涂裝生產(chǎn)線廢氣處理活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置工藝參考

為了提高目前涂裝生產(chǎn)線廢氣凈化工藝水平與凈化效率，針對(duì)活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置在處理涂裝有機(jī)廢氣領(lǐng)域的應(yīng)用問題，結(jié)合某自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)公司已投運(yùn)涂裝生產(chǎn)線改造項(xiàng)目進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究。該生產(chǎn)線由于建設(shè)初期未設(shè)計(jì)凈化裝置，漆霧與VOCs廢氣經(jīng)過一級(jí)漆霧過濾棉凈化后,通過下排風(fēng)地溝、引風(fēng)機(jī)及排氣筒直接排入大氣中,造成廠區(qū)及周邊環(huán)境污染。根據(jù)涂裝廢氣相關(guān)技術(shù)手冊(cè)及治理工程經(jīng)驗(yàn),結(jié)合噴漆廢氣的排放特點(diǎn)，企業(yè)在原有排風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)保改造。設(shè)計(jì)采用了活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置凈化技術(shù)，改造后車間內(nèi)作業(yè)環(huán)境得到顯著改善，噴漆廢氣排放濃度低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)凈化效率達(dá)95%以上，滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求。該項(xiàng)研究表明，在涂裝生產(chǎn)線正常工況條件下，活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置具有凈化效率高、無二次污染等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適宜在該領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
某自動(dòng)化裝備生產(chǎn)企業(yè)位于市區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，是一家主要生產(chǎn)物料輸送自動(dòng)化裝備及配件的民營(yíng)企業(yè)，其綜合生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)，建設(shè)有1條結(jié)構(gòu)件加工涂裝生產(chǎn)線，由拋丸打磨間、靜電噴涂柜、油性漆噴漆車間、烘干車間等部分組成。其中，拋丸打磨間、靜電噴涂柜、烘干車間都已單獨(dú)設(shè)置了較為完善的除塵、廢氣凈化系統(tǒng)。油性漆噴漆車間由于建設(shè)時(shí)環(huán)保要求相對(duì)較低，僅設(shè)置有初級(jí)漆霧凈化棉層及地溝排風(fēng)系統(tǒng)，未考慮VOCs有機(jī)廢氣的深度凈化，已不能滿足現(xiàn)行排放要求。
參照《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZl—2010)、《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DBl2/524—2014)、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297--1996)、《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》(環(huán)保部2013年第31號(hào)公告)等標(biāo)準(zhǔn)及政策文件，為進(jìn)一步改善車間內(nèi)作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境、減少?gòu)S區(qū)VOCs排放量，該企業(yè)委托資質(zhì)單位對(duì)已建噴漆房排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)保改造，對(duì)噴漆廢氣進(jìn)行深度處理，在原有凈化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加1套活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置，改造工程投運(yùn)后，VOCs排放濃度可控制在最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值以下。
一、 噴漆廢氣治理技術(shù)
1.1噴漆廢氣產(chǎn)生來源
     目前，噴漆工藝已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、船舶、家具、電子等各個(gè)行業(yè)。工業(yè)噴漆工藝中所采用的涂料由固份與揮發(fā)份組成，其中固份主要包括醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯等成膜物質(zhì)以及平流劑、增塑劑等助劑;揮發(fā)份主要包括溶劑與稀釋劑，一般常用的溶劑以醇類、脂肪烴類、醚類、脂類、芳香烴類為主。噴漆工序中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣來自有機(jī)溶劑與稀釋劑的揮發(fā)，由于有機(jī)溶劑不會(huì)隨油漆附著在噴漆件表面，在噴涂與固化過程中將全部揮發(fā)出來形成濃度水平不等的有機(jī)廢氣。
     工業(yè)噴漆根據(jù)自動(dòng)化程度可劃分為人工噴漆與機(jī)械臂噴漆，傳統(tǒng)的人工噴漆工藝即作業(yè)人員手持噴槍對(duì)噴漆物表面進(jìn)行噴漆，該方式涂層的均勻性、涂膜質(zhì)量穩(wěn)定性以及涂料利用率與操作工人技術(shù)水平關(guān)系較大，且作業(yè)人員始終在噴漆室內(nèi)活動(dòng)，對(duì)個(gè)體防護(hù)要求較高。近年來隨工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械臂自動(dòng)噴涂已逐漸應(yīng)用于電氣、電子、家電等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。與人工噴漆相比，機(jī)械臂噴涂顯著提高了噴漆作業(yè)效率，可每天多班連續(xù)工作，且采用PLC系統(tǒng)對(duì)涂層厚度、噴劑使用量均可精準(zhǔn)控制，噴漆效果較好。由于作業(yè)人員僅在噴漆控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，避免工人與噴漆污染物的直接接觸。我國(guó)正在大力推廣自動(dòng)連續(xù)化機(jī)械噴涂線技術(shù)，但由于建設(shè)成本相對(duì)較高、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作相對(duì)復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)中小企業(yè)仍以人工噴漆作業(yè)為主。
1.2噴漆廢氣成分及特點(diǎn)
     噴漆廢氣的成分主要為苯、甲苯、二甲苯、乙烷、庚烷、甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氯化碳等，其中，苯系物危害較大，為主要污染物質(zhì)。除了以上氣態(tài)污染物，噴漆廢氣還含有一定量漆霧(固份成膜物質(zhì))、環(huán)境粉塵等。

