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廢氣處理方法與設(shè)備的選型

編輯:?jiǎn)⒕G環(huán)保   瀏覽:  時(shí)間:2016-02-24

涂裝噴漆常溫廢氣的處理
來(lái)自噴漆室、晾置室、調(diào)漆間和面漆污水處理間的廢氣為低濃度、大流量的常溫廢氣,污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類和酯類有機(jī)溶劑。對(duì)照GB16297《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,這些廢氣的濃度一般在排放限值以內(nèi),為應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的排放速率要求,多數(shù)汽車廠采取高空排放的辦法。這種辦法雖然可以滿足目前的排放標(biāo)準(zhǔn),但廢氣實(shí)質(zhì)上是未經(jīng)處理稀釋排放,一條大型的車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達(dá)數(shù)百噸,對(duì)大氣造成的危害非常嚴(yán)重。

為從根本上減少?gòu)U氣污染物的排放,可以聯(lián)合利用幾種
廢氣處理方法進(jìn)行處理,但大風(fēng)量的廢氣處理成本很高。目前,國(guó)外較為成熟的方法是,先將有機(jī)廢氣濃縮(用吸附-脫附轉(zhuǎn)輪將總量濃縮15倍左右),以減少需處理的有機(jī)廢氣總量,再采用破壞性方法對(duì)濃縮的廢氣進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)也有類似的方法,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附劑)對(duì)低濃度、常溫噴漆廢氣進(jìn)行吸附,用高溫氣體脫附,濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進(jìn)行處理。低濃度、常溫噴漆廢氣的生物處理方法正在研發(fā)之中,國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的技術(shù)尚不成熟,但值得關(guān)注。為真正減少涂裝廢氣公害,還需從源頭上解決問(wèn)題,如采用靜電旋杯等手段提高涂料的利用率、發(fā)展水性涂料等環(huán)保涂料等。

涂裝烘干廢氣處理

烘干廢氣屬于中、高濃度的高溫廢氣,適合采用燃燒的方法處理。燃燒反應(yīng)都有3個(gè)重要參數(shù):時(shí)間、溫度、擾動(dòng),也即燃燒3T條件。廢氣處理的效率實(shí)質(zhì)上是燃燒反應(yīng)的充分程度,取決于燃燒反應(yīng)的3T條件控制。RTO可以控制燃燒溫度(820~900℃)和逗留時(shí)間(1.0~1.2s),并保證必要的擾動(dòng)(空氣與有機(jī)物充分混合),有機(jī)廢氣的處理效率可達(dá)99%,并且廢熱回收率高,運(yùn)行能耗較低。日本及國(guó)內(nèi)的多數(shù)日資汽車廠通常采用RTO對(duì)烘干(底漆、中涂、面漆烘干)廢氣進(jìn)行集中處理。例如,東風(fēng)日產(chǎn)乘用車公司花都涂裝線采用RTO集中處理涂裝烘干廢氣效果很好,完全滿足排放法規(guī)要求。但由于RTO廢氣處理設(shè)備一次性投資較高,用于廢氣流量較小的廢氣處理時(shí)不經(jīng)濟(jì)。

對(duì)于新建涂裝生產(chǎn)線,歐美汽車生產(chǎn)廠首選TAR烘干爐。例如,由德國(guó)杜爾公司承建的奇瑞汽車有限公司涂裝二線采用TAR烘干爐,涂裝廢氣處理與節(jié)能的效果均較好。燃?xì)猓ɑ蛳┯停┖娓蔂t本身就需要通過(guò)燃燒供熱,特別適合廢氣燃燒熱回收,為提高熱效率,設(shè)計(jì)采用多級(jí)熱回收,最后一級(jí)熱回收可以用作烘干爐的新風(fēng)預(yù)熱或風(fēng)幕風(fēng)加熱。TAR烘干爐的廢氣處理與熱利用效率均較高,但目前引進(jìn)的TAR烘干爐成本較高,國(guó)產(chǎn)的TAR烘干爐性能不太穩(wěn)定,筆者建議加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)TAR烘干爐的研發(fā),在新建涂裝線中推廣應(yīng)用國(guó)產(chǎn)TAR烘干爐。國(guó)內(nèi)的許多涂裝線采用了一種與TAR相近的做法,將烘干廢氣作助燃空氣引到燃燒室中燃燒,即烘干加熱與廢氣燃燒“四元體”。這種“四元體”對(duì)廢氣處理有一定效果,但實(shí)踐證明,這種廢氣處理方式效果不充分,處理后的廢氣經(jīng)常不達(dá)標(biāo),原因是廢氣沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)熱,燃燒室的溫度不夠,所以應(yīng)改進(jìn)現(xiàn)行的“四元體”結(jié)構(gòu),保證廢氣處理效率,并提高熱效率。

