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转化成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,至催化室转化。活性炭得到了再生,有机物得到催化转化处理。
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,废气焚烧后的氧反应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焚烧炉氧反应后释放出大量能量,有机物利用自身氧反应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。
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