摘要:介绍喷涂废气的危害和来源,根据喷涂废气特点,综述喷涂废气中漆雾和有机废气的治理工艺,分析各种治理工艺的优缺点,选择和介绍一种成熟的喷涂治理工艺。
1 引言
随着经济的发展,很多工厂企业在生产或加工配件时都使用到喷涂工艺,喷涂废气污染源分布广泛,由于涂料中含有一定比例的溶剂和稀释剂,在喷涂过程中会产生大量的挥发性有机物,同时在喷漆的时候会产生大量的漆渣、粉尘、臭气、异味等,尤其是生产过程中产生的三苯(苯、甲苯、二甲苯)会通过呼吸道进入人体,使人产生眩晕、恶心等症状,严重时还会导致障碍性贫血。喷涂废气不仅对工作人员的身心健康造成严重的威胁,同时也污染了周围的大气环境。随着国家环保法规、节能减排措施的日益完善和加强,人们对生活环境的要求越来越高,如何选择合适喷涂废气处理工艺,减少有机废气排放,已经成我们急需讨论的问题。
2来源与性质
喷涂废气来源于汽车、摩托车、自行车、轮船、飞机、家具设备、机械设备、建材等行业喷涂工序中,包括喷涂、流平和烘干三个步骤。由于涂料中添加有机溶剂,故有有机废气排放,主要含有苯、甲苯、二甲苯等有机污染物。除了有机废气外,由于油漆或光油在高压作用下雾化成微粒,部分未能全部到达喷漆物表面的油漆颗粒随气流弥散形成漆雾,故喷涂废气中还含有漆雾颗粒物。漆雾颗粒微小,绝大部分在10µm以下,而且黏度大,易黏附在物质表面。
3 处理工艺流程
3.1 工艺分析比较
由于喷涂废气不仅含有有机废气,还有漆雾,漆雾会影响到后续有机废气处理的运行和治理效果,故在净化有机废气之前必须去除漆雾,然后才能进一步去除废气中的甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等挥发性有机物。
3.1.1漆雾处理方法
目前国内外漆雾处理方法有过滤法、低温冷凝法、油吸收法、水吸收法等,较多采用的是过滤法和水吸收法。
3.1.1.2 过滤法
主要采用滤层阻留漆雾和颗粒物,滤料可以采用玻璃纤维棉、炉渣等,也可以组合使用,过滤材料视污染程度定期更换或清理漆块后重复使用。过滤措施能去除大部分的漆雾,对有机物也有少量的吸附,但容易堵塞。
3.1.1.2水吸收法
包括喷淋水洗、雾化洗涤、无泵水幕处理、水旋式处理等。喷淋水洗采用喷嘴组成的喷淋室,将水雾化来冲洗漆雾,水过滤后重复利用,该方法效果差,喷嘴易堵塞;雾化洗涤采用螺旋进气,在高级雾化作用下,气液充分接触,废气中的细小颗粒物、未凝固的涂料颗粒及少量有机废气被吸收;无泵水幕喷漆室和无泵水激喷漆室是利用高速排风诱导提水,将排风系统和排水系统合二为一,形成无泵的水循环系统,由于漆雾经过水幕、水帘以及气水通道与水幕强烈搅拌,形成多级净化过程,提高了净化效率。
3.1.2有机废气处理方法
经过除漆雾处理后的喷涂废气主要含有挥发性有机物,处理有机废气的方法主要有取吸附、燃烧法、等离子电离法、冷凝回收法、吸收法等方式。
3.1.2.1吸附法
吸附法是目前广泛使用的有机废气处理技术,将有机废气通过活性炭床,其中的有机污染物被吸附剂吸附,废气得到净化后排入大气。当炭吸附达到饱和后,通入热空气加热炭层,对饱和的炭床进行脱附再生,脱附吹脱放出的有机污染物需做进一步处理。
主要的吸附剂有活性炭、活性炭纤维,焦炭粉粒等。活性炭和活性炭纤维具有密集的细孔结构,内表面极大,吸附性能好,化学性质稳定,耐酸碱,耐水,耐高温、高压,不易破碎,对空气阻力小等特点,因此被广泛采用。
活性炭吸附法净化率可达95%以上,适合低浓度情况,需要提供能量进行脱附再生,脱附出来的高浓度污染物需要进行再处理,若无再生装置,设施运行一定时间后需更换新炭,运行费用太高。
3.1.2.2燃烧法
对于可燃性的有机废气,可以采用燃烧法进行处理,通过燃烧使有机废气在变成二氧化碳和水。燃烧法分直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法三种。
(1)直接燃烧法:该法适用于高浓度、可燃性有机废气的处理。可以在一般的锅炉、废热锅炉、加热锅炉及放空中对废气进行燃烧,燃烧温度大于1000℃。该法简单、成本低、安全,适用于生产波动大、间歇性排放废气的情况。但该法在燃烧不完全时仍有一些污染物排放到大气中,且用火焰燃烧的热能无法回收。
(2)热力燃烧法:该法适用于低浓度、可燃性有机废气的处理。燃烧时需加辅助燃料,燃烧温度为720~820℃。
(3)催化燃烧法:该法适用于处理有机废气和消除恶臭。催化燃烧法操作温度较普通燃烧法低一半,通常为200-400℃(一般低于800℃)。在催化剂的作用下,有机废气中的碳氢化合物可以在较低的温度下迅速的氧化,生产二氧化碳和水,同时发出燃烧热。催化燃烧法净化率可达95%,适合于处理高浓度、小风量且废气温度较高的有机废气,合适的设计工艺可以在只需要补充少量能源情况下维持燃烧,并且可以产生富裕能量,可以彻底分解污染物,运行费用低。但是喷漆废气中的“三苯”浓度一般低于300mg/m3,因此采用催化燃烧法处理喷涂废气不太适合[2~4]。
3.1.2.3等离子电离法
等离子电离法主要是通过脉冲电晕的技术,将有机废气中的有机物分化成空气中的无害物质。适合于处理低浓度(〈1~1000ppm〉)、剧毒剧臭的有害气体,以及操作简单。但该技术还不够成熟,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。