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涂装VOCs废气处置解决方案

涂装VOCs废气处置解决方案

2019-06-01 14:57

涂装车间的废气主要是涂料中含有的有机溶剂和涂膜在喷涂及烘干时的剖析物,统称为挥发性有机化合物(VOCs),其成份主要有甲苯和二甲苯。这些成份对人的健康和生活情况有害,而且有恶臭,人如果恒久吸入低浓度的有机废气,会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病,是目前公认的强烈致癌物。

1、前言

有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着很是重要的作用。为减少涂料中的VOCs,开发了水性涂料和粉末涂料,但水性涂料中仍含有一定比例的有机溶剂。为此,各国颁布了相应的执法,限制该类气体的排放,我国于1997年颁布并实施的GB16297《大气污染综合排放尺度》,限定了33种污染物的排放限值,其中包罗苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂。近年来,随着人们凯发登录首页意识提高,凯发登录首页规则不停完善与执法力度不停提高,汽车生产厂在新建涂装线中需配置废气处置设备,对老的涂装线也在逐步增补废气处置装置,废气经过处置达标后才气排放。针对差异的涂装废气,差异的厂家接纳了差异的要领,下面就汽车涂装废气处置技术进行初浅的分析探讨。

凭据汽车涂装生产工艺,涂装废气主要来自于喷涂、干燥历程。所排放的污染物主要为:喷漆时发生的漆雾和有机溶剂,干燥挥发时发生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部门,其身分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用历程中的溶剂、稀释剂,绝大部门属挥发性排放,其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。故涂装中排放的有害废气的主要发生源为喷漆室、晾干室、烘干室。

2、汽车生产线废气处置要领

2.1烘干历程有机废气的治理方案

电泳、中涂、面涂烘干室排出的气体属于高温、高浓度废气,适合接纳焚烧的要领进行处置。目前烘干历程常用的废气处置措施有:蓄热式热力氧化技术(RTO)、蓄热式催化燃烧技术(RCO)、TNV接纳式热力焚烧系统

2.1.1蓄热式热力氧化技术(RTO)

蓄热式热氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,简称RTO)是一种用于处置中低浓度挥发性有机废气的节能型凯发登录首页装置。适用于大风量、低浓度,适用于有机废气浓度在100PPM—20000PPM之间。其操作用度低,有机废气浓度在450PPM以上时,RTO装置不需添加辅助燃料;净化率高,两床式RTO净化率能到达98%以上,三床式RTO净化率能到达99%以上,而且不发生NOX等二次污染;全自动控制、操作简单;宁静性高。

蓄热式热氧化器接纳热氧化法处置中低浓度的有机废气,用陶瓷蓄热床换热器接纳热量。由陶瓷蓄热床、自动控制阀、燃烧室和控制系统等组成。主要特征是:蓄热床底部的自动控制阀划分与进气总管和排气总管相连,蓄热床通过换向阀交替换向,将由燃烧室出来的高温气体热量蓄留,并预热进入蓄热床的有机废气,蓄热床接纳陶瓷蓄热质料吸收、释放热量;预热到一定温度(≥760℃)的有机废气在燃烧室燃烧发生氧化反映,生成二氧化碳和水,获得净化。典型的两床式RTO主体结构一个燃烧室、两个陶瓷填料床和四个切换阀组成(见下图)。该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能获得最大限度的接纳,热接纳率大于95%;处置有机废气时不用或使用很少的燃料。

优点:在处置大流量低浓度的有机废气时,运行成本很是低。

缺点:较高的一次性投资,燃烧温度较高,不适合处置高浓度的有机废气,有许多运动部件,需要较多的维护事情。

2.1.2蓄热式催化燃烧技术(RCO)

蓄热式催化燃烧装置(RegenerativeCatalyticOxidizer简称RCO)直接应用于中高浓度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有机废气净化。RCO处置技术特别适用于热接纳率需求高的场所,也适用于同一生产线上,因产物差异,废气身分经常发生变化或废气浓度颠簸较大的场所。尤其适用于需要热能接纳的企业或烘干线废气处置,可将能源接纳用于烘干线,从而到达节约能源的目的。

