工業(yè)涂裝車間有機廢氣辦理技能研究

 

導讀：工業(yè)涂裝車間是工業(yè)產品制造業(yè)污染的***要來歷，轎車制造業(yè)涂裝出產過程中的能耗占轎車出產總能耗的70%左右，一起涂裝車間出產過程中發(fā)作的三廢也占到轎車出產過程中的85%以上，這里邊包括VOC（蒸發(fā)性有機化合物）等。

工業(yè)涂裝車間是工業(yè)產品制造業(yè)污染的***要來歷，轎車制造業(yè)涂裝出產過程中的能耗占轎車出產總能耗的70%左右，一起涂裝車間出產過程中發(fā)作的三廢也占到轎車出產過程中的85%以上，這里邊包括VOC（蒸發(fā)性有機化合物）等。這些物質若不進行必要的無害化處理，而任意排放，將必定對環(huán)境帶來嚴峻的污染。在涂裝的三廢中以VOC的排量很***，很難處理，對環(huán)境的污染很嚴峻，越來越遭到人們的注重。近年來伴跟著***家及地方性法規(guī)的不斷晉級，各個科研機構及企業(yè)針對涂裝職業(yè)的VOC辦理計劃也在不斷的進步與完善，經過廢氣處理設備及工藝的提升，廢氣處理效果取得了長足的開展，使得VOC對環(huán)境的損害在逐漸減少。

 

工業(yè)涂裝車間有機廢氣辦理技能研究

 

一、涂裝有機廢氣的來歷

現(xiàn)在，轎車涂裝所用的涂料***要由樹脂、助劑、顏填料、溶劑組成，其中成膜物質***要包括樹脂、顏填料，溶劑***要起稀釋、混合、分散樹脂、顏填料的效果，使樹脂與顏填料充沛混合、不凝集，下降沉降速率。現(xiàn)在轎車涂料所運用溶劑的***要成份為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。涂料在噴涂、蒸發(fā)、烘干過程中溶劑、助劑會逐漸蒸發(fā)出來，構成有機廢氣（VOC）。在轎車涂裝過程中發(fā)作的有機廢氣***要有噴漆廢氣和烘干廢氣，跟著涂料的品種及涂裝辦法的不同，蒸發(fā)到空氣中的溶劑占涂料總用量的20%～80%。經過對轎車涂裝出產車間進行檢測發(fā)現(xiàn)，在涂裝車間內可檢測出15種有機物。這些有機廢氣排放到***氣中，在必定條件下經過光化學反應，對臭氧層造成嚴峻破壞，影響***氣質量，一起若長時間在含有高濃起伏有機廢氣環(huán)境中作業(yè)，會損害人的中樞神經體系嚴峻影響作業(yè)人員的健康。

 

二、有機廢氣現(xiàn)在的***要處理辦法

近幾年，從***家到地方，均越來越注重環(huán)境污染問題，各個地方在按照***家規(guī)范的基礎上均不同程度的公布了針對涂裝職業(yè)的蒸發(fā)性有機物排放操控規(guī)范，在規(guī)范內部對VOC高允許排放濃度及排放總量均作出嚴厲要求。經過規(guī)范的嚴厲施行，促使相關企業(yè)對環(huán)保設備進行改造及技能晉級，并促使職業(yè)的技能進步。現(xiàn)在涂裝職業(yè)針對有機廢氣處理比較常用的處理辦法有以下幾種。

 

2.1活性炭吸附

 

活性炭吸附***要針對噴漆廢氣，利用活性炭比外表積（500～1700m?/g）***，孔隙興旺、外表官能團豐厚和活性高、具有***異的吸附功用等***色，可以將有機溶劑蒸汽分子吸附在其外表，然后到達下降有機廢氣濃度的意圖，是廢氣辦理中運用很廣泛的辦法。

 

