涂料厂废气应该怎么治理
喷漆工艺广泛应用于机械、电气设备、家电、汽车、船舶、家具等行业。喷漆原料—涂料由不挥发份和挥发份组成,不挥发份包括成膜物质和辅助成膜物质,挥发份指溶剂和稀释剂(主要以二甲苯为主)。喷漆废气中的有机气体来自溶剂和稀释剂的挥发,有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面,在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气。在喷漆过程挥发的二甲苯废气量约占稀释剂用量的30%,另有70%在烘干过程挥发。喷漆涂装作业中涂料和溶剂雾化后形成的二相悬浮物逸散到周 围的空气中,污染了空气。对被污染空气中的漆雾的收集和分离是提高喷漆质量、改善喷漆环境、达到环保排放要求的主要方法。
涂料在现代生活中的应用越来越多,它是一种能够对物体表面起到保护、装饰、标志等作用的一种化学混合涂料。而在涂料使用过程中,部分物质具有挥发性,挥发生成具有毒性的气态物质,其中含量较大的一种就是挥发性有机化合物VOCs。
而VOCs是大气污染最主要的元凶之一,无论是对大气还是对人体健康都有很大的威胁性。它来源广泛,成分复杂,是形成近地层臭氧的重要前体物,对城市灰霾的形成和光化学反应的发生具有重要贡献。目前,对于VOCs的处理是解决大气污染问题遇到的最大的一只“拦路虎”。
前面有介绍,VOCs的来源十分广泛,来自生活生产中的方方面面。其中工业生产造成的VOCs是最主要的来源。按照现代通行的化工产品的分类,涂料属于精细化工产品。那么,对于涂料行业废气该如何处理才好呢?
处理工艺简述
多相催化氧化法:
这是一种组合技术治理VOCs,治理效率高,无二次污染。
1、 首先采用光催化氧化技术,采用254nm紫外光射线照射某些稀有金属氧化物(催化剂)表面,有机物分子及氧分子会在催化剂最用下生成水及二氧化碳。
2、 同时采用高能射线照射在氧分子上,会产生活性很高的氧原子和臭氧;同时照射在有机物分子上会产生有机物断链,生成活性小分子有机物。活性很强的小分子有机物分子与氧原子、臭氧反应生成水及二氧化碳。
3、最后,雾化高级氧化剂,增强了设备内部的氧化能力,提高了设备效率,最终与有机物生成水及二氧化碳。
适用范围:实现芳烃类、醇类、酮类、醚类、油气等多种有机物的高效处
治理效率:>90%
优势:
高效:废气去除效率高,可达90%以上;
安全:常温下反应,不添加任何有毒物质;
无二次污染:精华和运行过程不产生废水、废渣;
适应性强:可适应不同浓度和温度的废气净化;
运维简单、费用低:低耗节能;
防腐耐用:采用304不锈钢,防腐性能高。
等离子催化氧化法:
等离子体催化技术适用范围广,净化效率高,尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体,如化工、医药等行业。
第一阶段:废气激发、离解活化
当外加电压达到气体的放电电压,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体,利用高能粒子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解、电离等一些列过程使气体处于低温活化状态。
第二阶段:活化废气催化氧化分解
采用高能射线照射私有金属氧化物,活化废气再金属氧化物表面发生催化氧化反应,利用废气中的氧气与反应生成水和二氧化碳,实现废气治理。
适用范围:苯系物、酯类、恶臭物质等多种有机物。
优点:
能耗低:在室温下反应,节约了能源;
占地面积小:设备体积小,结构紧凑;
成本低:运行成本低,维护简单;
无二次污染:净化运行过程不产生二次废水、废渣。
缺点:具有一定的安全隐患。
涂料行业废气治理根据原料和工艺的不同,每个企业适合的废气治理方法都有所区别。根据废气的特点,选择合适的废气治理方式不仅可以降低成本,还能达到较高的处理效率。
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喷涂废气介绍
