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涂料生产涂装过程中的废气排放及处理

来源:南京工业废气处理有限公司 发布时间:2018-12-27 点击次数:
1880年左右,伦敦发生了几起烟雾中毒事件。这种烟是由冬季采煤产生的烟雾和晨雾构成的。主要污染物为二氧化硫和煤尘(主要污染物)、硫酸雾和硫酸盐气溶胶(次要污染物)。
    
     当逆温层发生在高海拔地区时,污染物被封闭在逆温层之下,不能有效地扩散,造成积聚和雾霾的形成。英国伦敦的烟雾事件主要是由燃煤引起的大气污染减少。美国洛杉矶的光化学烟雾是一种氧化性空气污染。由废气排放引起的。
    
     光化学烟雾是由碳氢化合物和氮氧化物在阳光作用下发生化学反应而形成的,大气中的主要污染物,如碳氢化合物和氮氧化物,在受到阳光照射后发生光化学反应,产生次要污染物:主要是臭氧、醛、酮、酸、过氧化物。硝酸乙酯、气雾剂等。反应物(主要污染物)和生成的有机物(次要污染物)的混合物被称为光化学烟雾。
    
     光化学烟雾是蓝色、棕色或白色的可见高度,并有特殊的气味。它会显著降低大气能见度,刺激人眼和鼻粘膜,引起不同程度的炎症和头痛,导致呕吐症状,甚至危及生命。
    
     最近,北京和许多地区的雾霾天气非常严重。挥发性有机物(VOCs)对大气的污染、雾霾中的VOCs含量及其控制措施已引起社会各界的关注。
    
     2002年,研究分析了大气中挥发性有机物的人为来源。结果表明,人为污染源对汽车尾气的贡献率为62%,汽油挥发物的贡献率为9%,液化气的贡献率为10%,液化气的贡献率为6%,石油的贡献率为6%,未知污染源的贡献率为6%。2011年,中国的天然气产量超过1000万吨,几乎是2002年的五倍。因此,涂料对VOCs污染源的贡献不容低估,应引起重视。
    
     油漆生产过程中挥发性有机物的生产量相对较小,这取决于溶剂的种类、生产设备和工艺。溶剂的沸点高,密封性好,温度低,时间短,生产过程自动化程度高,品种少(清洗频率低),挥发性有机物的生产量少;溶剂、生产工艺开放、温度高、时间长、自动化程度低、清洗频繁、挥发性有机物的生产将更多,显然,采用密封设备、提高自动化水平和优化生产工艺,可以从源头上有效控制挥发性有机物的生产。
    
     涂料生产中产生的粉尘主要是颜料和填料。除尘有两种方法,干法和湿法。干法除尘可重复使用,湿法除尘不可重复使用。
    
     干法除尘设备包括:电除尘器、旋风除尘器、袋式除尘器。电除尘器效率高、粒径小,但存在成本高、运行成本高、管理成本高等缺点。旋风除尘器成本低、处理能力大,但除尘效率低。对于小颗粒粉尘的效率。袋式除尘器除尘效率高,价格适中,但存在易堵塞的缺点,目前多数企业采用氧气袋式除尘器。
    
     湿式除尘器以水为洗涤液,通过气液接触将灰尘传递到水相。该方法具有较高的除尘效率和较低的运行成本,但增加了废水的排放量,湿法除尘的主要设备有喷雾吸收塔、液柱吸收塔(改进的喷雾吸收塔)、功率波洗涤器等。
    
     吸附分离技术是利用固体吸附剂吸附混合气体中的VOC,在加热条件下解吸VOC,通过冷却冷凝或焚烧设备热分解VOC回收VOC,如图1所示。
    
     目前,工业上除了活性炭外,活性炭纤维和分子筛也是常用的吸附剂。活性炭是以不同的原料以及煤基活性炭和椰壳活性炭为原料制成的,活性炭价格相对低廉,对VOCs的吸附选择性较低,因此大多数企业一般采用活性炭吸附剂。
    
     吸附设备的类型包括固定床、移动床和吸附转轮。解吸的热源是蒸汽或热空气。蒸汽再生解吸的含VOCs气体可被冷却并冷凝以回收溶剂。热风再生脱附的含VOCs气体也可冷凝回收有机溶剂。利用焚烧设备还可以分解挥发性有机物,回收热能。
    
