涂装废气治理主要有减少废气排放和喷漆废气进行治理两方面。
一、减少废气排放
1、使用环保型涂料
环保型涂料就是不使用或少量使用有机溶剂的涂料,如水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等。粉末涂料基本上不排放有害废气,近年发展迅速,江淮汽车已将粉末涂料成功应用于车厢喷涂,目前生产线已量产。采用粉末涂料,可大大减少车厢喷涂过程中的废气排放量,节约废气治理设备投资和运行成本。
由于近年环保问题凸显,国家强力推行水性漆的应用,目前新建生产线环评均要求使用水性漆,水性漆已普及到各涂装行业。水性漆的主要成分是水,溶剂含量为20%~25%,远远低于溶剂型涂料。使用水性漆,可以从根源上减少废气中VOC的排放量。
2、提高涂料利用率,减少涂料使用量
汽车涂装过程中常以喷涂形式使用涂料,在喷涂过程中产生较多漆雾,漆雾是喷漆废气中的颗粒物来源,因此,提高涂料利用率可以大大降低废气中的颗粒物,降低废气处理难度。只有采用大容量低压空气喷涂或静电喷涂才能满足至少65%的涂料利用率。除此之外,采用机器人喷涂也可以提高涂料利用率,目前国内涂装行业正在推行内喷机器人,即整条涂装线喷涂实现无人化,全部使用机器人喷涂,极大地提高了涂料的利用率。
3、采用循环风技术,减少废气排放量
喷漆系统是汽车车身涂装车间能耗最大的系统,喷漆系统能耗占涂装车间总能耗的48%左右,因此如何降低喷漆系统的能耗,尤其是喷漆调温、调湿的能耗,是涂装工艺环节节能减排的关键所在。
近几年在国内部分德系、美系、日系汽车工厂中开始采用空调循环风技术,该技术主要是用于降低喷漆系统的能源消耗。
全自动喷漆室排风再循环可分为干式再循环和湿空气再循环。从漆前准备段、风幕、晾干室等区段排出的空气含湿量不高,仅过滤就可循环利用,或经干式漆雾捕捉装置处理过的喷漆室排风,因其洁净度(0.3mg/m³)已达标,可直接循环利用,统称为干式再循环,而经湿式(水洗式)漆雾捕集装置处理过的喷漆室排风含水量增加,需除湿调温后才能循环利用,故称为湿空气再循环。通过使用空调循环风技术,喷漆室空调新风风量可降低60%以上。
二、喷漆废气治理
涂装喷漆废气治理通常采用2种方法:一是“活性炭吸附+催化燃烧”,二是“沸石浓缩转轮吸附+高温燃烧法(RTO/TNV)”,前者适用于小风量(小于10万m³/h),后者适用于大风量(大于10万m³/h)。
1)活性炭吸附法
活性炭作为涂装车间的废气吸附剂已经有很多年的应用经验。活性炭价格便宜,表面有疏水性,比表面积((500~1200㎡/g)大,因而具有优异的吸附性能,可使有机溶剂吸附在其表面,吸附饱和后,采用100℃左右的热空气进行脱附,脱附过程中被吸附的气体解析出来。由于具有疏水性表面的分子筛(沸石)价格昂贵,在以去除有机溶剂为目的的场合,活性炭是最适宜的吸附剂。
涂装喷漆废气治理如采用 活性炭吸附塔吸附法,常规采用活性炭吸附与催化燃烧(脱附)相结合的处理工艺。它是根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)2个基本原理设计的,即吸附浓缩一催化燃烧法,该工艺采用多个活性炭吸附箱连续工作,且各吸附箱之间可交替使用。
吸附:含有机物的废气通过引风机,经过活性炭吸附箱,VOC吸附在活性炭内部,吸附后洁净气体高空排放至室外;经过一段时间(约6d)后,活性炭达到饱和状态,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内。
脱附:启动催化净化装置内的加热装置,热风进入内部循环,当热风达到有机物的沸点(不高于120℃)时,有机物从活性炭内解析出来,进入催化室进行催化分解成CO2和H2O,同时释放出热量。释放出的热量在进入吸附床脱附时,加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解。活性炭得到了再生,有机物得到催化分解处理。
2)沸石转轮吸附法
喷漆室废气属于大风量、低浓度的有机混合气体,目前此类废气主流治理方式为“沸石转轮吸附浓缩+高温焚烧净化”,处理后的废气直接达标排放。
待处理的喷漆室有机混合废气经引风机作用,先经过预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分,否则直接吸附会堵塞沸石的微缩孔,从而影响吸附效果,甚至失效,经过初步过滤后,相对纯净的有机废气进入沸石转轮吸附装置进行吸附净化处理,有机物质被沸石转轮特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出,经过一段时间吸附后,沸石转轮达到饱和状态,转轮自动转动进入冷却和高温脱附区域。
沸石转轮脱附出来的高浓度废气直接进入RTO蓄热式焚烧炉进行焚烧净化处理,废气焚烧后的氧化室高温气体与脱附废气通过热交换器进行热交换,使脱附废气换热(温度控制在150~200℃)后进入转轮脱附区进行脱附,沸石中的有机物受到热空气加热后从沸石中挥发出来,此时脱附出来的废气属于高浓度、小风量、高温度的有机废气,直接进入RTO焚烧炉氧化后释放出大量能量,有机物利用自身氧化燃烧释放出的热量维持自燃,如果脱附废气浓度足够高,RTO正常使用需要很少的天然气甚至不需要天然气,做到真正的节能环保,同时,整套装置安全、可靠、无二次污染。
北京市华康中天国际环保节能科技有限公司(http://www.huakangcc.com)主要为玻璃制造、钢铁、冶金、电厂等行业提供 光催化净化设备、 酸雾吸附设备、及环境污染治理方案。
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