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廢氣處理技術在涂裝中的應用淺析

時間:2018-08-21        來源:龍泰環保設備        關鍵詞:廢氣處理技術,涂裝廢氣處理,        瀏覽:

導讀: 鑒于當前環保要求日益嚴格,涂裝廢氣末端治理日漸明晰。工程機械涂裝線的廢氣主要來自調漆室、噴漆室、流平室、烘干室和污水處理間的廢氣。這些廢氣的濃度一般在排放限制值...

 鑒于當前環保要求日益嚴格,涂裝廢氣末端治理日漸明晰。工程機械涂裝線的廢氣主要來自調漆室、噴漆室、流平室、烘干室和污水處理間的廢氣。這些廢氣的濃度一般在排放限制值內,為應對標準中的排放速率要求,高空排放是眾多工程機械制造商通常采取的方法。雖然目前可以滿足環保排放要求,但是高空排放實質上就是廢氣沒有做任何處理的直接排放,對大氣環境危害較大。

 
1廢氣處理工藝對比
 
由于廢氣的種類比較多,處理的方法也各不相同,冷凝法、吸收法、燃燒法、催化法、吸附法等是國內比較常用的方法;生物法、低溫等離子法等是近幾國外研發出來一種新技術、新工藝,以下對各工藝作簡要對比介紹。
 
1.1冷凝回收法
 
這種方法要求廢氣物中的有機物的濃度較高,一般在幾萬甚至幾十萬ppm,對于低濃度有機廢氣此法不適用。它的基本原理是涂裝線排除的廢氣物經過冷凝器冷凝,然后再將冷凝后的冷凝液進行分離,分離出可回收且有價值的有機物。
 
1.2吸收法
 
化學吸收和物理吸收是吸收法的兩種形式,但是化學吸收應用比較少,因為絕大多數廢氣物都不能采用化學吸收。物理吸收主要應用在中高濃度的廢氣,它的原理:廢氣物經過物力吸收后排放到大氣中,當物理吸收的吸收液飽和后,要進行經解析或精餾后可以重新利用。本法的二次污染問題較難解決且凈化效果不理想[1]。
 
1.3直接燃燒法
 
直接燃燒法的工藝比較簡單,較適用在高濃度的廢氣治理中。它的原理是:利用燃料將收集到的廢氣混合物進行加熱,將其加熱到700~800℃,并停留0.3~0.5s,在高溫下可燃的有害物質方可分解變為無害物質。
 
1.4催化燃燒法
 
本法是把廢氣加熱到200~300℃經過催化床催化燃燒轉化成無害無臭的二氧化碳和水,達到凈化目的。該法適用于高溫、中高濃度的有機廢氣治理,國內外已有廣泛使用的經驗,效果良好。該法是治理有機廢氣的有效方法之一,但對于低濃度、大風量的有機廢氣治理存在設備投資大、運行成本較高的缺點[2]。
 
1.5吸附法
 
1)直接活性炭吸附法
 
這種方法設備比較簡單、投資較小,它是將涂裝線排除的有機廢氣,經過活性炭的進行吸附,吸附率在90%以上。此方法活性炭達到飽和后無法進行再生,需要對其進行定期更換,方可保證凈化效果。更換時會導致裝卸、運輸等過程中造成二次污染,活性炭成本比較高且飽和活性炭需要專門處理機構處理,處理費用較高,因此其直接活性炭吸附的運行成本相當高。
 
2)吸附—回收法
 
該法利用過熱蒸汽反吹吸附飽和的吸附劑進行脫附再生,蒸汽與脫附出來的有機氣體經冷凝、分離,可回收有機液體。該法凈化效率較高,但要求提供必要的蒸汽量。另外有機溶劑與水的分離不很徹底,得到的混合液體品質不高,組份較為復雜,這些有機液體無法直接用到生產中,要再采用蒸餾、精餾、萃取等多道程序處理。
 
3)新型吸附—催化燃燒法
 
此方法主要解決低濃度、大風量廢氣物的處理,它綜合了吸附法和催化燃燒法兩者的優點。它的基本原理是:低濃度的涂裝線廢氣物,先通過新型活性炭進行吸附,飽和后給其通入熱空氣進行加熱,將有機廢氣從活性炭中脫附出來,這時廢氣物就從低濃度變成了高濃度廢氣物,然后將這些高濃度的廢氣物,再送入到催化燃燒床燃燒。這種方法正在得到推廣及認可,是比較實用廢氣處理效果比較好的一種方法[2]。
 
1.6低溫等離子技術
 
低溫等離子技術比較適用于低濃度、小分子廢氣物的處理,它是繼固、液、氣這三者之后的第四態,當外加電壓至氣體著火點電壓時,氣體擊穿,產生一新混合體。之所以成為低溫等離子是由于,在放電的過程中雖然電子的溫度達到很高,但重粒子溫度缺很低,致使整個體系呈現低溫狀態。
 
