【噴漆廢氣概述】

噴漆廢氣來源于噴漆作業中使用有機溶劑和稀釋劑的揮發(fā),而有機溶劑不會(huì)随著(zhe)油漆附著(zhe)在噴漆物表面(miàn),在噴漆和固化過(guò)程將(jiāng)全部釋放形成(chéng)有機廢氣。在噴漆過(guò)程揮發(fā)的二甲苯廢氣量約占稀釋劑用量的30%,另有70%在烘幹過(guò)程揮發(fā)。 噴漆作業中有機溶劑霧化後(hòu)形成(chéng)的顆粒懸浮物極易散發(fā)到周圍的空氣中,污染空氣。對(duì)被(bèi)污染空氣中的漆霧的收集和處理、改善噴漆環境、達到環保排放要求的主要方法。

【噴漆廢氣成(chéng)分】

噴漆廢氣的主要成(chéng)分是苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、四氯化碳等,主要是“三苯類”、揮發(fā)性有機廢氣(VOCs)的處理。

(1)噴漆室廢氣

爲維持噴塗的作業環境,根據勞動安全衛生法的規定,噴塗作業時(shí),噴漆室内應連續換風,換風速度應控制在(0.25～1)m/s的範圍内。噴漆室換風排氣廢氣的主要組成(chéng)爲噴漆揮發(fā)的有機溶劑,其主要成(chéng)分爲芳香烴(三苯及非甲烷總烴類)、醇醚類、酯類有機溶劑,由于噴漆室的排風量很大,所以排出的有機廢氣總濃度很低,通常在100mg/m3左右。另外,噴漆室的排氣中經(jīng)常還(hái)含有少量未處理完全的漆霧,特别是幹式漆霧捕集噴漆室,排氣中漆霧較多,可能(néng)成(chéng)爲廢氣處理的障礙,廢氣處理前必須預處理。

(2)晾置室廢氣

面(miàn)漆在噴塗之後(hòu)烘幹之前,要進(jìn)行流平晾置,濕漆膜在晾置過(guò)程中有機溶劑揮發(fā),爲防止晾置室内有機溶劑聚集發(fā)生爆炸事(shì)故,晾置室應連續換風,換風速度一般控制在0.2m/s左右,排風廢氣的成(chéng)分與噴漆室排風廢氣的成(chéng)分相近,但不含漆霧,有機廢氣的總濃度比噴漆室廢氣偏大,根據排風量大小不同,一般在噴漆室廢氣濃度的2倍左右,可達到300mg/m3,通常與噴漆室排風混合後(hòu)集中處理。另外,調漆間、面(miàn)漆污水循環水池也要排放類似的有機廢氣。

(3)烘幹廢氣

烘幹廢氣的成(chéng)分比較複雜,除包含有機溶劑、部分增塑劑或樹脂單體等揮發(fā)成(chéng)分,還(hái)包含熱分解生成(chéng)物、反應生成(chéng)物。電泳底漆與溶劑型面(miàn)漆烘幹均有廢氣排出,但其成(chéng)分與濃度差别較大。

【噴漆廢氣的危害】

來自噴漆室、晾置室、調漆間、面(miàn)漆污水處理間的廢氣,爲低濃度、大流量常溫廢氣,污染物的主要組成(chéng)爲芳香烴、醇醚類、酯類有機溶劑。對(duì)照《大氣污染綜合排放标準》,這(zhè)些廢氣的濃度一般在排放限值以内,爲應對(duì)标準中排放速率要求,多數汽車廠采取高空排放的辦法。這(zhè)種(zhǒng)辦法雖然可以滿足目前排放标準,但廢氣實質上是未經(jīng)處理稀釋排放,一條大型的車身塗裝線每年排放的氣體污染物總量可能(néng)高達數百噸,對(duì)大氣造成(chéng)的危害非常嚴重。

漆霧中的有機溶劑——苯、甲苯、二甲苯等屬強毒性溶劑,作業時(shí)散發(fā)至車間空氣中,工人經(jīng)呼吸道(dào)吸入後(hòu)可引起(qǐ)急性和慢性中毒,主要引起(qǐ)中樞神經(jīng)及造血系統的損害,短期吸入高濃度(1500mg/m3以上)的苯蒸氣,即可引起(qǐ)再生障礙性貧血,經(jīng)常吸入低濃度的苯蒸氣也會(huì)引起(qǐ)嘔吐、神智不清等神經(jīng)症狀。

【設計依據】

■GB7692《塗裝作業安全規程塗漆前處理工藝安全及其通風淨化》

■GB7691《塗漆作業安全規程安全管理通則》 

■GB144443《塗裝作業安全規程塗層烘幹室安全技術規定》

■GB14444《塗裝作業安全規程噴漆室安全技術規定》 

■GB8196《工業企業防護罩安全要求》

■(DB61/T1061-2017)《陝西省地方标準》 

■GB16927-1996(新二級)《大氣污染物排放标準》

【設計原則】

(1)、認真執行國(guó)家現行的環保技術标準、規範、遵守國(guó)家環保的有關法律、法規。

(2)、在系統工藝的選擇上,首先應考慮科學(xué)合理,在試驗或類似工程經(jīng)驗的基礎上,制定合理的工藝路線,要求流程簡單、操作穩定,而且力求占地少、投資省、運轉費用低、操作管理簡單、維護方便。