現(xiàn)在，在常用的活性炭吸附設備中一般會設置過濾器和冷卻器，對廢氣進行預處理，然后除去有機廢氣中的漆霧和水份，并將廢氣下降至恰當?shù)臏囟?，以保證活性炭不被阻塞，保證設備的安全性。預處理后的有機廢氣經過活性炭吸附床，廢氣中的有機物分子會填充在活性炭外表的的孔穴中被吸附在外表，從到達有機廢氣分離的意圖，完成凈化效果。因為活性炭吸附屬于物理去除法，活性炭的吸附功率會跟著吸附量的增加進行衰減，當吸附飽滿之后，活性炭的孔隙會被有機分子阻塞，然后喪失吸附效果，這時就需要對活性炭進行替換或者脫附處理，使之從頭具備吸附效果。經檢測，現(xiàn)在常用的活性炭的高吸附功率為87%，經活性炭吸附后，有機廢氣的濃度可下降30%～50%。此辦法具有設備簡略、出資小、處理量***等***點，適合運用在噴涂量較小，濃度低，有機廢氣成分較為簡略的噴涂環(huán)境中。

 

2.2UV光解

 

UV光解又稱光氧催化氧化法，空氣中的氧分子吸收UV紫外線光束所攜帶的高能量離子后，將氧分子分化成為游離態(tài)氧（即癢離子），因游離態(tài)氧及其不穩(wěn)定，很榮翻譯與氧分子結合后發(fā)作臭氧。有機廢氣中的苯類化合物在高能紫外線光束照射下，苯環(huán)分子中的C=C,C-H健在吸收能量后斷裂，與臭氧發(fā)作行反應，生成低分子化合物，如CO2、H2O等，然后到達下降有機廢氣濃度的意圖。UV光解廢氣處理辦法具有出資費用低、適用范圍廣、凈化功率高、操作簡略、設備運轉穩(wěn)定、運轉費用低一級***色，***要運用在廢氣排放量較低、濃度較低的場合（如轎車補漆間）。

 

2.3低溫等離子設備

 

低溫等離子設備是利用等離子體內部發(fā)作富含極高化學活性的***色，運用高壓放電設備在放電時發(fā)作高能電子和離子，將空氣中的氧分子進行分離，氧分子吸收能量后發(fā)作游離態(tài)的氧離子。有機廢氣中的苯，甲苯與游離氧基團發(fā)作反應，而后轉化為CO2和H2O等物質，然后到達凈化廢氣的意圖。此種辦法具有適用范圍廣，凈化功率高，設備占地面積小的***色，適用于其他辦法較難處理的有機廢氣體；但因為選用高壓放電設備，在含水、含塵、有機廢氣濃度較高的密閉空間易發(fā)作爆炸，因而約束了其運用。

 

2.4吸附濃縮+催化焚燒法

 

“吸附+催化焚燒法”作為有機廢氣的處理辦法分為吸附、脫贊同催化焚燒三部分。有機廢氣經過吸附、脫附處理后，提高了濃度，通常會到到達1000mg/m?以上，然后在催化劑的效果下，使有機廢氣中的碳氫化合物在***定的溫度下敏捷氧化成CO2和H2O等物質，然后到達凈化空氣的意圖。有機廢氣***先經過吸附床，使有機廢氣中的有害物質被吸附床吸附，吸附凈化后的潔凈空氣高空排放。當吸附床到達飽滿后，選用80～100℃的氣體對吸附床進行反向脫附，將有機廢氣從吸附床中脫離出來，一起使吸附床從頭具有活性繼續(xù)進行再次吸附處理。被脫附出來的高濃度有機廢氣在熱交換器的效果下預熱到200～400℃，后經過風機將其送入焚燒室，在催化劑床的效果下有機廢氣分子和混合氣體中的氧分子催化分化，在催化劑的外表敏捷分化成CO2和H2O，并放出很多的熱，然后到達凈化有機廢氣的意圖。此種辦法適用于涂料、橡膠、塑料、樹脂加工等***風量，低濃度職業(yè)，能滿足地方環(huán)保法規(guī)要求。

 

2.5沸石轉輪濃縮加焚燒

 

