噴漆廢氣處理來源與特性及處理工藝

汽車涂裝是汽車制造過程中產生“三廢”z多的環節,其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”的主要部分。由于人們對廢氣危害認識不夠,噴漆廢氣處理技術不夠成熟,廢氣處理成本較高等原因,涂裝廢氣經常未經處理直接排放。

這些廢氣未經處理排入大氣,在一定條件下會形成光化學污染,影響大氣質量,影響動植物生長和人類的健康。某些有毒VOC廢氣有致殘、致畸、致癌作用,對長q暴露其中的人體造成嚴重傷害。

為此,各國頒布了相應的法令,限制該類氣體的排放,我國于1997年頒布并實施的GB16297《大氣污染綜合排放標準》,限定了33種污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發性有機溶劑(VOC);另外我國于1994年頒布并實施的GB14554《惡臭污染物排放標準》分年限規定了八種惡臭污染物的一次z大排放限值、復合惡臭物質的臭氣濃度限值及無組織排放源的廠界濃度限值;2006年剛頒布實施的HJ/T293《清潔生產標準 汽車制造業(涂裝)》中明確了環境管理指標,強調了油漆烘干室的脫臭裝置。

近年,隨著人們環保意識提高,環保法規不斷完善與執法力度不斷提高,主流汽車廠在新建涂裝線中采用了廢氣處理設備,對老的涂裝線也在逐步補充廢氣處理裝置,廢氣經過處理后達標排放。針對不同的涂裝廢氣,不同的廠家采用了不同的方法,處理的效果與成本也不盡相同,下面就汽車涂裝廢氣處理技術進行初淺的分析探討。

涂裝廢氣的來源與特性

1、噴漆室廢氣

為維持噴涂的作業環境,根據勞動安q衛生法的規定,噴涂作業時,噴漆室內應連續換風,換風速度應控制在(0.25~1)m/s的范圍內。噴漆室換風排氣廢氣的主要組成為噴漆揮發的有機溶劑,其主要成分為芳香烴、醇醚類、酯類有機溶劑,由于噴漆室的排風量很大,所以排氣的有機廢氣總濃度很低,通常在100mg/m3以下。另外,噴漆室的排氣中經常還含有少量未處理完q的漆霧,特別是干式漆霧捕集噴漆室,排氣中漆霧較多,可能成為廢氣處理的障礙,廢氣處理前必須預處理q

2、晾置室廢氣

面漆在噴涂之后烘干之前,要進行流平晾置,濕漆膜在晾置過程中有機溶劑揮發,為防止晾置室內有機溶劑聚集發生爆炸事故,晾置室應連續換風,換風速度一般控制在0.2m/s左右,排風廢氣的成分與噴漆室排風廢氣的成分相近,但不含漆霧,有機廢氣的總濃度比噴漆室廢氣偏大,根據排風量大小不同,一般在噴漆室廢氣濃度的2倍左右,通常與噴漆室排風混合后集中處理。另外,調漆間、面漆循環水池也要排放類似的有機廢氣。

3、烘干廢氣

烘干廢氣的成分比較復雜,除包含有機溶劑、部分增塑劑或樹脂單體等揮發成分,還包含熱分解生成物、反應生成物。電泳底漆與溶劑型面漆烘干均有廢氣排出,但其成分與濃度差別較大。

電泳涂料盡管屬于水性涂料,但其烘干廢氣中仍含有較多的有機成分,除其溶劑中含有少量的醇醚類有機物外,還包含烘干過程中的熱分解生產物,如醛酮類小分子,另外,電泳烘干廢氣中還主要包含封閉異氰酸酯固化劑解封反應產生的小分子,如甲乙酮肟和多種醇醚類混合物,電泳烘干過程中通常有10%左右的烘干減量,主要也是由于封閉劑的釋放。

電泳烘干廢氣中的總有機物濃度一般在500~1000mg/m3,c過了《大氣污染綜合排放標準》的廢氣濃度限值要求,所以必須處理達標后才能排放。以前,在部分涂裝廠與涂裝設備公司中存在一定誤解,認為電泳底漆屬水性涂料,烘干廢氣中有機物的濃度很低,可以不經處理排放,有許多涂裝廠,僅有面漆烘干廢氣處理,沒有電泳底漆烘干廢氣處理。

另一方面,電泳底漆烘干廢氣的有機物濃度雖然比面漆烘干廢氣低一些,但其惡臭物質,如甲乙酮肟,濃度更大,為滿足《惡臭污染物排放標準》,消除惡臭物質的擾民影響,電泳底漆烘干廢氣甚z更應該處理。

溶劑型面漆烘干廢氣的主要組成為面漆溶劑,成分與噴漆室廢氣相近,另含有少量增塑劑、樹脂單體或固化反應產生的有機小分子等揮發成分。溶劑型面漆烘干廢氣中總有機物濃度一般在2500mg/m3左右,c過了《大氣污染綜合排放標準》的廢氣濃度限值要求,所以必須處理達標后才能排放。

涂裝廢氣的處理工藝

1、催化燃燒法

催化燃燒法的原理是通過催化劑的作用,降低燃燒反應的活化性,使有機廢氣中的有機物在較低溫度下迅速氧化成水和二氧化碳,以較低的燃燒能耗達到治理的目的。

催化燃燒法優點:起始燃燒溫度較低(250-400℃);燃燒不受碳氫化合物濃度的限制,可以處理多種混合氣體;基本上不會造成二次污染,燃燒反應的有害副產物氮氧化物的產生量很??;簡便易行,設備投資較少。

催化燃燒法缺點:催化劑易中毒和不耐高溫。當所處理的有機廢氣中含有的焦油、油煙、粉塵、鉛化合物和硫、磷、鹵族元素的化合物等物質達到一定含量時,催化劑的活性就會大大降低。一般都采用前處理的辦法,預先除掉有毒物質,但此法會從另一方面增加成本。

2、直接燃燒法

直接燃燒法是利用燃燒器將廢氣加熱z燃燒溫度以上,使有機污染物轉換成無害的CO2和H2O。為提高廢氣處理的溫度,減少燃料消耗,采用直接燃燒法處理廢氣時,通常將燃燒后的廢氣與燃燒前的廢氣進行熱交換,熱交換與廢熱利用的形式各有不同,常見的直接燃燒形式有RTO(蓄熱式熱力燃燒系統)。

RTO利用高效的蓄熱材料,通過廢氣氣流的程序切換,將燃燒廢氣的廢熱貯存在蓄熱材料中,用于下一階段進入的廢氣預熱,提高廢氣進氣溫度,回收廢熱,進出口廢氣平均溫差30-50℃,廢熱回收效率可達95%以上。

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