废气介绍:油漆喷涂过程中主要产生漆雾和有机废气污染,油漆在高压作用下雾化成微粒,在喷涂时,部份油漆未到达喷漆物表面,随气流弥散从而形成漆雾;有机废气来自稀释剂的挥发,有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面,在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气。
主要成分:主要构成成分是苯、甲苯、二甲苯以及一些粉尘颗粒等,大多数的喷涂废气还包含了乙酸乙酯、丁酮、异丙醇以及一些醚类物质。
主要来源:喷涂废气主要源于涂料中含有的有机溶剂在喷涂挥发的漆雾和干燥过程产生的挥发性废气,一般来说,中涂、面涂和清洗溶剂使用过程中产生的VOCs含量z高。具体到生产车间,产生有机废气z多的有喷漆室、晾置室、调漆间、烘干室等,而不同车间产生的废气组分不尽相同。
主要危害:这些成份对人的健康和生活环境有害,并且有恶臭,人如果长q吸入低浓度的有机废气,会引发咳嗽、胸闷、气喘甚zhi肺气肿等慢性呼吸道疾病,是目前公认的强烈致癌物。除此之外,有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着非常重要的作用。
方案介绍
一、常见处理工艺比较
有机废气污染物种类繁多,特性各异,因此相应采用的治理方法也各不相同,常用的有:冷凝法、吸收法、吸附法、生物法、催化氧化法等;近年来由国外也发展出一些新的工艺技术:生物法、低温等离子法等,以下对各工艺作简要对比介绍。
1.冷凝法
是把废气直接导入冷凝器冷凝,冷凝液经分离可回收有价值的有机物。采用冷凝法要求废气中有机物浓度高,一般有机物浓度要达到几万甚zhi几十万ppm,对于低浓度有机废气此法不适用。
2.吸收法
吸收法可分为化学吸收和物理吸收,大部分有机废气不宜采用化学吸收。物理吸收要求吸收剂应具有与吸收组分有较高的亲和力,低挥发性,吸收液饱和后经解析或精馏后重新使用。本法适合于中高浓度的废气,但要选
择一种廉价高效的低挥发性吸收液也比较困难,同时二次污染问题较难解决,净化效果不理想。
3.吸附法
有机废气通过吸附材料的吸附,可达到90%~95%以上的净化率,设备简单、 投资小。该法可以采用热空气、水蒸汽等对吸附饱和的吸附材料进行再生,可实现循环利用,达到节能、降耗、环保、经济等目的。
4.生物法
该法是基于成熟的生物处理污水技术上发展起来,具有能耗低、运行费用少的特点,在国外有一定规模的应用。其缺点在于污染物在传质和消解过
程中需要有足够的停留时间,从而增大了设备的占地,同时由于微生物具有 一定的耐冲击负荷限值,增加了整个处理系统在停启时的控制。该法目前在
国内污水站废气治理中有少量应用,对工业废气治理的应用很少。
5.蓄热式氧化法
该法是利用天然气或燃料油燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度760-820℃,滞留一定的时间(0.5~1.2秒),使可燃的有害物质进行高温分解变为无害物质。本法的特点:工艺简单、去除率高,通过蓄热材料回收热量,
可以达到90~95%的热回收率,运行费用较少,尤其对于一些复杂组分处理效果较好。
二、工艺选择
涂装厂也分很多种,按照喷涂方式可分为机器人自动喷涂和人工喷涂,一般汽车及船舶行业的喷涂采用机器人喷涂较多,喷涂产生的有机废气浓度也比较高,其余如小型零部件喷涂、手机外壳喷涂、各种logo喷涂等,采取人工喷涂的方式较多,人工喷涂因其对尤其的喷涂量有限,且喷漆房需要保持良好的工作环境,z终汇集到排放总管的废气一般为大风量、低浓度的有机废气。本方案针对后者,一个手机外壳涂装线的VOCs废气治理进行详细介绍:
工艺路线简述:
吸附净化系统:涂装生产过程产生的有机废气汇集后,一并进入后端环保系统进行治理。汇集的废气经过旋风除尘器+旋流板塔+卧式喷淋塔+四级干式过滤器去除漆雾、UV、杂质、粉尘等,为降低废气的相对湿度,引后端热空气对气体进行除湿,z后相对干燥、洁净的废气进入沸石转轮的净化区以去除90%及以上的VOCs;经沸石转轮吸附净化后的气体,达到处理要求,通过净化风机送zhi烟囱,实现达标排放。
脱附再生+热力氧化系统:吸附饱和的沸石随着转轮的连续旋转,转zhi再生区,通过小风量热风连续地通过再生区,被吸附到转轮上的VOCs
