1、喷漆涂层排气成分分析:

1.喷漆废气的形成及主要成分

喷漆工艺广泛应用于机械、汽车、电气设备、家电、船舶、家具等产业。

油漆原料——油漆涂料由挥发性和挥发性组成,挥发包括成膜物质和辅助性膜物质,挥发稀释剂用于稀释油漆,达到油漆表面光滑美观的目的。

油漆喷涂过程中主要发生油漆雾和有机废气污染,油漆在高压作用下用微粒喷洒雾,喷涂时部分油漆无法接触油漆表面,随气流扩散,形成油漆雾。有机废气来自稀释剂的挥发,有机溶剂不与油漆粘在一起,在油漆和固化过程中全部释放出来,形成有机废气(有文献报道,分别属于烷烃、环烷烃、烯烃、芳香类化合物、酒精、醛、酮、酯、醚和其他化合物的数百种挥发性有机物)。

汽车涂层废气的来源及特性

汽车涂装车间要对工件进行预处理、电泳和喷漆。油漆过程包括油漆、平整和干燥,这些过程会产生有机废气(VOCs)和过量的油漆雾,因此所有这些过程都需要油漆房子的处置处理。

(1)喷漆室废气

为了维持喷雾工作环境,根据劳动安全卫生法的规定进行喷雾工作时,喷雾室内要继续换风,汇风速要在~ 1) M/S范围内调节。油漆室通风废气的主要组成是喷雾挥发的有机溶剂,其主要成分是芳香烃(三苯和非甲烷类)、醇醚和酯有机溶剂,由于油漆室的排气量大,排出的有机气体总浓度很低,一般在100mg/m3左右。另外,油漆室的废气中还含有少量未处理的完整油漆雾,特别是干式油漆雾捕集油漆室,废气中油漆雾较多,可能成为废气处理的障碍,废气处理前必须提前处理。

(2)干燥室废气

喷上油漆后晾干前要晾平,湿漆膜在晾的过程中有机溶剂挥发,为了防止室内有机溶剂聚集发生爆炸事故,干燥室要继续换风,换风速一般要控制在0.2m/s左右。废气成分与油漆室废气成分相似,但不含油漆雾,有机废气的总浓度比油漆室废气偏,另外,油漆室、油漆污水循环池也要排出类似的有机气体。

(3)废气干燥

干燥废气的成分比较复杂。不仅包括有机溶剂、部分增塑剂、树脂单体等挥发性成分,还包括热分解产物、反应产物。电泳底漆和溶剂型涂料干燥都排出废气,但其成分与浓度大不相同。

二、油漆废气的危险:

分析表明,油漆室、干燥室、油漆室、油漆室、油漆污水处理室的废气是低浓度、流量常温废气,污染物的主要组成是芳烃、酒精、酯类有机溶剂。与《大气污染综合排放标准》相比,这种废气的浓度一般在排放限额内,大多数汽车工厂采用高空排放方法来处理标准的排放速度要求。该方法目前可以达到排放标准,但废气本质上是未经处理的稀释排放,大型车身涂装线每年排放的气体污染物总量可达数百吨,对大气的危害非常严重。

油漆雾中的有机溶剂3354苯、甲苯、二甲苯等是强毒性溶剂,工作时向车间空气中散发,工人通过呼吸系统吸入后会引起急性和慢性中毒,主要会造成中枢神经和造血系统的损伤,短期吸入高浓度(1500mg/m3以上)苯蒸汽会引起再生障碍性贫血。

三、涂料涂装废气处理方法的选择:

在选择有机处理方法时,一般要考虑有机污染物的类型和浓度、有机废气温度和排放流量、微尘含量以及要达到的污染物控制水平。

1、常温处理中的喷漆。

油漆室、干燥室、油漆室、油漆室、油漆污水处理室的废气是浓度低、流量大的常温废气,污染物的主要组成是芳烃、酒精、酯类有机溶剂。与GB16297 《大气污染综合排放标准》相比,这种废气的浓度一般在排放限制范围内,大多数汽车工厂采用高空排放方法来处理标准的排放速度要求。该方法可以满足目前的排放标准,但废气本质上是未经处理的稀释排放,大型车身涂装线每年排放的气体污染物总量可达数百吨,对大气的危害非常严重。

为了从根本上减少废气污染物的排放,可以使用多种废气处理方法共同处理,但大风量的废气处理成本很高。目前国外比较成熟的方法是先用浓缩(吸附-解吸轮)浓缩总量15倍左右,减少需要处理的总量,然后用破坏性的方法处理浓缩的废气。国内也有使用吸附法(活性炭素或沸石作为吸附剂)吸附低浓度常温油漆废气,用高温气体解吸,浓缩废气用催化燃烧或再生式热燃烧处理的方法。低浓度、常温下绘制气体的生物特征处理方法正在开发中,国内现阶段的技术还不成熟,但值得注意。实际上,为了减少涂层废气污染,必须从源头上解决问题,包括使用静电旋转杯等手段提高油漆利用率,开发水性涂料等环保涂料。