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沸石轉輪濃縮加焚燒***要分為沸石濃縮和RTO焚燒兩部分，***先是經過沸石轉輪吸附***風量噴漆室廢氣中的低濃度VOC，然后選用小風量高溫氣體將吸附在沸石轉輪上的VOC脫附出來，構成小風量高濃度的VOC氣流，然后經過引風機將脫附后的高濃度有機蒸汽送到RTO，有機蒸汽中的苯系物、烷烴類分子在RTO內被高溫氧化成CO2和H2O，到達凈化有機蒸汽的意圖。

 

2.5.1沸石轉輪

 

沸石轉輪濃縮吸附是利用沸石分子具有晶體、多孔的結構***征，將有機廢氣分子和空氣分子選擇性吸附后到達進化空氣的意圖。沸石分子外表為固體骨架，各個孔穴之間由孔道相互連接，氣體分子可由孔道穿過，因為孔穴的結晶***性，使得分子篩的孔道分布均勻，孔徑巨細較為均一。氣體分子經過孔道時，會根據晶體內部孔徑的巨細對分子進行選擇性吸附，較***的分子被吸附在晶體外表，小分子經過孔道成為潔凈空氣，因而沸石轉輪也被稱為“分子篩”。沸石“分子篩”具有很***的比外表積，這些外表積***要在晶穴內部，外外表積僅占總外表積的1％左右，因而具有極強的吸附功用，可以有用的吸附烴類和烷烴類等較小的極性較強的VOC類有機物分子。沸石轉輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，***風量低濃度的有機蒸汽經過吸附區(qū)后，有機分子被吸附在分子篩的外表，當吸附到必定程度之后，用小風量的高溫氣體進行反向吹掃，將有機分子從分子篩中脫離出來，一起用部分低濃度的有機蒸汽對分子篩進行降溫，經過以上步驟將有機蒸汽濃縮、分離，將***風量低濃度的有機蒸汽轉變?yōu)楦邼舛?、低風量的廢氣。沸石轉輪具有如下***色：結構緊湊、體積??；單位體積吸附量***，體系總處理風量***；蜂窩結構空氣阻力小、體系壓力損失低，結構強度高、運用壽命長，能完成吸附，脫附的接連處理，習慣***風量，接連作業(yè)場所。

 

2.5.2廢氣焚燒設備（RTO）

 

廢氣焚燒爐，是利用輔佐燃料體系，把可燃的有害氣體的溫度提高到反應溫度，然后使有害氣體分子發(fā)作氧化分化，到達氣體凈化意圖的設備。廢氣焚燒爐按熱量收回辦法的不同分直燃式廢氣焚燒爐（TNV）和蓄熱式廢氣焚燒爐（RTO），從節(jié)約能源的視點考慮，多選用蓄熱式廢氣焚燒爐。

 

蓄熱式廢氣焚燒爐有旋轉式和塔式之分，旋轉式RTO主體結構由焚燒室、陶瓷填料床和旋轉閥等組成，整個焚燒室被分紅12個截面（5個進氣區(qū)，5個排氣區(qū)，1個反向吹掃區(qū)，1個過渡區(qū)），用1套帶有驅動設備的旋轉閥門調理氣流方向。來自出產過程中或沸石轉輪濃縮后的有機廢氣經過進氣區(qū)熱陶瓷前言床后被加熱，到到達爐膛后焚燒分化為CO2和H2O，高溫氣體在吹掃區(qū)對前言床進行反向吹掃，將分化后的有機廢氣從排氣管排出，一起高溫氣體將另五個排氣區(qū)熱交換前言床加熱，使陶瓷蓄熱體及爐膛維持在750℃。在旋轉切換閥的效果下，陶瓷前言床的各個區(qū)循環(huán)切換，以到達接連運轉的意圖。

 

