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喷涂vocs废气处理设备工艺介绍
时间:2021-02-16 点击次数:51

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涂装生产线是产业制造进程中产生“三废”最多的环节,其中涂装废气是涂装“三废”的重要局部。涂装车间的废气重要是涂料中含有的有机溶剂跟涂膜在喷涂及烘干时的分解物,统称为挥发性有机化合物(VOCs),其成份重要有甲苯跟二甲苯。这些成份对人的健康跟生活环境有害,并且有恶臭,人假如长期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。除此之外,有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着十分重要的作用。为减少涂料中的VOCs,开发了水性涂料跟粉末涂料,但水性涂料中仍含有一定比例的有机溶剂。为此,各国颁布了相应的法令,限度该类气体的排放,我国于1997年颁布并履行的GB16297《大气沾染综合排放标准》,限定了33种沾染物的排放限值,其中包含苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂。近年来,随着人们环保意识进步,环保法规一直完美与执法力度一直进步,产业生产厂在新建涂装线中需配置废气处理设备,对老的涂装线也在逐步弥补废气处理装置,废气经过处理达标后才干排放。针对不同的涂装废气,不同的厂家采取了不同的方法,下面就产业涂装废气处理技巧进行初浅的剖析探讨。


依据产业涂装生产工艺,涂装废气重要来自于喷涂、干燥进程。voc废气处理设备主要是运用不同工艺技术,通过回收或去除减少排放尾气的有害成分,达到保护环境、净化空气的一种环保设备。 吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对 VOCs进行吸收,再利用VOCs和吸收剂物理性质的差异进行分离。所排放的沾染物重要为:喷漆时产生的漆雾跟有机溶剂,干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾重要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的局部,其成分与所利用的涂料一致。有机溶剂重要来自于涂料利用进程中的溶剂、稀释剂,绝大局部属挥发性排放,其重要的沾染物为二甲苯、苯、甲苯等。故涂装中排放的有害废气的重要产生源为喷漆室、晾干室、烘干室。
1、产业生产线废气处理方法
1.1烘干进程有机废气的治理计划
电泳、中涂、面涂烘干室排出的气体属于高温、高浓度废气,适合采取焚烧的方法进行处理。目前烘干进程常用的废气处理办法有:蓄热式热力氧化技巧(RTO)、蓄热式催化焚烧技巧(RCO)、喷淋塔跟光氧催化及低温等离子综合处理体系
1.1.1蓄热式热力氧化技巧(RTO)
蓄热式热氧化器(RegenerativeThermal Oxidizer,简称RTO)是一种用于处理中低浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。实用于大风量、低浓度,实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装置不需增加帮助燃料;沾染率高,两床式RTO沾染率能达到98%以上,三床式RTO沾染率能达到99%以上,并且不产生NOX等二次沾染;全主动把持、操作简单;保险性高。
蓄热式热氧化器采取热氧化法处理中低浓度的有机废气,用陶瓷蓄热床换热器回收热量。由陶瓷蓄热床、主动把持阀、焚烧室跟把持体系等组成。重要特点是:蓄热床底部的主动把持阀分辨与进气总管跟排气总管相连,蓄热床通过换向阀交调换向,将由焚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,蓄热床采取陶瓷蓄热资料接收、开释热量;预热到一定温度(≥760℃)的有机废气在焚烧室焚烧产生氧化反应,生成二氧化碳跟水,得到沾染。典范的两床式RTO主体结构一个焚烧室、两个陶瓷填料床跟四个切换阀组成。该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能得到更大限度的回收,热回收率大于95%;处理有机废气时不必或利用很少的燃料。

优点:在处理大流量低浓度的有机废气时,运行本钱十分低。焚烧炉废气处理设备蓄热式氧化技术处理效率高、热回收率高,降低了系统能耗,可达到污染排放标准的要求,将是有机废气处理领域的一个重要发展方向。
毛病:较高的一次性投资,焚烧温度较高,不适合处理高浓度的有机废气,有很多活动部件,须要较多的维护工作。
1.1.2蓄热式催化焚烧技巧(RCO)
蓄热式催化焚烧装置(RegenerativeCatalytic Oxidizer简称RCO)直接利用于中高浓度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有机废气沾染。RCO处理技巧特别实用于热回收率须要高的场合,也实用于同一生产线上,因产品不同,废气成分经常产生变更或废气浓度稳定较大的场合。尤其实用于须要热能回收的企业或烘干线废气处理,可将能源回收用于烘干线,从而达到节俭能源的目标。
蓄热式催化焚烧治理技巧是典范的气-固相反应,切实质是活性氧参加的深度氧化作用。在催化氧化进程中,催化剂名义的吸附作用使反应物分子富集于催化剂名义,催化剂降落活化能的作用加快了氧化反应的进行,进步了氧化反应的速率。在特定催化剂的作用下,有机物在较低的起燃温度下(250~300℃)产生无焰氧化焚烧,氧化分解为CO2跟水。并放出大量热能。