2、干燥废气的处理

干燥废气属于中高浓度高温废气,适合用燃烧方法处理。燃烧反应有三个重要参数:时间、温度、扰动,即燃烧3T条件。废气处理的效率本质上是燃烧反应的充分程度,取决于燃烧反应

的3T条件控制。RTO可以控制燃烧温度(820~900℃)和逗留时间(1.0~1.2s),并保证必要的扰动(空气与有机物充分混合),的处理效率可达99%,并且废热率高,运行能耗较低。日本及国内的多数日资汽车厂通常采用RTO对烘干(底漆、中涂、面漆烘干)废气进行集中处理。例如,东风日产乘用车花都涂装线采用RTO集中处理涂装烘干废气效果很好,完全满足排放法规要求。但由于RTO废气处理设备一次性投资较高,用于废气流量较小的废气处理时不经济。

对于已建成的涂装生产线,需增加废气处理设备时,可采用催化燃烧系统和蓄热式热力燃烧系统。催化燃烧系统投资小、燃烧能耗低。

一般来说,采用把/铂作为催化剂可将氧化大多数有机废气的温度降到315℃左右。催化燃烧系统可以用于一般的烘干废气处理,特别适用于烘干电源采用电加热的场合,存在的问题是如何避免催化剂中毒失效。从一些用户的使用经验来看,对一般的面漆烘干废气,通过增加废气过滤等措施,可以保证催化剂的寿命为3~5年;电泳漆烘干废气容易造成催化剂中毒,所以电泳漆烘干废气的处理应慎重采用催化燃烧方式。在东风商用车车身涂装线的废气处理改造过程中,电泳底漆烘干废气采用RTO法处理、面漆烘干废气采用催化燃烧方式处理,使用效果良好。

四、喷漆涂装废气处理工艺:

喷涂行业废气处理方案主要用于喷漆房废气处理、家具厂废气处理、机械制造业废气处理、护栏厂废气处理、汽车制造及汽车4S店喷漆房废气处理。目前存在多种处理工艺,如:冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法、生物法和离子法等。

1、水喷淋法+活性炭吸附脱附+催化燃烧

利用喷淋塔除去漆雾和可溶于水的物质,再经过干式过滤器,进去活性炭吸附装置,等活性炭吸附满的时候,再脱附(脱附方法有蒸汽脱附、电加热脱附、氮气脱附),将脱附之后的气体(浓度较原来提高几十倍)由脱附风机进入催化燃烧装置燃烧,燃烧成二氧化碳和水,后排出。

2、水喷淋+活性炭吸附脱附+冷凝回收法

利用喷淋塔除去漆雾和可溶于水的物质,再经过干式过滤器,进去活性炭吸附装置,等活性炭吸附满的时候,再脱附(脱附方法有蒸汽脱附、电加热脱附、氮气脱附),将处理后的废气吸附浓缩后冷凝,冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大,喷漆废气中的“三苯”及其它废气浓度一般低于300mg/m3,浓度低,风量大(汽车制造业喷漆车间的风量常在10万级以上),且由于汽车涂装废气中有机溶剂的成分复杂,回收的溶剂难以处理利用,并易产生二次污染,所以涂装废气处理中一般不采用此法。

3、废气吸附法

喷漆废气处理吸附可分为化学吸附和物理吸附,但“三苯”废气化学活性低,一般不采用化学吸收。物理吸收液吸收较少的挥发性,它吸收的成分具有较高的亲和力的加热,冷却和再利用分析饱和吸收。该方法用于排气量,低温度,低浓度。安装复杂,投资大,吸收液的选择更加困难,有两个污染

4、活性碳吸附+UV光催化氧化设备

(1):直接通过活性炭直接吸附有机气体,达到净化率95%,设备简单,投资小,操作方便,但需要经常更换活性碳,低浓度污染物,无恢复。(2)吸附法:有机气体在活性炭吸附,活性炭饱和空气解吸和再生。

5、活性炭吸附+低温等离子设备

先经过活性炭吸附后,再用低温等离子设备处理废气后,将处理后达标的气体排出,离子法是利用等离子Plasma(ION等离子体)降解有机废气、祛除恶臭、杀灭细菌、病毒、净化空气是国际上比较的高新技术,国内外专家称之为21世纪环境科学四大技术之一。该技术的关键是通过高压脉冲介质阻挡放电的形式产生大量活性离子氧(等离子体),将气体激活,产生各种活性自由基,如OH、HO2、O等,对苯、甲苯、二甲苯、氨气、烷烃类等有机废气发生降解、氧化等复杂的物理和化学反应,且副产物无毒,避免二次污染。该技术具有能耗极低,占地空间小,运行维护简单等特点,特别适用多种组分气体的处理。

小结:

现在市面上有很多种处理方法,为了达到国家和地方的处理标准,通常我们会选几种处理方法组合起来处理废气,要选用符合自己实际的处理工艺进行处理。

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