塔式RTO分為兩塔式和三塔式，三塔式RTO選用三個***立的焚燒室，低溫有機廢氣在引風機的效果下進入蓄熱室1的陶瓷介質層，陶瓷開釋熱量后溫度下降，而有機廢氣吸收熱量后升至較高溫度，之后進入焚燒室，在焚燒室中被高溫分化，被分化凈化后的高溫氣體離開焚燒室，進入蓄熱室2，開釋熱量溫度下降后排放，蓄熱室2的陶瓷在吸收高溫潔凈氣體開釋的熱量后，將熱量儲存起來將用于下個循環(huán)低溫有機廢氣加熱運用，蓄熱室3在這個循環(huán)中履行吹掃功用。以上作業(yè)完成后，蓄熱室的進氣與出氣閥門進行一次切換，蓄熱室2進氣，蓄熱室3出氣，蓄熱室1吹掃，再下個循環(huán)則是蓄熱室3進氣，蓄熱室1出氣，蓄熱室2吹掃，如此不斷地交替進行，各個蓄熱室***立運轉。經過直接焚燒辦法將廢氣加熱升溫至750～850℃，使其中的VOC氧化分化成為無害的CO2和H2O經高空排放。

 

經沸石轉輪濃縮、焚燒處理后，有機廢氣中的苯系物、烷烴類有機物去除率可到達99％以上，廢氣排放符合***家及地方環(huán)保規(guī)范，熱交換功率可到達95％以上，是現(xiàn)在涂裝職業(yè)理想的廢氣處理辦法。

 

三、減少有機廢氣的計劃

跟著近幾年***家及各個地方對環(huán)境問題的從頭認識，各個職業(yè)對蒸發(fā)性有機物排放的關注上升到了新的高度，各個地方公布新的地方規(guī)范，進一步操控VOC的排放，然后促使涂裝職業(yè)從資料及施工工藝方面進行的技能變革。

 

3.1新資料的運用

 

因為涂裝職業(yè)的VOC來自于涂料，選用低蒸發(fā)性涂料可有用的下降VOC的排放量，近幾年各個涂裝供應商經過技能晉級，逐漸開發(fā)了高固含涂料（施工固體份在60%左右），將溶劑的運用量下降30%，VOC的排放量可下降35%-40%，現(xiàn)在已得以現(xiàn)場運用，此種辦法是節(jié)能減排的有用的辦法。

 

為了習慣排放規(guī)范的不斷晉級各個涂料供應商也在活躍開發(fā)水性涂料，用水替代有機溶劑，VOC的排放濃度可下降至20mg/m?以內，現(xiàn)在涂料職業(yè)幾家實力較強的制造商PPG、巴斯夫等已成功開發(fā)出了水性涂料，并已在轎車涂裝廠成功運用，獲得了較***的效果[3]。一起針對涂裝車間內部所運用的焊縫膠、車底涂料、防銹蠟等資料，各個職業(yè)也在活躍進行低排放研究，用無害化的水代替?zhèn)鹘y(tǒng)資料中運用的DOP等有機溶劑，經過全過程的減排，完成真意義上的綠色涂裝。

 

3.2新工藝

 

在經過資料下降VOC排放的一起，各個涂裝廠也在活躍的經過工藝提升下降VOC排放量，經過噴涂辦法的變革，將傳統(tǒng)的手工噴涂改為機器人靜電噴涂，一起經過開門、開蓋機器人的運用，完成整車機器人全自動噴涂，將油漆利用率提高由40%提高到75%-80%，有用的下降單臺油漆運用量，以完成VOC減排60%以上。

 

在噴涂工藝上，將傳統(tǒng)的3C2B逐漸過渡到3C1B，再到水性漆的B1B2，經過水性漆B1B2工藝的施行，涂料用量節(jié)約約20%，設備運轉能耗下降約20%，VOC排放下降15%。

 

四、結語

近年來，各個職業(yè)經過不斷的盡力，無論是噴涂資料、工藝，仍是廢氣辦理設備均取得了長足的開展，對節(jié)能減排做出了突出的貢獻。涂裝車間作為有機廢氣的重要的發(fā)作單元，越來越遭到職業(yè)的注重，所以在節(jié)能減排的道路上，作為涂裝工藝技能人員應該發(fā)掘各方面的潛力從資料、工藝技能、設備、現(xiàn)場辦理等各個方面下手，下降污染物的排放量，盡力營造綠色車間。一起工廠在設計之初，就應該充沛考慮環(huán)保辦法，按照綠色工廠的規(guī)范進行設計、建造，以謀福子孫。