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常用的喷漆废气处理设备及方法

2020-10-09

一般涂料的组成包括:成膜物质(基料)、颜料、填料、溶剂、其他助剂等,在喷漆作业时还要配上稀释剂(稀料)。

成膜物质是涂料中最重要的组成部分,成膜时随着涂料中溶剂的挥发,黏结剂分子或者乳液中的聚合物微粒相互靠近而凝聚,将颜料和填料黏结起来,形成连续涂膜,并使该涂膜牢固地黏结在基层上。成膜物质固定在物体的表面,很少进入喷涂废气中。

目前国内外喷漆废气处理设备方法包括:过滤法、低温冷凝法、油吸收法、水吸收法等,喷漆废气处理设备较多采用的是过滤法和水吸收法。

常用的喷漆废气处理设备及方法

过滤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,也可组合使用;如某抽油机厂采用的过滤系统由9部分组成,分别为塑料回转球、棕板和玻璃纤维棉9层,过滤材料视污染程度定期更换或清理漆块后重复使用。过滤措施能除去大部分的漆雾,对有机物也有少量的吸附,但不能保证废物污染物的达标排放,还需进一步处理。

吸收喷漆废气处理设备包括喷淋水洗、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;水旋式喷漆室主要是靠在栅格上的水旋器来分离空气中的漆雾,当含有漆雾的空气直接被吸入水旋器与栅格板下的水面撞击后,同水一起以漩涡运动流入水旋器,漆雾和空气分离。目前广泛采用的主要是水幕、水旋及水激式喷涂设备,均能取得较好的净化效果,但因甲苯、二甲苯等有机物不溶于水,对该类有机污染物的去除效率甚微,还需要进一步处理。

经过除雾处理后的喷涂废气和流平、烘干废气主要含有挥发性有机物,一般还需采取吸附、燃烧或催化燃烧的方式进行治理。

吸附法是目前广泛使用的有机废气处理技术,其原理是利用吸附剂的多孔结构,将废气中的VOCs捕获。吸附剂应能满足:比表面积和孔隙率大,吸附能力强,具有一定的颗粒度,较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性,使用寿命长,价格低廉,原料来源充足。处理喷涂废气选用的吸附剂有活性炭、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,内表面积大,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。活性炭过滤吸附法是一种较为经济的方法,与其他方法比较,具有去除效率高、能耗低、工艺成熟、易于推广的优点,缺点是处理设备较大。将含VOCs 的有机废气通过活性炭床,其中的VOCs 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,需对饱和的炭床进行脱附再生;通入水蒸气加热炭层,VOCs 被吹脱放出,并与水蒸气形成蒸气混合物,一起离开炭吸附床,做进一步的处理。

直接燃烧法(或称为热氧化)喷漆废气处理设备是通过燃烧来消除有机物废气污染物的方法,是使用有机废气在温度600-800℃和滞留时间0.3-0.5s的条件下直接燃烧,变成二氧化碳和水,适用于浓度较大的有机废气。为降低燃料费用,需要回收排放气中的热量。

喷漆废气处理设备催化燃烧法是一种类似燃烧法的方式来处理VOCs,操作温度较普通燃烧法低一半,通常为200-400℃,将有机物氧化成二氧化碳和水,同时发出燃烧热。它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰,由于温度降低,允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料,大大地降低了设备费用和操作费用。系统采用间壁式和蓄热式两类热量回收方式。

对于大流量、低浓度的有机废气,燃烧或催化燃烧处理费用太高,不经济。利用炭吸附具有处理低浓度和大气量的优势,先用活性炭捕获废气中的有机物,然后用很小流量的热空气来脱附,这样可使VOCs 富集10-15倍,大大地减少了处理废气的体积,使后处理设备的规模也大幅度地降低。把浓缩后的气体送到催化燃烧装置中,利用催化燃烧处理较高浓度的特点来消除VOCs。催化燃烧放出的热量可以通过间壁换热器来预热进入炭吸附床的脱附气,降低系统的能量需要量。该技术利用炭吸附处理低浓度和大气量的特点,又利用催化床处理适中流量、高浓度的优势,形成一非常有效的集成技术。目前该技术已用于喷涂排放大流量、低浓度有机废气的治理。

从目前涂装行业的现状来看,末端治理仍然是控制喷涂废气排放的主要措施。企业应完备废气处理措施,做到喷涂废气中的污染物全面达标排放;同时规范处理设施、设备的运行操作规程和环境管理要求,做到处理措施的持续有效,污染物持续达标排放。


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