(3)、本工程涉及環境工程,尤其要注意環境保護,避免減少二次污染;要求改善勞動衛生條件,貫徹安全生産和清潔文明生産的方針。

(4)、爲了提高生産線管理水平,設計采用的自動化程度較高,操作人員少,勞動強度低。

【噴漆廢氣工藝選擇】

選擇有機的處理方法,總體上應考慮以下因素:有機污染物的類型及其濃度、有機的排氣溫度和排放流量、顆粒物含量及需要達到的污染物控制水平。

目前該類有機廢氣治理的方法有很多,如吸附法、吸附催化燃燒、RTO、RCO、TO等,因此,必須針對(duì)廢氣的種(zhǒng)類,是否要回收利用、可去除效率、運行費用、設備投資情況及廠家的經(jīng)濟情況選擇合适的工藝。本方案采用漆霧過(guò)濾+吸附+催化燃燒工藝。因爲廢氣的濃度屬于低濃度,須選用吸附劑進(jìn)行富集,然後(hòu)進(jìn)行解吸催化燃燒處理。

在工藝選擇和設計時(shí)充分考慮實際工況,并遵循以下設計原則:

(1)、運行穩定可靠性。

該廢氣易燃易爆,因此在選擇工藝時(shí)要選用安全穩定的工藝與設備,保證在系統連續運行穩定達标。

⑵、操作、管理的方便性設備操作簡單、管理方便。選用的控制系統需具有一定的智能(néng)性。

⑶、美觀、占地少，平面(miàn)布置力求合理流暢、布局美觀,減少占地面(miàn)積。

1、噴漆廢氣處理

來自噴漆室、晾置室、調漆間和面(miàn)漆污水處理間的廢氣爲低濃度、大流量的常溫廢氣,污染物的主要組成(chéng)爲芳香烴、醇醚類和酯類有機溶劑。對(duì)照GB16297《大氣污染綜合排放标準》,這(zhè)些廢氣的濃度一般在排放限值以内,爲應對(duì)标準中的排放速率要求,多數汽車廠采取高空排放的辦法。這(zhè)種(zhǒng)辦法雖然可以滿足目前的排放标準,但廢氣實質上未經(jīng)處理稀釋排放,一條大型車身塗裝線每年排放的氣體污染物總量可高達數百噸,對(duì)大氣造成(chéng)的危害非常嚴重。

爲從根本上減少廢氣污染物的排放,可以聯合利用幾種(zhǒng)廢氣處理方法進(jìn)行處理,但大風量的廢氣處理成(chéng)本很高。目前,國(guó)外較爲成(chéng)熟的方法是,先將(jiāng)濃縮(用吸附-脫附轉輪將(jiāng)總量濃縮15倍左右),以減少需處理的總量,再采用破壞性方法對(duì)濃縮的廢氣進(jìn)行處理。國(guó)内也有類似的方法,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附劑)對(duì)低濃度、常溫噴漆廢氣進(jìn)行吸附,用高溫氣體脫附,濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進(jìn)行處理。低濃度、常溫噴漆廢氣的生物處理方法正在研發(fā)之中,國(guó)内現階段的技術尚不成(chéng)熟,但值得關注。爲真正減少塗裝廢氣公害,還(hái)需從源頭上解決問題,如采用靜電旋杯等手段提高塗料的利用率、發(fā)展水性塗料等環保塗料等。

2、烘幹廢氣處理

烘幹廢氣屬于中、高濃度的高溫廢氣,适合采用燃燒的方法處理。對(duì)于已建成(chéng)的塗裝生産線,需增加廢氣處理設備時(shí),可采用催化燃燒系統和蓄熱式熱力燃燒系統。催化燃燒系統投資小、燃燒能(néng)耗低。

一般來說(shuō),采用把/鉑作爲催化劑可將(jiāng)氧化大多數有機廢氣的溫度降到315℃左右。催化燃燒系統可以用于一般的烘幹廢氣處理,特别适用于烘幹電源采用電加熱的場合,存在的問題是如何避免催化劑中毒失效。從一些用戶的使用經(jīng)驗來看,對(duì)一般的面(miàn)漆烘幹廢氣,通過(guò)增加廢氣過(guò)濾等措施,可以保證催化劑的壽命爲3～5年;電泳漆烘幹廢氣容易造成(chéng)催化劑中毒,所以電泳漆烘幹廢氣的處理應慎重采用催化燃燒方式。在東風商用車車身塗裝線的廢氣處理改造過(guò)程中,電泳底漆烘幹廢氣采用RTO法處理、面(miàn)漆烘幹廢氣采用催化燃燒方式處理,使用效果良好(hǎo)。

【噴漆廢氣處理工藝】

本方案采用漆霧過(guò)濾+吸附+催化燃燒工藝。因爲廢氣的濃度屬于低濃度,須選用吸附劑進(jìn)行富集,然後(hòu)進(jìn)行解吸催化燃燒處理。具體工藝流程如下：