噴漆廢氣具有如下特點(diǎn)：

①根據(jù)使用的油漆種類不同，廢氣物質(zhì)組成及含量各不相同。根據(jù)固份比例以及溶劑類型，目前市面上的油漆一般分為高固份漆、低固份漆、油性漆與水性漆等;

②噴漆廢氣中含有較多細(xì)小黏稠的油漆顆粒物，不易稀釋，易導(dǎo)致吸附材料的堵塞;

③噴漆廢氣VOCs污染物揮發(fā)性強(qiáng)，產(chǎn)生源擴(kuò)散面積較大，必須在封閉空間內(nèi)才能有效控制與收集，處理風(fēng)量需根據(jù)封閉空間體積、控制截面面積、控制風(fēng)速、換氣次數(shù)等參數(shù)確定;④噴漆廢氣內(nèi)污染物質(zhì)一般不溶于水，傳統(tǒng)噴漆水簾柜存在清渣、污水處理等方面的困難;⑤噴漆廢氣VOCs排放濃度隨有機(jī)溶劑或助劑添加量的多少有所變化，一般在50—300 mg/m3，屬于大氣量低濃度VOCs有機(jī)廢氣。
1.3常用噴漆廢氣治理技術(shù)
     我國(guó)噴漆廢氣治理行業(yè)發(fā)展較晚，技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，目前市場(chǎng)上采用的治理工藝主要采用水旋/漆霧過濾棉預(yù)處理后，進(jìn)入固定吸附床、光催化氧化裝置以及介質(zhì)阻擋放電裝置等設(shè)備進(jìn)行凈化。吸附法(活性炭固定床)是最簡(jiǎn)單有效的一種噴漆廢氣深度治理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資成本低、運(yùn)營(yíng)維護(hù)較方便，特別是針對(duì)中低濃度的VOCs有較高的凈化效率。但該技術(shù)的缺點(diǎn)也較為突出，由于活性炭吸附容量有限、用于吸附的填料需定期更換，且更換周期相對(duì)較短，導(dǎo)致運(yùn)行成本較高。光催化氧化裝置與低溫等離子體發(fā)生器等凈化裝置在除臭領(lǐng)域有較多成功應(yīng)用案例，但針對(duì)噴漆行業(yè)的VOCs廢氣治理方面，存在凈化效率低、設(shè)備故障率高且存在安全風(fēng)險(xiǎn)等缺點(diǎn)，并未被廣泛認(rèn)可。隨著VOCs有機(jī)廢氣治理技術(shù)的發(fā)展，部分大型汽車噴漆企業(yè)開始引進(jìn)RTO蓄熱式焚燒爐凈化工藝，并采用沸石轉(zhuǎn)輪等新型吸附裝置。該工藝優(yōu)點(diǎn)是凈化效率較高，焚燒溫度達(dá)800℃時(shí)VOCs凈化效率可達(dá)99%以上。缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)高昂、系統(tǒng)控制復(fù)雜、蓄熱陶瓷塊風(fēng)阻大及運(yùn)行費(fèi)用高等。通過對(duì)以上各類技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的分析比較，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)涂裝行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，本文提出的活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置。作為一種VOCs深度處理新技術(shù)，在該凈化領(lǐng)域有較為廣闊的應(yīng)用前景。
二、 活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置的應(yīng)用研究
2.1活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置凈化過程
      通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施的分析與測(cè)量，針對(duì)該噴漆生產(chǎn)線設(shè)計(jì)采用活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置凈化噴漆VOCs有機(jī)廢氣，漆霧采用2級(jí)預(yù)處理凈化，即采用噴漆車間地溝鋪設(shè)漆霧過濾折板紙+漆霧過濾棉進(jìn)行無塵處理。RCO催化氧化裝置選用鉑金貴金屬催化劑，為了使溫控準(zhǔn)確，采用電加熱方式提供熱源，凈化工藝流程見圖1。

