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工業涂裝車間有機廢氣辦理技能研究

  
工業涂裝車間有機廢氣辦理技能研究
 
導讀:工業涂裝車間是工業產品制造業污染的首要來歷,轎車制造業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(蒸發性有機化合物)等。
工業涂裝車間是工業產品制造業污染的首要來歷,轎車制造業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,將必定對環境帶來嚴峻的污染。在涂裝的三廢中以VOC的排量很大,很難處理,對環境的污染很嚴峻,越來越遭到人們的注重。近年來伴跟著國家及地方性法規的不斷晉級,各個科研機構及企業針對涂裝職業的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對環境的損害在逐漸減少。
 
工業涂裝車間有機廢氣辦理技能研究
 
一、涂裝有機廢氣的來歷
現在,轎車涂裝所用的涂料首要由樹脂、助劑、顏填料、溶劑組成,其中成膜物質首要包括樹脂、顏填料,溶劑首要起稀釋、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。現在轎車涂料所運用溶劑的首要成份為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。涂料在噴涂、蒸發、烘干過程中溶劑、助劑會逐漸蒸發出來,構成有機廢氣(VOC)。在轎車涂裝過程中發作的有機廢氣首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現,在涂裝車間內可檢測出15種有機物。這些有機廢氣排放到大氣中,在必定條件下經過光化學反應,對臭氧層造成嚴峻破壞,影響大氣質量,一起若長時間在含有高濃起伏有機廢氣環境中作業,會損害人的中樞神經體系嚴峻影響作業人員的健康。
 
二、有機廢氣現在的首要處理辦法
近幾年,從國家到地方,均越來越注重環境污染問題,各個地方在按照國家規范的基礎上均不同程度的公布了針對涂裝職業的蒸發性有機物排放操控規范,在規范內部對VOC高允許排放濃度及排放總量均作出嚴厲要求。經過規范的嚴厲施行,促使相關企業對環保設備進行改造及技能晉級,并促使職業的技能進步。現在涂裝職業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
 
活性炭吸附首要針對噴漆廢氣,利用活性炭比外表積(500~1700m?/g)大,孔隙興旺、外表官能團豐厚和活性高、具有優異的吸附功用等特色,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的溫度,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、處理量大等優點,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氧(即癢離子),因游離態氧及其不穩定,很榮翻譯與氧分子結合后發作臭氧。有機廢氣中的苯類化合物在高能紫外線光束照射下,苯環分子中的C=C,C-H健在吸收能量后斷裂,與臭氧發作行反應,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、設備運轉穩定、運轉費用低一級特色,首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作富含極高化學活性的特色,運用高壓放電設備在放電時發作高能電子和離子,將空氣中的氧分子進行分離,氧分子吸收能量后發作游離態的氧離子。有機廢氣中的苯,甲苯與游離氧基團發作反應,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,設備占地面積小的特色,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特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。有機廢氣首先經過吸附床,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、樹脂加工等大風量,低濃度職業,能滿足地方環保法規要求。
 
2.5沸石轉輪濃縮加焚燒
 
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沸石轉輪濃縮加焚燒首要分為沸石濃縮和RTO焚燒兩部分,首先是經過沸石轉輪吸附大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、多孔的結構特征,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,因為孔穴的結晶特性,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,較大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”具有很大的比外表積,這些外表積首要在晶穴內部,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、脫附區和冷卻區,大風量低濃度的有機蒸汽經過吸附區后,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,將大風量低濃度的有機蒸汽轉變為高濃度、低風量的廢氣。沸石轉輪具有如下特色:結構緊湊、體積小;單位體積吸附量大,體系總處理風量大;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,習慣大風量,接連作業場所。
 
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,5個排氣區,1個反向吹掃區,1個過渡區),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循環切換,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選用三個獨立的焚燒室,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低溫有機廢氣加熱運用,蓄熱室3在這個循環中履行吹掃功用。以上作業完成后,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,各個蓄熱室獨立運轉。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,廢氣排放符合國家及地方環保規范,熱交換功率可到達95%以上,是現在涂裝職業理想的廢氣處理辦法。
 
三、減少有機廢氣的計劃
跟著近幾年國家及各個地方對環境問題的從頭認識,各個職業對蒸發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范,進一步操控VOC的排放,然后促使涂裝職業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
 
因為涂裝職業的VOC來自于涂料,選用低蒸發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%,現在已得以現場運用,此種辦法是節能減排的有用的辦法。
 
為了習慣排放規范的不斷晉級各個涂料供應商也在活躍開發水性涂料,用水替代有機溶劑,VOC的排放濃度可下降至20mg/m?以內,現在涂料職業幾家實力較強的制造商PPG、巴斯夫等已成功開發出了水性涂料,并已在轎車涂裝廠成功運用,獲得了較好的效果[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,各個職業也在活躍進行低排放研究,用無害化的水代替傳統資料中運用的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作單元,越來越遭到職業的注重,所以在節能減排的道路上,作為涂裝工藝技能人員應該發掘各方面的潛力從資料、工藝技能、設備、現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,就應該充沛考慮環保辦法,按照綠色工廠的規范進行設計、建造,以謀福子孫。

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