加能源，運行過程中不產生二次污染，設備投資和運行成本低；

 

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，再生前對有機溶劑的吸附可達到活性炭總重量的25%，具有使用壽命長、吸附系統運行阻力低、凈化效率高等***點；

 

3)設備占地面積小，重量輕，吸附床的濾料采用堆疊結構，便于填充，易于更換；

 

4)***質貴金屬鈀和鉑作為催化劑負載在蜂窩陶瓷上，使用壽命長，分解溫度低，脫附預熱時間短，能耗低；催化燃燒率達到97%以上；

 

5)采用可編程控制器控制系統，設備運行和操作過程自動化，操作過程安全、穩定、可靠；

 

6)活性炭吸附床前過濾小顆粒，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處理(過濾)-吸附濃縮-脫附-催化燃燒

 

該系統由7個活性炭吸附器(6個吸附和1個脫附)和1個催化燃燒床組成。每條生產線的所有排氣管組合連接到凈化設備上，每條支管都裝有手動調節閥，按比例調節風量；在吸附凈化裝置和廢氣入口之間安裝一套預處理設備，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行吸附凈化。當任一活性炭吸附器接近飽和時，系統會自動切換到備用活性炭吸附器(此時，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，有機物從活性炭中脫附出來。在脫附過程中，有機廢氣得到了濃縮，濃度提高了數倍，達到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，活性炭吸附器進入待機狀態。當其他活性炭吸附器接近飽和時，系統會自動切換回來，同時飽和的活性炭吸附器會被脫附和脫附，從而循環。***后，凈化后的清潔氣體通過主抽風機排入***氣。

 

6、結論

 

鑒于日益嚴格的環保要求，揮發性有機化合物的***終處理變得越來越明確。除了使用水性、高固含量、粉末噴涂等低VOCs含量的涂料，或者使用機器人噴涂技術、靜電噴涂技術等先進的噴涂技術。還有廢氣處理技術的應用，因為廢氣處理技術種類繁多，沒有詳細介紹。本文對***內常見的廢氣處理技術和***外新興的廢氣處理技術進行了對比分析，對初步接觸有一定的指導意義。結合實際應用，詳細介紹了“組合過濾器+活性炭吸附+脫附催化+燃燒再生”的成熟應用。