     水蒸气再生可显著降低再生活性炭的吸附容量,从而缩短吸附分离时间,缩短吸附-解吸循环,从而增加能量和水的消耗。但冷凝分离回收VOCs的设备较大。
    
     活性炭吸附分离只有在适宜的工艺条件下才能更有效地去除水中挥发性有机物。首先,吸气罩的安装位置与废气产生区域之间的距离约为1m,捕集点的风速为0.5~1m/s,吸附系统的运行参数应满足表1的要求。
    
     活性炭吸附法具有能耗低、设备投资低、适合低浓度各种有机化合物、具有回收溶剂的可能性,但不适合处理高浓度的有机物,对于含水或颗粒物的废气需要预处理。泰德。
    
     催化燃烧技术与吸附分离技术的最大区别在于解吸的条件和VOCs解吸的处理方式,催化燃烧技术的流程如图2所示。
    
     由于催化燃烧技术在解吸阶段的温度较高,活性炭吸附剂的使用具有潜在的火灾安全隐患,因此大多采用分子筛作为吸附剂,由于沸石的吸附容量小于活性炭的吸附容量,缩短了吸附-解吸的周期。e催化燃烧系统的操作参数如表2所示。
    
     催化燃烧后,气体温度较高。通过热交换器加热进口气体后,其中的一些用于解吸吸附的VOC,以达到余热利用和节能的目的。
    
     催化燃烧技术处理高浓度有机废气效率高。催化燃烧室将有机气体转化为无害的CO2和H2O,保持稳定的自燃状态。治疗已经完成。启动后,不需要外部加热。燃烧的热废气用于吸附剂的解吸和再生。彻底实现了废热利用和有机物处理的目的。
    
     然而,催化燃烧对催化剂有很高的要求,在催化氧化过程中会产生一些二次污染物。含硫、含氯VOCs催化剂易中毒等。一些低浓度有机物直接催化燃烧操作成本高,对高浓度废气的控制要求高,存在潜在的安全隐患。
    
     生物法主要利用微生物代谢将VOCs转化为CO2和H2O等无机物,生物滤池、生物洗涤器和滴滤器是三种主要的生物处理工艺。流程草图如图3所示。
    
     生物处理具有工艺设备简单、操作方便、投资少、运行成本低、无二次污染、处理不同性质的混合气体等优点,由于生物降解速度慢,废气中VOCs浓度小于5000mgm3,负荷也不能过高,因此具有生物处理工艺简单、成本低、处理效果好等优点。处理后的废气数量有限,不能含有生物毒性物质。
    
     低温等离子体技术,又称非平衡等离子体技术,在外加电场的作用下,通过介质放电产生大量的高能粒子。高能粒子和有机污染物分子经历了一系列复杂的等离子体物理化学反应,从而将有机污染物降解为无毒无害的物质。
    
     低温等离子体具有能量密度低、重粒子接近室温、电子温度高等特点。整个系统的宏观温度不高,电子和粒子反应性高,低温等离子体技术的优点在于它适合于处理各种挥发性有机物,效率高,操作方便。它更适合低浓度VOCs的处理。
    
     涂料中的VOCs基本上是在涂装过程中排放的,我国各行各业没有VOCs排放标准。国家强制性标准《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定了苯、甲苯、二甲苯、甲醛、甲烷等特征污染物的排放限值。目前,涂料生产企业正在参照上述国家标准的实施。
    
     为了改善区域大气环境质量,加强汽车、包装印刷、家具、工业等行业的VOCs排放控制与管理,促进上述行业的技术和污染控制技术进步,广东省质量技术局y监督局联合发布了广东省四个行业的地方标准:
    
     《家具制造业挥发性有机化合物排放标准》(DB448142010)、《包装印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB448152010)、《表面涂装(汽车制造)挥发性有机化合物排放标准》(DB448162010)、工业挥发性有机化合物排放标准任务标准(DB448172010),其中两个标准与绘画有关。
    