蓄热式催化燃烧治理技术是典型的气-固相反映,其实质是活性氧加入的深度氧化作用。在催化氧化历程中,催化剂外貌的吸附作用使反映物分子富集于催化剂外貌,催化剂降低活化能的作用加速了氧化反映的进行,提高了氧化反映的速率。在特定催化剂的作用下,有机物在较低的起燃温度下(250~300℃)发生无焰氧化燃烧,氧化剖析为CO2和水。并放出大量热能。

RCO装置主要由炉体、催化蓄热体、燃烧系统、自控系统、自动阀门等几个系统组成。在工业生产历程中,排放的有机尾气通过引风机进入设备的旋转阀,通过选转阀将进口气体和出口气体完全离开。气体首先通过陶瓷质料层1预热后发生热量的储蓄和热交换,其温度险些到达催化层进行催化氧化所设定的温度,这时其中部门污染物氧化剖析;废气继续通过加热区(可接纳电加热方式或天然气加热方式)升温,并维持在设定温度;其再进入催化层完成催化氧化反映,即反映生成CO2和H2O,并释放大量的热量,以到达预期的处置效果。经催化氧化后的气体进入陶瓷质料层2,接纳热能后通过旋转阀排放到大气中,净化后排气温度仅略高于废气处置前的温度。系吐洮续运转、自动切换。通过旋转阀事情,所有的陶瓷填充层均完成加热、冷却、净化的循环步骤,热量得以接纳。

优点:工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠;净化效率高,一般均可达98%以上;与RTO相比燃烧温度低;一次性投资低,运行用度低,其热接纳效率一般均可达85%以上;整个历程无废水发生,净化历程不发生NOX等二次污染;RCO净化设备可与烘房配套使用,净化后的气体可直接回用到烘房利用,到达节能减排的目的;

缺点:催化燃烧装置仅适用含低沸点有机身分、灰分含量低的有机废气的处置,对含油烟等粘性物质的废气处置则不宜接纳,催化剂宜中毒;处置有机废气浓度在20%以下。

2.1.3TNV接纳式热力焚烧系统

接纳式热力焚烧系统(德语ThermischeNachverbrennung简称TNV)是利用燃气或燃油直接燃烧加热含有机溶剂的废气,在高温作用下,有机溶剂分子被氧化剖析为CO2和水,发生的高温烟气通过配套的多级换热装置加热生产历程需要的空气或热水,充实接纳利用氧化剖析有机废气时发生的热能,降低整个系统的能耗。因此,TNV系统是生产历程需要大量热量时,处置含有机溶剂废气高效、理想的处置方式,对于新建涂装生产线,一般接纳TNV接纳式热力焚烧系统。

TNV系统由三大部门组成:废气预热及焚烧系统、循环风供热系统、新风换热系统。该系统中的废气焚烧集中供热装置是TNV的焦点部门,它由炉体、燃烧室、换热器、燃烧机及主烟道调治阀等组成。其事情历程为:用一台高压头风机将有机废气从烘干室内抽出,经过废气焚烧集中供热装置的内置换热器预热后,到达燃烧室内,然后再通过燃烧机加热,在高温下(750℃左右)将有机废气进行氧化剖析,剖析后的有机废气酿成CO2和水。发生的高温烟气通过炉内的换热器和主烟气管道排出,排出的烟气对烘干室的循环风进行加热,为烘干室提供所需的热量。在系统末端设置新风换热装置,将系统余热进行最后接纳,将烘干室增补的新风用烟气加热后送入烘干室。另外,在主烟气管道上还设置有电动调治阀,用于调治装置出口的烟气温度,最终排放的烟气温度可以控制在160℃左右。

废气焚烧集中供热装置的特点包罗:有机废气在燃烧室的停留时间为1~2s;有机废气剖析率大于99%;热接纳率可达76%;燃烧器输出的调治比可达26∶1,最高可达40∶1。

缺点:在处置低浓度有机废气时,运行成本较高;管式热交换器只是在连续运行时,才有较长的寿命。

2.2喷漆室、晾干室有机废气的治理方案

喷漆室、晾干室排出的气体为低浓度、大流量常温废气,污染物的主要组成为芬芳烃、醇醚类、酯类有机溶剂。目前,外洋较为成熟的要领是:先将有机废气浓缩以减少需处置的有机废气总量,先接纳吸附法(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,浓缩的废气接纳催化燃烧或蓄热式热力燃烧的要领进行处置。