RCO装置重要由炉体、催化蓄热体、焚烧体系、自控体系、主动阀门等多少个体系形成。在产业生产进程中,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跟出口气体完全离开。气体首先通过陶瓷资料层1预热后产生热量的贮备跟热交换,其温度多少乎达到催化层进行催化氧化所设定的温度,这时其中局部沾染物氧化分解;废气连续通过加热区(可采取电加热方法或天然气加热方法)升温,并坚持在设定温度;其再进入催化层实现催化氧化反应,即反应生成CO2跟H2O,并开释大量的热量,以达到预期的处理后果。经催化氧化后的气体进入陶瓷资料层2,回收热能后通过旋转阀排放到大气中,沾染后排气温度仅略高于废气处理前的温度。体系连续运行、主动切换。通过旋转阀工作,所有的陶瓷填充层均实现加热、冷却、沾染的轮回步骤,热量得以回收。
优点:工艺流程简单、设备紧凑、运行坚固;沾染效力高,个别均可达98%以上;与RTO比较焚烧温度低;一次性投资低,运行用度低,其热回收效力个别均可达85%以上;全部进程无废水产生,沾染进程不产生NOX等二次沾染;RCO沾染设备可与烘房配套利用,沾染后的气体可直接回用到烘房利用,达到节能减排的目标;
毛病:催化焚烧装置仅实用含低沸点有机成分、灰分含量低的有机废气的处理,对含油烟等粘性物质的废气处理则不宜采取,对含氯元素的废气也不能利用,因为宜产生催化剂宜中毒;处理有机废气浓度在20%以下。
个别来说RCO按稀释工艺包含两类:活性炭吸附脱附+催化焚烧

                                        跟沸石转轮+催化焚烧




1.1.3喷淋塔跟光氧催化及低温等离子综合处理体系
水接收法(喷淋塔)是利用有机废气中某些物质易溶于水的特点,使有机废气成分直接与水接触,从而溶解于水达到去除目标。voc废气处理设备主要是运用不同工艺技术,通过回收或去除减少排放尾气的有害成分,达到保护环境、净化空气的一种环保设备。 吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对 VOCs进行吸收,再利用VOCs和吸收剂物理性质的差异进行分离。局部会加入活碱等处理一些酸性气体并且喷淋塔可能进行除尘、除雾、过滤油漆漆雾跟除尘的后果等。实用于水溶性、有组织排放源的有机废气。工艺简单,治理便利,设备运行用度低,但产生二次沾染,需对洗涤液进行处理;沾染效力低,应与其余技巧结合利用,对有机废气处理后果个别。

光氧催化是光化学跟催化氧化方法的一种进级,它把光化学跟催化氧化结合起来,处理后果更佳,而且不存在催化剂中毒及对成分庞杂的废气无奈处理的缺点,而且它的经营本钱更低,因为有催化剂的作用在中低温的情况下也能进行,所以它的能耗也更低。对VOCS气体的异味,甲苯、甲醛、二甲苯等气体处理效力能达到96%以上。韵蓝废气处理研究院经过十年左右的科研攻关及数千的案例进行剖析比较后发明,针对VOCS,光氧催化是目前最有效、最节俭本钱的一种废气处理方法,特别是对浓度在100-300mg/m3的废气能完全处理掉。

低温等离子处理法是利用等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、自由基跟激发态分子等。废气中的沾染物质与这些存在较高能量的活性基团产生反应,转化为CO2跟H2O等物质,从而达到沾染废气的目标。实用范畴广,沾染效力高,尤其实用于其它方法难以处理的多组分有机废气,设备占地面积小;电子能量高,多少乎可能跟所有的有机废气分子作用;运行用度低;反应快、结束十分敏捷,随用随开。但对含水、含尘、有机废气易爆炸,一次性投资费高。

