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涂装废气处理方法与设备的选型

作者:   发布时间:2014-11-27   点击次数:1345

涂装喷漆常温废气的处理
    来自喷漆室、晾置室、调漆间和面漆污水处理间的废气为低浓度、大流量的常温废气,污染物的主要组成为芳香烃、醇醚类和酯类有机溶剂。对照GB16297 《大气污染综合排放标准》,这些废气的浓度一般在排放限值以内,为应对标准中的排放速率要求,多数汽车厂采取高空排放的办法。这种办法虽然可以满足目前的 排放标准,但废气实质上是未经处理稀释排放,一条大型的车身涂装线每年排放的气体污染物总量可能高达数百吨,对大气造成的危害非常严重。

    为从根本上减少废气污染物的排放,可以联合利用几种废气处理方法进行处理,但大风量的废气处理成 本很高。目前,国外较为成熟的方法是,先将有机废气浓缩(用吸附-脱附转轮将总量浓缩15倍左右),以减少需处理的有机废气总量,再采用破坏性方法对浓缩 的废气进行处理。国内也有类似的方法,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附剂)对低浓度、常温喷漆废气进行吸附,用高温气体脱附,浓缩的废气采用催化燃烧或 蓄热式热力燃烧的方法进行处理。低浓度、常温喷漆废气的生物处理方法正在研发之中,国内现阶段的技术尚不成熟,但值得关注。为真正减少涂装废气公害,还需 从源头上解决问题,如采用静电旋杯等手段提高涂料的利用率、发展水性涂料等环保涂料等。

涂装烘干废气处理

    烘干废气属于中、高浓度的高温废气,适合采用燃烧的方法处理。燃烧反应都有3个重要参数:时间、温度、扰动,也即燃烧3T条件。废气处理的效率实质上是燃 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),有机废气的处理效率可达99%,并且废热回收率高,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,东风日产乘用车公司花都涂装线采用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。

    对于新建涂装生产线,欧美汽车生产厂首选TAR烘干炉。例如,由德国杜尔公司承建的奇瑞汽车有限公司涂装二线采用TAR烘干炉,涂装废气处理与节能的效果 均较好。燃气(或烯油)烘干炉本身就需要通过燃烧供热,特别适合废气燃烧热回收,为提高热效率,设计采用多级热回收,最后一级热回收可以用作烘干炉的新风 预热或风幕风加热。TAR烘干炉的废气处理与热利用效率均较高,但目前引进的TAR烘干炉成本较高,国产的TAR烘干炉性能不太稳定,笔者建议加强国产 TAR烘干炉的研发,在新建涂装线中推广应用国产TAR烘干炉。国内的许多涂装线采用了一种与TAR相近的做法,将烘干废气作助燃空气引到燃烧室中燃烧, 即烘干加热与废气燃烧“四元体”。这种“四元体”对废气处理有一定效果,但实践证明,这种废气处理方式效果不充分,处理后的废气经常不达标,原因是废气没 有经过预热,燃烧室的温度不够,所以应改进现行的“四元体”结构,保证废气处理效率,并提高热效率。 

涂装废气处理工艺方法包括:

       现阶段针对涂装废气的处理工艺主要有:隔离法、燃烧法、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法、吸附法等。

l       隔离法:是通过特种过滤材料,置放於废气外排过程,经机械隔离,从而达到治理效果。

优点:对漆雾治理效率高,无技术要求,操作简单。

缺点:不能有效去除有机物。

l       燃烧法:利用加热高温的方法,将有机废气直接燃烧处理,以达到废气净化的目的。

优点:净化效率高,可达95%以上。

缺点:需要大量热能,需要消耗大量能源,也易在高温下生成NOX等造成二次污染。

l       吸收法:利用吸收液与废气相互接触,使废气中的有害物质溶入吸收液中,从而使废气得以净化。吸收液另行处理。

优点:投资小,运行费用低,操作简单。

缺点:处理效率低,不稳定,净化效率不高,约为50%,难於达到相关环保要求,有二次污染。

l       冷凝法:通过冷凝降温,当温度低于有害物质的凝结点时,气态的有害物质转化为液态,从空气中分离出来,从而净化。

优点:运行稳定,净化效率高。

缺点:投资较大,对环境及操作人员要求较高,且能耗过大,运行费用高。

 

l       等离子低温催化氧化法:等离子体是物质存在的除固态、液态、气态之外的第四种状态,具有宏观度内的电中性与高导电性。等离子体中含有大量的活性电子、离 子、激发态粒子和光子等。这些活性粒子和气体分子碰掸的结果,产生大量的强氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很强的O3;有机物分子受到高能电子碰撞,被激发及原子健断裂而形成小碎片基团或原子;O·、OH·、HO2、O3等与激发原子、有机物分子、基团、自由基等反应,最终使有机物分子氧化降解为CO、CO2和HO2

优点:广泛适用性,适合于处理低浓度(〈1~1000ppm〉)、剧毒剧臭的有害气体,弥补了其他技术无法处理的空白。以及操作简单。

缺点:单独的低温等离子体技术在处理有害气体时还是有其欠缺的地方,如不能完全彻底地把有害气体转化为无害气体,副产物较多;且在氧等离子体下产生大量的臭氧;能耗较高;脱除效率较低等。

l       吸附法:利用多孔性的活性炭、硅澡土、无烟煤等分子级的大表面剩余能,将有机气体分子吸附到其表面,从而净化。

优点:处理效率高(活性炭吸附可达99%以上),适用广泛,操作简单,投资费用低。

缺点:系统风压损失大,使得能耗较高,吸附剂的饱和点难掌握,吸附剂容量有限,运行费用较高。

     结论,一个优秀的涂装废气处理工艺必需是集众所长,避其所短,必需高效、实用、低能耗、易操作。实践证明,单独采用任何一种方法都不能达到高效治理目标,一般涂装废气都选用组合式除尘处理,从而达到最佳、高效处理效果。


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