2.2.1活性炭吸附--脱附净化妆置

接纳蜂窝状活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生并浓缩VOCs和催化燃烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝状活性炭吸附以到达净化空气的目的,当活性炭吸附饱和后再用热空气脱附使活性炭获得再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化燃烧床进行催化燃烧,有机物被氧化成无害的CO2和H20,燃烧后的热废气通过热交换器加热冷空气,热交换后降温的气体部门排放,部门用于蜂窝状活性炭的脱附再生,到达废热利用和节能的目的。整套装置由预滤器、吸附床、催化燃烧床、阻燃器、相关的风机、阀门等组成。

活性炭吸附--脱附净化妆置凭据吸赞同催化燃烧两个基本原理设计,接纳双气路连续事情,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附,当快到达饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度到达2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部门排入大气,大部门被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,到达节能的目的。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。

技术性能及特点:性能稳定,结构简便,宁静可靠,节能省力,无二次污染。设备占地面积小,重量轻。极适用于大风量下使用。吸附有机物废气的活性炭床,用催化燃烧后的废气进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室进行净化,不需外部能量,节能效果显著。缺点是,活性炭使用寿命短,运行成本高。

2.2.2沸石转轮吸附--脱附净化妆置

沸石的主要身分为:硅、铝,具有吸附能力,可作为吸附剂使用;沸石转轮就是利用沸石特定孔径对于有机污染物具有吸附、脱附能力的特性,使原本具低浓度、大风量的VOC废气,经沸石转轮浓缩转换成小风量、高浓度的气体,可以降低后端终处置设备的运行成本。其装置特性适合处置大流量、低浓度、含多种有机身分的废气。缺点是前期投资高。

沸石转轮吸附-净化妆置是一种可连续进行吸赞同脱附操作的气体净化妆置。沸石转轮两侧由特制的密封装置分成三个区域:吸附区、解吸(再生)区及冷却区域。该系统的事情历程是:沸石转轮以较低的速度连续转动,循环通过吸附区息争吸(再生)区及冷却区域;低浓度、大风量的废气连续不停地通过转轮的吸附区时,废气中的VOC被转轮的沸石吸附,被吸附净化后的气体直接排放;轮子吸附的有机溶剂随着转轮的转动被送到解吸(再生)区,再用小风量热风连续地通过解吸区,被吸附到转轮上的VOCs在解吸区受热脱附实现再生,VOC废气随热风一起排出;转轮转至冷却区域进行冷却降温后可重新进行吸附,随着转轮的不停转动,吸附、解吸、冷却循环进行,确保废气处置连续稳定的运行。

沸石转轮装置实质上是一个浓缩器,经过转轮处置后的含有机溶剂的废气被分成两个部门:可以直接排放的洁净空气和含高浓度有机溶剂的再生空气。可以直接排放的洁净空气,可以进入喷漆空调通风系统进行循环使用;高浓度的VOCs气体,其浓度约莫为进入系统前VOCs浓度的10倍左右,浓缩后的气体再通过TNV接纳式热力焚烧系统(或其他设备)进行高温焚烧处置,焚烧发生的热量划分为烘干室供热和沸石转轮脱附供热,热量被充实利用,到达节能减排的效果。

技术性能及特点:结构简单,维护方便,使用寿命长;高吸、脱附效率,使原本高风量、低浓度的VOCs废气,转换成低风量、高浓度的废气,降低后端终处置设备的成本;沸石转轮吸附VOCs所发生的压降极低,可大大减少电凯发登录首页耗;整体系统采预组及模块化设计,具备了最小的空间需求,且提供了连续性及无人化的操控模式;经过转轮浓缩后的废气,可到达国家排放尺度;吸附剂使用不行燃性疏水沸石,使用更宁静;缺点是一次性投资较高。

3、结语

减少涂装公害既是涂装技术凯发登录首页偏向,也是涂装行业的责任。随着海内对情况质量的要求不停提高,挥发性有机废气的治理事情正逐步开展。对汽车涂装废气,应凭据差异特点,分析差异处置要领的处置效果与处置成本,接纳切实有效的技术要领处置,满足排放尺度,掩护地球情况,创建和谐社会。

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