     这些标准于2010年11月1日正式实施,其中《表面涂装(汽车制造)挥发性有机化合物排放标准》DB448162010规定涂装生产线单位面积VOCs排放限额应从2013年1月1日起满足表4的要求。
    
     喷涂技术广泛地应用于各种工业中,所以废气除了含有VOCs外,还含有固体物质(树脂、颜料和填料)的细小颗粒,因为它含有树脂等粘性物质,所以处理喷涂废气的第一步就是除去这些粘性细小颗粒。采用od法和干燥法。湿法通过水幕或喷淋塔吸收和去除细小颗粒物。细颗粒物进入水中形成漆渣。用絮凝剂进行过滤除去,再循环水,刚开始时,淡水能溶解少量溶剂,这些溶剂在短时间内被溶剂饱和,然后水就不能溶解溶剂。
    
     随着循环次数的增加,油漆渣量不断积累。在循环过程中,粘性物质容易附着在管道和设备上,最终会导致管道堵塞。因此,经过一段时间的水循环后,需要全部更换。
    
     干法是利用过滤棉和粉末来吸收废气中的固体物质。滤棉和粉体饱和后进行置换,去除湿油漆后的废气中的水被活性炭吸附,占据了吸附剂的容量,不利于有机溶剂的吸附和分离。随着含水量的增加,处理过程将增加。
    
     由于过滤棉价格昂贵,干法工艺多用于喷涂产生的废气量较少的工业或实验室,涂布后的过滤废气中VOCs的含量没有减少。需要进一步处理以降低排放浓度和总量。除了上述的吸收、吸附、冷凝和催化燃烧方法外,再生废气焚烧炉,也称为再生热氧化剂(RTO),应用更为广泛。
    
     RTO的工作原理是有机废气在预热器中加热,然后在燃烧室内高温燃烧。有机物被氧化成二氧化碳和水,然后在另一个蓄热器中蓄热后排出。储存的热量用于对新进入的有机废气进行预热,并且通过周期性地改变气体流动方向来保持炉子的温度稳定。
    
     为了进一步降低能耗,稳定运行和提高VOC去除率,RTO设备和工艺不断改进。图4是三室RTO工艺。在这个过程中有三个再生器和两个燃烧室。通过风扇将有机废气引入再生器A吸收热量,提高温度,然后进入燃烧室燃烧。燃烧的气体进入再生器B储存热量,然后排放。同时,再生器C中剩余的未溶解的有机废气被吹回燃烧室进行处理。
    
     RTO的适宜VOC浓度范围为2~8g/m3。对于低热值气体,VOC浓度可提高到12g/m3,燃烧室温度应保持在800℃以上,当废气中VOC浓度较低时,应补充气体或燃料。
    
     目前,涂料生产过程中产生的挥发性有机物大多采用活性炭吸附法处理,取代了再生活性炭。置换后的活性炭属于危险废物,需要移交给有危险废物处理资格的单位。这将增加企业的成本,难以监管。因此,一些企业很少改变或从不改变其活动。目前,一些地区的环境保护部门并不批准活性炭吸附新工程产生的VOCs的过程。
    
     VOCs的新处理方法、新工艺不断被引进,但许多成果仍处于实验室阶段。目前对于VOCs降解的中间产物尚不清楚,工程应用较少,各种VOCs处理装置对废气的流量、温度和浓度都有自己的要求。也就是说,上述条件规定了设备的尺寸和加工流程,没有按照要求设计和安装处理设备,这意味着这些设备是无效的。从源头上引出VOCs生产,减少车间气味,有利于操作人员的健康,减少环保设施的投资,有利于节约投资和运行成本。
    
     采用RTO法处理低浓度VOCs废气具有较高的运行成本,由于辊涂生产线产生的废气雾少、VOCs浓度高、排放稳定、浓度高、易于收集,因此大部分VOCs可通过冷却-吸附-解吸-冷凝工艺回收,具有一定的b。广东省实施的《表面涂装(汽车制造)挥发性有机化合物排放标准》(DB 448162010)要求汽车制造商使用水性涂料来达到排放标准。我们也希望所有行业都能够掌握VOCs排放量标准和限量标准,并加以推广。e开发、生产和应用环境友好型涂料,真正从源头控制VOC的生产和排放。
    
    

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