它的原理是利用產生的這些高能電子、自由基等活性粒子與廢氣中物作用,使廢氣中的污染物分子發生分解等一系列的反應,然后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物的處理方式之一,它是將TiO2作為催化劑,反應條件比較溫和,光解速度較快,光催化的產物:CO2、H2O或其它,它的應用范圍比較廣,包括醛、酮、氨等有機物廢氣物,都可利用TiO2進行光催化清除。其主要機理是:催化劑吸收光子,與表面的水反應產生一種比較主要的活性物質,他對光催化的氧化起著決定性作用的羥基自由基(•OH)。還會產生一種活性氧物質(•O,H2O2)[3]。
 
2推薦工藝
 
以山推股份推土機事業部涂裝線廢氣為研究對象,廢氣處理源為噴涂時廢氣由液態的漆霧和氣態的揮發性有機物兩部分組成,漆霧顆粒微小、黏度大、易黏附于物質表面,凈化有機廢氣前必須先除漆霧;揮發性有機物大多難溶于水;排放不連續:主要集中在噴涂作業時間段,不作業時廢氣濃度很低。
 
此次處理廢氣有風量大、有機物濃度低、含一定粘性漆霧及顆粒粉塵等特點。結合同行業中的成功實踐經驗,采用“組合式過濾器+活性炭吸附+脫附催化燃燒再生”工藝來治理有機廢氣,此工藝是利用催化燃燒反應熱能脫附吸附在活性炭內有機溶劑[3]。
 
3工作原理
 
本著安全、節能、方便、可靠、經濟的原則,預防廢氣中含有少量粉塵顆粒。首先有機廢氣經組合干式過濾器,去除廢氣中的漆霧粉塵及顆粒物,以防活性碳微孔被堵塞,延長活性炭的使用周期,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,凈化后的潔凈氣體由主排風機排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套,當活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態;脫附再生系統采用在線脫附再生,即吸附過程為連續式處理工藝,在備用吸附裝置投入使用同時,飽和吸附箱則進行脫附工作,脫附后活性炭箱預備至下次循環使用。
 
4技術特點
 
1)整個系統設備實現了凈化、脫附過程自動化,與回收類有機廢氣凈化裝置相比,無須配備壓縮空氣等附加能源,運行過程不產生二次污染,設備投資及運行費用低;
 
2)使用特殊成型的蜂窩狀活性炭作為吸附材料,由于其比重為條形活性炭纖維的8-10倍,再生前吸附有機溶劑可以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,凈化效率高等特點;
 
3)設備占地面積小、重量較輕,吸附床濾料采用堆砌式結構,裝填方便,更換容易;
 
4)采用優質貴金屬鈀、鉑載在蜂窩狀陶瓷上作催化劑,具有使用壽命長,分解溫度低,脫附預熱時間短,能耗低;催化燃燒率達97%以上。
 
 
 
 
5)采用PLC控制系統,設備運行、操作過程實現自動化,運行過程安全穩定、可靠。江蘇金弘潤環保設備有限公司
 
6)在活性炭吸附床前采用過濾器過濾小顆粒物,凈化效率高,確保吸附裝置的使用壽命。
 
5工藝流程
 
本裝置工藝流程為:預處理(過濾)——吸附濃縮——解吸脫附——催化燃燒的工藝流程,詳細工藝流程見圖1所示。
 
 
 
1.jpg
 
 
系統由7個活性炭吸附器(6吸1脫),1個催化燃燒床構成,將各條生產線中的所有排氣管合并連接引至凈化設備,各個支管上安裝一只手動調節閥,配比調節風量;在吸附凈化裝置與廢氣進口之間安裝一套預處理設備,去除廢氣中的UV漆霧,從而避免活性炭微孔被堵塞,然后送入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,系統將自動切換到備用活性炭吸附器(此時飽和活性炭吸附器停止吸附操作),然后用熱氣流對飽和活性炭吸附器進行解吸脫附,將有機物從活性炭上脫附下來。在脫附過程中,有機廢氣已被濃縮,濃度較原來提高幾十倍,達2000mg/m3以上,濃縮廢氣送到催化燃燒裝置,最后被分解成CO2與H2O排出。
 
完成解吸脫附后,活性炭吸附器進入待用狀態,待其他活性炭吸附器接近飽和時,系統再自動切換回來,同時對飽和活性炭吸附器進行解吸脫附,如此循環工作。最后凈化后的潔凈氣體由主排風機排入大氣中。
 
6結論
 
鑒于當前環保要求日益嚴格,VOCs末端治理日漸明晰,除了選用水性、高固含、噴粉等低VOCs含量涂料,或者采用機器人噴涂工藝、靜電噴涂工藝等先進噴涂技術外。還有就是廢氣處理技術的應用,由于廢氣處理技術的種類非常多,且沒有一個詳細的介紹。本文通過對比分析國內常用廢氣處理技術及國外新興處理技術,給初始接觸者一個指導作用。并結合實際應用情況對應用比較成熟的“組合式過濾器+活性炭吸附+脫附催化+燃燒再生”進行了詳細的介紹。


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