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深圳環保公司淺談涂裝廢氣處理方法
網責任編輯:pecontrols.com   人氣:   發布日期:2018-06-13 10:56:14

深圳環保公司淺談涂裝廢氣處理方法

 
涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層,是產品表面保護和裝飾采用的最基本的技術手段。涂裝工藝可以簡單歸納為:前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化(磷化)工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝,也在不同行業的不同部門按需擇用。隨著涂裝技術的飛速發展,涂裝自動化生產有了明顯的進步,靜電噴涂、電泳涂漆、粉末噴涂技術得到了應用推廣。但是,目前涂裝所采用的還都是屬于有機溶劑型涂料。
   
根據涂裝生產工藝,涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:前處理過程中產生的粉塵或酸霧,噴漆時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上,其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要 發生源。

涂裝廢氣 的治理可分為防、治兩條途徑。防主要是減少廢氣的排放,治主要是對不可避免的排放氣體進行凈化治理。對于涂裝排放的廢氣,可采用適當的方法進行凈化治理。 凈化治理存在兩條途徑,一條是將廢氣中的有機溶劑回收利用,另一條是將廢氣中的有機溶劑分解為CO2和H2O。

 
1、有機溶劑的回收利用
涂裝過程中產生的漆霧和揮發的有機溶劑,可進行回收利用的主要是有機溶劑。回收方法有活性炭吸附法、液體吸收法和冷凝法。
(1)活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積(500-1200m2/g)大,具有優異的吸附性能,使有機溶劑蒸氣吸附其表面,當加熱烘干吸附介質時,被吸附的氣體解析出來,經冷卻成為液態,再經分離達到回收溶劑的目的。
活性炭吸附法,需設置過濾器和冷卻器進行預處理,除去廢氣中的漆霧,并將廢氣降低至適當的溫度,以保證活性炭不被堵塞,不會因廢氣溫度過高而導致燃燒。 由于活性炭吸附有機溶劑后,其吸附力將逐漸降低,為了保證吸附效率,需要脫附,使活性炭重新恢復活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法,脫附后的混合 氣體進入冷凝器冷卻成液體,再進入分離器,使溶劑和水分離,達到回收溶劑目的,而分離水需經處理后才能排放。當前,活性炭吸附法有了新的發展,即以活性炭 纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭,其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內也出現了以活性炭纖維(ACF)作為吸附介質,回收有機溶劑的裝置。對 于回收的溶劑有兩種利用方法:重新分餾利用或燃燒產生熱量。前者要視企業自身情況,可增加設備,自行分餾利用或委托溶劑生產廠家分餾利用。后者需要在設備中增加催化燃燒室及熱風循環系統,將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒,并為設備的運行提供能量,因此不再需要蒸汽脫附有機溶劑,并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。現在國際上最新的發展,是采用活性炭纖維布(ACFC)作為吸附介質,通電加熱脫附回收有機溶劑。這種方法具有的優點:有機溶劑在固相和流體相之間的質量轉移快,比粒狀活性炭快2-20倍;ACFC使用壽命長;ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附,因而操作和維護簡便,脫附的有機溶劑不需要除水,可以直接應用,并且不存在廢水處理問題。
 
(2)液體吸收法是以液體作為吸收劑,使廢氣中的有害成分被液體吸收,從而達到凈化的目的。液體吸收法的關鍵是吸收劑的選擇。一般采用水作為吸收劑來處理水溶性涂料廢氣,采用柴油吸收涂裝生產烘干過程的有機溶劑廢氣。水作為吸收劑,存在廢水處理的問題,柴油作為吸收劑,因其本身易揮發、易燃,存在二次污 染和安全風險,并且再生和處理也存在一些問題。因此,液體吸收法的應用不廣泛。
 
(3)冷凝法是通過采用低溫,使有機物組分冷卻至露點以下,進行液化回收。其適用于處理高濃度廢氣,特別是含有害物單純組分的廢氣;可作為燃燒與吸附凈 化的預處理;可處理含有大量水蒸汽的高溫廢氣。該法所需設備和操作條件比較簡單,回收物純度高,但是,對廢氣的凈化程度受冷凝溫度的限制,要求凈化程度高,或處理低濃度廢氣時,需要將廢氣冷卻到很低的溫度,經濟上不合算。
 
 2、有機溶劑分解是指把有機溶劑分解成CO2和H2O。分解有機溶劑的方法有燃燒法、催化燃燒法、紫外線-臭氧法和微生物分解法。
(1)燃燒法:采用燃燒法處理涂裝廢氣時,當廢氣中混合溶劑的濃度較高時,從安全考慮,需用空氣稀釋到混合溶劑爆炸下限濃度的1/4-1/5,才能進行 燃燒處理。燃燒法需將含有的有機溶劑廢氣加熱到700-800℃,使其燃燒或氧化分解為CO2和H2O。廢氣在燃燒室停留0.5-1.0s,碳氫化合物等 廢氣在較高溫度下完全燃燒,同時產生光化學煙霧物質NOx。NOx的產生與燃燒品種、燃燒溫度、裝置結構和燃燒時所需空氣量有關,其中最重要的是燃燒溫 度。為避免產生大量的光化學煙霧物質NOx,燃燒溫度應控制在800℃以下。廢氣經燃燒處理后可達標排放。由于燃燒后的氣體溫度達500-600℃,可設置熱交換器,將熱能回收利用于廢氣燃燒前的預熱,以減少燃料用量。或者將廢氣用于發電,如福特汽車公司引進了吸收涂料VOC發電設備,用以吸收涂裝車間揮發的有機溶劑作為發電能源。

(2)催化燃燒法是將含有機溶劑的廢氣加熱到200-320℃,然后和催化劑接觸,進行無火焰的催化燃燒,生成CO2和H2O。催化燃燒的技術性較強,在選擇催化溫度前,必須了解有機廢氣中的有機成分,否則很容易造成不完全氧化,使有機溶劑的微粒吸附在催化劑載體表面,久而久之,使催化劑的活性下降,影響凈化率。其實只要控制得當,這種現象完全可以避免。用于催化燃燒的催化劑,以貴金屬Pt、Pd最多,還有稀土金屬催化劑。

(3)紫外線-臭氧法:紫外線-臭氧法的優點是,氧化過程中不產生CO和NOx,而且可以同時除去漆霧顆粒和有機溶劑,但其缺點是設備復雜、生產臭氧的成本高、需要處理吸收用水,而且不適合廢氣排量大的場合。

(4)微生物分解法:微生物分解法已經在減少臭味和除去一些有機溶劑上得到成功應用。其優點是,不產生NOx,而且處理過程中消耗的能量很少,但該法需要的空間大、微生物處理系統維護比較復雜。
3.結語
通過采用新型涂料、減少有機溶劑用量、提高涂料利用率、減少涂料使用量,可以減少涂裝廢氣的排放。涂裝廢氣治理時,針對有機溶劑的回收利用或分解,可分 別采用活性炭吸附法、液體吸收法、冷凝法、燃燒法、催化燃燒法、紫外線-臭氧法、微生物分解法。上述方法中,各有各的應用特點,其中,活性炭吸附法、催化燃燒法、燃燒法、吸收法應用較多。實際應用中,還可采用幾種方法的組合,使廢氣治理取得更好的效果。

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