涂裝廢氣處理工藝方法包括:

現(xiàn)階段針對(duì)涂裝廢氣的處理工藝主要有:隔離法、燃燒法、吸收法、冷凝法、等離子低溫催化氧化法、吸附法等。
l 隔離法:是通過(guò)特種過(guò)濾材料,置放於廢氣外排過(guò)程,經(jīng)機(jī)械隔離,從而達(dá)到治理效果。
優(yōu)點(diǎn):對(duì)漆霧治理效率高,無(wú)技術(shù)要求,操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn):不能有效去除有機(jī)物。
l 燃燒法:利用加熱高溫的方法,將有機(jī)廢氣直接燃燒處理,以達(dá)到廢氣凈化的目的。
優(yōu)點(diǎn):凈化效率高,可達(dá)95%以上。
缺點(diǎn):需要大量熱能,需要消耗大量能源,也易在高溫下生成NOX等造成二次污染。
l 吸收法:利用吸收液與廢氣相互接觸,使廢氣中的有害物質(zhì)溶入吸收液中,從而使廢氣得以凈化。吸收液另行處理。
優(yōu)點(diǎn):投資小,運(yùn)行費(fèi)用低,操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn):處理效率低,不穩(wěn)定,凈化效率不高,約為50%,難於達(dá)到相關(guān)環(huán)保要求,有二次污染。
l 冷凝法:通過(guò)冷凝降溫,當(dāng)溫度低于有害物質(zhì)的凝結(jié)點(diǎn)時(shí),氣態(tài)的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài),從空氣中分離出來(lái),從而凈化。
優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行穩(wěn)定,凈化效率高。
缺點(diǎn):投資較大,對(duì)環(huán)境及操作人員要求較高,且能耗過(guò)大,運(yùn)行費(fèi)用高。
l 等離子低溫催化氧化法:等離子體是物質(zhì)存在的除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四種狀態(tài),具有宏觀度內(nèi)的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中含有大量的活性電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和光子等。這些活性粒子和氣體分子碰撣的結(jié)果,產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很強(qiáng)的O3;有機(jī)物分子受到高能電子碰撞,被激發(fā)及原子健斷裂而形成小碎片基團(tuán)或原子;O·、OH·、HO2、O3等與激發(fā)原子、有機(jī)物分子、基團(tuán)、自由基等反應(yīng),最終使有機(jī)物分子氧化降解為CO、CO2和HO2。
優(yōu)點(diǎn):廣泛適用性,適合于處理低濃度(〈1~1000ppm〉)、劇毒劇臭的有害氣體,彌補(bǔ)了其他技術(shù)無(wú)法處理的空白。以及操作簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn):?jiǎn)为?dú)的低溫等離子體技術(shù)在處理有害氣體時(shí)還是有其欠缺的地方,如不能完全徹底地把有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體,副產(chǎn)物較多;且在氧等離子體下產(chǎn)生大量的臭氧;能耗較高;脫除效率較低等。
l 吸附法:利用多孔性的活性炭、硅澡土、無(wú)煙煤等分子級(jí)的大表面剩余能,將有機(jī)氣體分子吸附到其表面,從而凈化。
優(yōu)點(diǎn):處理效率高(活性炭吸附可達(dá)99%以上),適用廣泛,操作簡(jiǎn)單,投資費(fèi)用低。
缺點(diǎn):系統(tǒng)風(fēng)壓損失大,使得能耗較高,吸附劑的飽和點(diǎn)難掌握,吸附劑容量有限,運(yùn)行費(fèi)用較高。

結(jié)論,一個(gè)優(yōu)秀的涂裝廢氣處理工藝必需是集眾所長(zhǎng),避其所短,必需高效、實(shí)用、低能耗、易操作。實(shí)踐證明,單獨(dú)采用任何一種方法都不能達(dá)到高效治理目標(biāo),一般涂裝廢氣都選用組合式除塵處理,從而達(dá)到最佳、高效處理效果。

 

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