将以上三种处理方法结合在一起,处理后果将大大进步。首先废气进入水喷淋,在喷淋室中以1.8m/s左右的缓慢速度通过。喷淋室内喷淋液经过雾化器的雾化形成层层水膜,首先废气由喷淋塔进气口流入空气室,而后经过层填料进行水洗,去除废气中的40%-60%的漆雾颗粒以及溶解局部溶于水的废气,然落伍入第二层填料进行水洗,完全去除废气中全部的漆雾颗粒跟溶解局部溶于水的废气(避免漆雾粘结灯管,影响光氧设备沾染效力跟后续设备的维护本钱)。而后经水喷淋上真个除雾器进行水份接收。接着废气进入光氧催化设备或等离子设备。
  ①进入光氧催化设备,利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气,裂解产业废气如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳跟苯乙烯,硫化物H2
  S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物,如CO2、H2O等。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不均衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。 UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧),家喻户晓臭氧对有机物存在极强的氧化作用,对产业废气及其它刺激性异味有破竿见影的清除后果。产业废气利用排风设备输入到本沾染设备后,沾染设备应用高能UV紫外线光束及臭氧对产业废气进行协同分解氧化反应,使产业废气物质其降解转化成低分子化合物、水跟二氧化碳,再通过排风管道排出室外。利用高能-C光束裂解产业废气中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到沾染及杀灭细菌的目标.从沾染空气效力考虑,咱们抉择了-C波段紫外线跟臭氧发结合电晕电流较高化妆置采取脉冲电晕放吸附技巧相结合的原理对有害气体进行消除,其中-C波段紫外线重要用来去除硫化氢、氨、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙酸乙酯、乙烷、丙酮、尿烷、树脂等气体的分解跟裂变,使有机物变为无机化合物。
  ②进入等离子设备,在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击沾染物分子,使其电离、解离跟激发,而后便引发了一系列庞杂的物理、化学反应,使庞杂大分子沾染物转变为简单小分子保险物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质,从而使沾染物得以降解去除。
1.2喷漆室、晾干室有机废气的治理计划
喷漆室、晾干室排出的气体为低浓度、大流量常温废气,沾染物的重要组成为芳香烃、醇醚类、酯类有机溶剂。目前,国外较为成熟的方法是:先将有机废气稀释以减少需处理的有机废气总量,先采取吸附法(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,稀释的废气采取催化焚烧或蓄热式热力焚烧的方法进行处理。
1.2.1活性炭吸附--脱附沾染妆置
采取蜂窝状活性炭为吸附剂,结合吸附沾染、脱附再生并稀释VOCs跟催化焚烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝状活性炭吸附以达到沾染空气的目标,当活性炭吸附饱跟后再用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出稀释的有机物被送往催化焚烧床进行催化焚烧,有机物被氧化成无害的CO2跟H20,焚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局部排放,局部用于蜂窝状活性炭的脱附再生,达到废热利用跟节能的目标。整套装置由预滤器、吸附床、催化焚烧床、阻燃器、相干的风机、阀门等组成。
活性炭吸附--脱附沾染妆置依据吸附跟催化焚烧两个基本原理设计,采取双气路连续工作,一个催化焚烧室,两个吸附床交替利用。先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱跟时结束吸附,而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稀释(浓度较原来进步多少十倍)并送往催化焚烧室催化焚烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可坚持自燃,不必外加热。焚烧后的尾气一局部排入大气,大局部被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满意焚烧跟吸附所需的热能,达到节能的目标。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,沾染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。
技巧机能及特点:机能牢固,结构简便,保险坚固,节能省力,无二次沾染。设备占地面积小,分量轻。极实用于大风量下利用。吸附有机物废气的活性炭床,用催化焚烧后的废气进行脱附再生,脱附后的气体再送催化焚烧室进行沾染,不需外部能量,节能后果明显。毛病是,活性炭利用寿命短,运行本钱高。

沸石转轮原理
1.2.2沸石转轮吸附--脱附沾染妆置
沸石的重要成分为:硅、铝,存在吸附才干,可作为吸附剂利用;沸石转轮就是利用沸石特定孔径对有机沾染物存在吸附、脱附才干的特点,使原本具低浓度、大风量的VOCs废气,经沸石转轮稀释转换成小风量、高浓度的气体,可能降落后端终处理设备的运行本钱。其装置特点适合处理大流量、低浓度、含多种有机成分的废气。毛病是前期投资高。
沸石转轮吸附-沾染妆置是一种可连续进行吸附跟脱附操作的气体沾染妆置。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。该体系的工作进程是:沸石转轮以较低的速度连续转动,轮回通过吸附区跟解吸(再生)区及冷却区域;低浓度、大风量的废气连续一直地通过转轮的吸附区时,废气中的VOCs被转轮的沸石吸附,被吸附沾染后的气体直接排放;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,VOCs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从新进行吸附,随着转轮的一直转动,吸附、解吸、冷却轮回进行,确保废气处理连续牢固的运行。
沸石转轮装置实质上是一个稀释器,经过转轮处理后的含有机溶剂的废气被分成两个局部:可能直接排放的清洁空气跟含高浓度有机溶剂的再生空气。可能直接排放的清洁空气,可能进入喷漆空调通风体系进行轮回利用;高浓度的VOCs气体,其浓度大概为进入体系前VOCs浓度的10倍左右,稀释后的气体再通过TNV回收式热力焚烧体系(或其余设备)进行高温焚烧处理,焚烧产生的热量分辨为烘干室供热跟沸石转轮脱附供热,热量被充分利用,达到节能减排的后果。
技巧机能及特点:结构简单,维护便利,利用寿命长;高吸、脱附效力,使原本高风量、低浓度的VOCss废气,转换成低风量、高浓度的废气,降落后端终处理设备的本钱;沸石转轮吸附VOCs所产生的压降极低,可大大减少电力能耗;整体系统采预组及模块化设计,具备了最小的空间须要,且供给了连续性及无人化的操控模式;经过转轮稀释后的废气,可达到国度排放标准;吸附剂利用不可燃性疏水沸石,利用更保险;毛病是一次性投资较高。

具体的喷涂废气处理工艺要依据实际工厂情况来抉择,重要依据废气的浓度、成分;风量的大小,进气口温度等现场情况,本文供给的处理工艺是结合数年废气处理工程胜利案例及工程师结合国内外最新技巧收拾而来,仅供参考。另本文中的RCO及稀释技巧,光氧及等离子结合技巧是本公司专利技巧,任何企业跟个人不得随便盗用。

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