2.2活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置設(shè)備
      活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置主要由干式預(yù)過濾器、蜂窩活性炭吸附箱、RCO催化燃燒室、脫附風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)出風(fēng)管道及閥門控制組構(gòu)成?？紤]到設(shè)備運(yùn)輸及安裝簡(jiǎn)便，采用模塊式框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)示意見圖2。

2.3活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置凈化工藝影響因素與對(duì)策
       活性炭吸附--RCO協(xié)同凈化系統(tǒng)在凈化過程中，影響處理效果的主要因素有：
      (1)顆粒物濃度。當(dāng)噴漆廢氣中含有較多顆粒物時(shí)，該工藝對(duì)預(yù)過濾材料、過濾面積、更換周期都有較高要求，確保進(jìn)入活性炭吸附濃縮段內(nèi)顆粒物幾乎被清除，才能保證活性炭吸附性能不受影響。一般采用噴淋塔配合干式過濾棉進(jìn)行預(yù)處理。
      (2)進(jìn)口溫度。當(dāng)噴漆廢氣混入烘干等高溫廢氣時(shí)，活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置需考慮降溫措施，保證進(jìn)人活性炭吸附濃縮段廢氣溫度低于40℃，溫度過高將直接影響活性炭填料的吸附性能，一般可采用水冷或風(fēng)冷降溫措施。
      (3)催化氧化床溫度。催化氧化床溫度宜控制在350～400℃，溫度過低VOCs催化氧化反應(yīng)不徹底，溫度過高則能耗較大，運(yùn)行費(fèi)用過高。為保證較高的凈化效率及較低的能耗，可采用熱交換器進(jìn)行換熱節(jié)能。
三、項(xiàng)目改造后的凈化效果
活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置投入運(yùn)行后，噴漆有機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)的排放濃度低于20mg/m3(非甲烷總烴計(jì))，符合國(guó)家現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。凈化系統(tǒng)運(yùn)行前后VOCs排放濃度檢測(cè)結(jié)果見表1。

四、 總結(jié)
采用活性炭吸附濃縮--RCO催化氧化裝置對(duì)涂裝生產(chǎn)線有機(jī)廢氣進(jìn)行深度處理，凈化效率遠(yuǎn)高于濕式洗滌、低溫等離子體、光氧催化等處理工藝，同時(shí)避免了單純固定床吸附帶來的填料頻繁更換問題，且建設(shè)及運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于RTO、TO等工藝，適用于處理低濃度大氣量的涂裝廢氣，在該領(lǐng)域有較為廣闊的應(yīng)用前景。
來源：環(huán)保