【噴漆廢氣處理工藝工程說(shuō)明】

(1)廢氣經(jīng)預處理除去粉塵、顆粒狀物質後(hòu),送入活性炭吸附器Ⅰ、Ⅱ,當活性炭吸附器Ⅰ接近飽和時(shí),首先將(jiāng)處理氣體自動切換到活性炭吸附器Ⅱ(活性炭吸附器Ⅰ停止吸附操作),然後(hòu)用熱氣流對(duì)活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)行解吸脫附,將(jiāng)有機物從活性炭上脫附下來。在脫附過(guò)程中,有機廢氣已被(bèi)濃縮,濃度較原來提高幾十倍,達2000ppm以上,濃縮廢氣送到催化分解裝置,最後(hòu)被(bèi)成(chéng)爲CO2與H2O排出。

(2)完成(chéng)解吸脫附以後(hòu)活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)入待用狀态,待活性炭吸附器Ⅱ接近飽和時(shí),系統再自動切換回來,同時(shí)對(duì)活性炭吸附器Ⅱ進(jìn)行解吸脫附,如此循環工作。【廢氣處理】

(3)當有機廢氣的濃度達到2000ppm以上時(shí),催化床内可維持自燃,不用外加熱。該方案不僅大大節省了能(néng)量的消耗,而且由于催化分解器的處理能(néng)力僅需原廢氣處理量的1/5(60000m3/h),所以同時(shí)也降低了設備投資。本方案既适合于連續工作,也适合于間斷工作。

【性能(néng)特點】

1、适合處理高溫、高濃度、連續性産生的有機廢氣;

2、不産生二次污染,設備投資及運行費用低;

3、催化低溫分解,預熱時(shí)間短,能(néng)耗低,催化劑使用壽命長(cháng),催化分解淨化率高達97%以上;

4、設備運行穩定,可靠,活動件少,檢修系統配備完善,操作維修方便;

5、整個運行過(guò)程中實現全自動化PLC控制,方便,可靠;

6、系統安全設施完善,配有阻火器,洩爆口,運行時(shí)出現的異常情況將(jiāng)報警并自動停機。

【适用範圍】

1、适用于中高溫、中高濃度的有機混合廢氣;

2、适用于噴漆車間的廢氣處理(不含鹵素、重金屬類);

3、适用于電子産品制造及集成(chéng)電路的廢氣處理;

4、适用于電線、電纜、漆包線、電機、化工、儀表、自行車、家電等行業的廢氣處理。

【其它事(shì)項】

不同的排放場合和不同的廢氣,有不同的工藝流程。但不論采取哪種(zhǒng)工藝流程都(dōu)由如下工藝單元組成(chéng)。

1、爲了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒,廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行預處理,以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物;

2、預熱裝置包括廢氣預熱裝置和催化劑燃燒器預熱裝置。因爲催化劑都(dōu)有一個催化活性溫度,對(duì)催化燃燒來說(shuō)稱催化劑起(qǐ)燃溫度,必須使廢氣和床層的溫度達到起(qǐ)燃溫度才能(néng)進(jìn)行催化燃燒,因此,必須設置預熱裝置。但對(duì)于排出的廢氣本身溫度就(jiù)較高的場合,如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘幹排氣,溫度可達300℃以上,則不必設置預熱裝置。預熱裝置加熱後(hòu)的熱氣可采用換熱器和床層内布管的方式。預熱器的熱源可采用煙道(dào)氣或電加熱,目前采用電加熱較多。當催化反應開(kāi)始後(hòu),可盡量以回收的反應熱來預熱廢氣。在反應熱較大的場合,還(hái)應設置廢熱回收裝置,以節約能(néng)源。預熱廢氣的熱源溫度一般都(dōu)超過(guò)催化劑的活性溫度。爲保護催化劑,加熱裝置應與催化燃燒裝置保持一定距離,這(zhè)樣還(hái)能(néng)使廢氣溫度分布均勻。從需要預熱這(zhè)一點出發(fā),催化燃燒法适用于連續排氣的淨化,若間歇排氣,不僅每次預熱需要耗能(néng),反應熱也無法回收利用,會(huì)造成(chéng)很大的能(néng)源浪費,在設計和選擇時(shí)應注意這(zhè)一點;

3、催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應器。反應器的設計按規範進(jìn)行,應便于操作,維修方便,便于裝卸催化劑。在進(jìn)行催化燃燒的工藝設計時(shí),應根據具體情況,對(duì)于處理氣量較大的場合,設計成(chéng)分建式流程,即預熱器、反應器獨立裝設,其間用管道(dào)連接。對(duì)于處理氣量小的場合,可采用催化焚燒爐,把預熱與反應組合在一起(qǐ),但要注意預熱段與反應段間的距離。在有機物廢氣的催化燃燒中,所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易引起(qǐ)爆炸,安全問題十分重要。因而,一方面(miàn)必須控制有機物與空氣的混合比,使之在爆炸下限;另一方面(miàn),催化燃燒系統應設監測報警裝置和有防爆措施。

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