【喷漆废气概述】

喷漆废气来源于喷漆作业中使用有机溶剂和稀释剂的挥发,而有机溶剂不会随着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。 喷漆作业中有机溶剂雾化后形成的颗粒悬浮物极易散发到周围的空气中,污染空气。对被污染空气中的漆雾的收集和处理、改善喷漆环境、达到环保排放要求的主要方法。

【喷漆废气成分】

喷漆废气的主要成分是苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、四氯化碳等,主要是“三苯类”、挥发性有机废气(VOCs)的处理。

(1)喷漆室废气

为维持喷涂的作业环境,根据劳动安全卫生法的规定,喷涂作业时,喷漆室内应连续换风,换风速度应控制在(0.25～1)m/s的范围内。喷漆室换风排气废气的主要组成为喷漆挥发的有机溶剂,其主要成分为芳香烃(三苯及非甲烷总烃类)、醇醚类、酯类有机溶剂,由于喷漆室的排风量很大,所以排出的有机废气总浓度很低,通常在100mg/m3左右。另外,喷漆室的排气中经常还含有少量未处理完全的漆雾,特别是干式漆雾捕集喷漆室,排气中漆雾较多,可能成为废气处理的障碍,废气处理前必须预处理。

(2)晾置室废气

面漆在喷涂之后烘干之前,要进行流平晾置,湿漆膜在晾置过程中有机溶剂挥发,为防止晾置室内有机溶剂聚集发生爆炸事故,晾置室应连续换风,换风速度一般控制在0.2m/s左右,排风废气的成分与喷漆室排风废气的成分相近,但不含漆雾,有机废气的总浓度比喷漆室废气偏大,根据排风量大小不同,一般在喷漆室废气浓度的2倍左右,可达到300mg/m3,通常与喷漆室排风混合后集中处理。另外,调漆间、面漆污水循环水池也要排放类似的有机废气。

(3)烘干废气

烘干废气的成分比较复杂,除包含有机溶剂、部分增塑剂或树脂单体等挥发成分,还包含热分解生成物、反应生成物。电泳底漆与溶剂型面漆烘干均有废气排出,但其成分与浓度差别较大。

【喷漆废气的危害】

来自喷漆室、晾置室、调漆间、面漆污水处理间的废气,为低浓度、大流量常温废气,污染物的主要组成为芳香烃、醇醚类、酯类有机溶剂。对照《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。

漆雾中的有机溶剂——苯、甲苯、二甲苯等属强毒性溶剂,作业时散发至车间空气中,工人经呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒,主要引起中枢神经及造血系统的损害,短期吸入高浓度(1500mg/m3以上)的苯蒸气,即可引起再生障碍性贫血,经常吸入低浓度的苯蒸气也会引起呕吐、神智不清等神经症状。

【设计依据】

■GB7692《涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全及其通风净化》

■GB7691《涂漆作业安全规程安全管理通则》 

■GB144443《涂装作业安全规程涂层烘干室安全技术规定》

■GB14444《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定》 

■GB8196《工业企业防护罩安全要求》

■(DB61/T1061-2017)《陕西省地方标准》 

■GB16927-1996(新二级)《大气污染物排放标准》

【设计原则】

(1)、认真执行国家现行的环保技术标准、规范、遵守国家环保的有关法律、法规。

(2)、在系统工艺的选择上,首先应考虑科学合理,在试验或类似工程经验的基础上,制定合理的工艺路线,要求流程简单、操作稳定,而且力求占地少、投资省、运转费用低、操作管理简单、维护方便。

(3)、本工程涉及环境工程,尤其要注意环境保护,避免减少二次污染;要求改善劳动卫生条件,贯彻安全生产和清洁文明生产的方针。

(4)、为了提高生产线管理水平,设计采用的自动化程度较高,操作人员少,劳动强度低。

【喷漆废气工艺选择】

选择有机的处理方法,总体上应考虑以下因素:有机污染物的类型及其浓度、有机的排气温度和排放流量、颗粒物含量及需要达到的污染物控制水平。

目前该类有机废气治理的方法有很多,如吸附法、吸附催化燃烧、RTO、RCO、TO等,因此,必须针对废气的种类,是否要回收利用、可去除效率、运行费用、设备投资情况及厂家的经济情况选择合适的工艺。本方案采用漆雾过滤+吸附+催化燃烧工艺。因为废气的浓度属于低浓度,须选用吸附剂进行富集,然后进行解吸催化燃烧处理。