在再生区受热脱附,随热风一起排出。排出的热风含有高浓度的VOCs,通过再生风机送zhi
RTO进行氧化处理,可去除99%的VOCs;经RTO净化后的废气,与吸附净化废气混合后进入烟囱,实现达标排放。
转轮再生热风加热,采用板式换热器实现,以达到节能的目的。
本方案的特点
沸石分子筛转轮串联RTO炉所组成的高效率VOCs废气处理系统,先由沸石分子筛转轮自排入的废气中吸附VOCs污染物,使原本高浓度、低风量的废气,经由12倍浓缩倍率,转换成低风量、高浓度之废气,降低后端处理设备之成本。
以沸石分子筛脱附出的高浓度废气进入温度为750-8000℃的RTO炉中,从而剖坏分解VOCs分子,VOCs在RTO中的反应式如下:
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利用板式换热器加热脱附气,节省能耗。
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化工厂废气处理方法主要有以下3种
吸收法:
在化工废气处理有机化合物方面,采用比较多的是化学吸收法。
吸附法:
吸附法可应用于净化涂料、油漆、塑料、橡胶等化工生产排放出的含溶剂或有机物的废气,通常用活性炭作为吸附剂。
焚烧法:
有机化工生产废气中的有机污染物或恶臭物质,可用直接燃烧法或催化燃烧法治理。
直接燃烧可采用火炬或焚烧炉;火炬燃烧法用于处理含有足够可燃物的废气,废气的热值需1925KJ/m3&sup3以上,火炬为常压燃烧器,燃烧效率较低。如使用与锅炉或工业炉类似的强制送风燃烧炉,燃烧效果比火炬好。直接燃烧通常在1000℃左右进行,完全燃烧产物CO2、N2和水蒸气等。
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一般用于对漆雾的过滤,对于三苯及其他VOCs气体无效。我国对漆雾的过滤80——90%采用湿式过滤,如水帘、水旋、油帘等方式。国外是80——90%采用干式过滤、发达国家根本不允许使用湿式过滤(因为油污对水的污染当今国际上还没有理想的解决方法。
2、冷凝回收法
将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,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、直接燃烧法
利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700——800℃),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高。对于汽车制造业来说,喷漆废气的排放往往达到几十万上百万风量,由于浓度不高,选择直接燃烧法太不经济,而且浪费能源。
5、催化燃烧法
喷漆废气处理废气加热到200℃——300℃催化燃烧,达到净化的目的。低能耗的方法,净化率高,无二次污染,工艺简单,操作方便。高温、高浓度有机废气处理有机废气的处理,不适用于低浓度,风量大。
6、活性碳吸附法
(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。
7、离子法
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尖端的高新技术,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。
1)植物液高效喷淋:使用高效喷淋塔高效去除喷涂废气中的漆渣、漆雾,采用植物液洗涤可减少漆渣、漆雾的粘性,提高喷淋洗涤塔对漆渣、漆雾的去除效率。
2)光触媒净化:在催化剂的作用下,常温下使有机废气转化为CO2和H20。有效去除苯类、酯类、酮类、非甲烷总烃、VOC等有机废气。费用低,无安全隐患,无二次污染。
油漆废气处理设备应用范围:山东昊威环保科技公司的油漆废气处理设备广泛应用于机械、电气设备、家电、汽车、船舶、家具等行业。喷漆原料—涂料由不挥发份和挥发份组成,不挥发份包括成膜物质和辅助成膜物质,挥发份指溶剂和稀释剂(主要以二甲苯为主)。