在工艺选择和设计时充分考虑实际工况,并遵循以下设计原则:

(1)、运行稳定可靠性。

该废气易燃易爆,因此在选择工艺时要选用安全稳定的工艺与设备,保证在系统连续运行稳定达标。

⑵、操作、管理的方便性设备操作简单、管理方便。选用的控制系统需具有一定的智能性。

⑶、美观、占地少，平面布置力求合理流畅、布局美观,减少占地面积。

1、喷漆废气处理

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,但废气实质上未经处理稀释排放,一条大型车身涂装线每年排放的气体污染物总量可高达数百吨,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。

2、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。对于已建成的涂装生产线,需增加废气处理设备时,可采用催化燃烧系统和蓄热式热力燃烧系统。催化燃烧系统投资小、燃烧能耗低。

一般来说,采用把/铂作为催化剂可将氧化大多数有机废气的温度降到315℃左右。催化燃烧系统可以用于一般的烘干废气处理,特别适用于烘干电源采用电加热的场合,存在的问题是如何避免催化剂中毒失效。从一些用户的使用经验来看,对一般的面漆烘干废气,通过增加废气过滤等措施,可以保证催化剂的寿命为3～5年;电泳漆烘干废气容易造成催化剂中毒,所以电泳漆烘干废气的处理应慎重采用催化燃烧方式。在东风商用车车身涂装线的废气处理改造过程中,电泳底漆烘干废气采用RTO法处理、面漆烘干废气采用催化燃烧方式处理,使用效果良好。

【喷漆废气处理工艺】

本方案采用漆雾过滤+吸附+催化燃烧工艺。因为废气的浓度属于低浓度,须选用吸附剂进行富集,然后进行解吸催化燃烧处理。具体工艺流程如下：

【喷漆废气处理工艺工程说明】

(1)废气经预处理除去粉尘、颗粒状物质后,送入活性炭吸附器Ⅰ、Ⅱ,当活性炭吸附器Ⅰ接近饱和时,首先将处理气体自动切换到活性炭吸附器Ⅱ(活性炭吸附器Ⅰ停止吸附操作),然后用热气流对活性炭吸附器Ⅰ进行解吸脱附,将有机物从活性炭上脱附下来。在脱附过程中,有机废气已被浓缩,浓度较原来提高几十倍,达2000ppm以上,浓缩废气送到催化分解装置,最后被成为CO2与H2O排出。

(2)完成解吸脱附以后活性炭吸附器Ⅰ进入待用状态,待活性炭吸附器Ⅱ接近饱和时,系统再自动切换回来,同时对活性炭吸附器Ⅱ进行解吸脱附,如此循环工作。【废气处理】

(3)当有机废气的浓度达到2000ppm以上时,催化床内可维持自燃,不用外加热。该方案不仅大大节省了能量的消耗,而且由于催化分解器的处理能力仅需原废气处理量的1/5(60000m3/h),所以同时也降低了设备投资。本方案既适合于连续工作,也适合于间断工作。

【性能特点】

1、适合处理高温、高浓度、连续性产生的有机废气;

2、不产生二次污染,设备投资及运行费用低;

3、催化低温分解,预热时间短,能耗低,催化剂使用寿命长,催化分解净化率高达97%以上;

4、设备运行稳定,可靠,活动件少,检修系统配备完善,操作维修方便;

5、整个运行过程中实现全自动化PLC控制,方便,可靠;

6、系统安全设施完善,配有阻火器,泄爆口,运行时出现的异常情况将报警并自动停机。

【适用范围】

1、适用于中高温、中高浓度的有机混合废气;

2、适用于喷漆车间的废气处理(不含卤素、重金属类);

3、适用于电子产品制造及集成电路的废气处理;

4、适用于电线、电缆、漆包线、电机、化工、仪表、自行车、家电等行业的废气处理。

【其它事项】

不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程都由如下工艺单元组成。

1、为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物;

2、预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。从需要预热这一点出发,催化燃烧法适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点;

3、催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。

→具体废气工况，需进行有针对性的参数汇总，工艺评估和方案设计，具体请联系我公司技术人员，进行相应的交流和解答。