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汽車涂裝有機廢氣處理方法用哪一種?

【時間】2020-07-03? ?【作者】王厚哲 ?【點擊】???TAG:有機(64)涂裝(8)???

    汽車涂裝生產線會產生三廢,也就是廢水、廢氣和固體廢棄物。涂裝車間的廢氣主要是涂層中所含的有機溶劑,以及噴涂干燥過程中涂層膜的分解。它被統稱為揮發性有機化合物(VOC),主要由甲苯和二甲苯組成。這些成分對人體健康和生活環境有害,有惡臭。長期吸入低濃度有機廢氣,會引起咳嗽、胸悶、哮喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病。

 

    為此,各國頒布了相應的法令,限制此類氣體的排放。1997年,中國頒布實施了GB16297《大氣污染綜合排放標準》,限制了苯、甲苯、二甲苯等33種揮發性有機溶劑的排放。近年來,隨著人們環保意識的提高,環保法律法規的不斷完善,執法工作的不斷完善,汽車生產企業需要在新的涂裝生產線上配備廢氣處理設備,而舊的涂裝生產線也在逐步補充廢氣處理設備。廢氣需要經過處理才能排出??紤]到不同的涂層廢氣,不同的制造商采用不同的方法。接下來,由恒藍環保公司小編為您介紹一下汽車涂裝有機廢氣處理方法吧,希望能對您有那么點幫助。
 

汽車涂裝有機廢氣處理方法

汽車涂裝有機廢氣處理方法
 

    從汽車涂裝生產工藝來看,涂裝廢氣主要來自噴涂和干燥過程。主要污染物有:油漆霧和油漆過程中產生的有機溶劑、干燥時產生的有機溶劑和揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于溶劑型涂料在空氣噴涂中的分散,其組成與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來源于涂料使用中的溶劑和稀釋劑。其中大部分是揮發性排放物。主要污染物為二甲苯、苯、甲苯等。因此,涂料排放有害廢氣的主要來源是噴漆室、烘干室和烘干室。

一、汽車生產線廢氣處理方法

1、烘干過程有機廢氣的治理方案

    電泳、中間包衣、表面包衣干燥室排放的氣體屬于高溫高濃度廢氣,適宜焚燒。目前,干燥過程中常見的廢氣處理措施有:再生式熱氧化技術(RTO)、再生式催化燃燒技術(RCO)、TNV回收熱焚燒系統。

(1)再生熱氧化工藝(RTO)

    蓄熱式熱氧化器(RTO)是一種用于處理中、低濃度揮發性有機廢氣的節能環保裝置。適用于大風量、低濃度、有機廢氣濃度在100ppm-20000PPM之間。其運行成本低,當有機廢氣濃度在450 ppm以上時,RTO裝置不需要添加輔助燃料,兩床RTO的凈化率在98%以上,三床RTO的凈化率超過99%,不產生NOX等二次污染,自動控制具有操作簡單、安全性高等優點。
 

汽車涂裝有機廢氣處理方法用哪一種
汽車涂裝有機廢氣處理方法用哪一種
 

    再生式熱氧化器采用熱氧化法處理中、低濃度有機廢氣,采用陶瓷再生床換熱器回收熱量。本實用新型由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室、控制系統等組成。其主要特點是:蓄熱床底部的自動控制閥分別連接進水管和排氣管。蓄熱床通過換熱閥交替存儲燃燒室中高溫氣體的熱量,并將有機廢氣預熱到蓄熱床中。蓄熱床被陶瓷蓄熱材料吸收并釋放熱量,預熱到一定溫度的有機廢氣(≥76 0℃)在燃燒室內反應生成二氧化碳和水,可被凈化。典型的雙床RTO主結構由一個燃燒室、兩個陶瓷填料床和四個開關閥組成。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器能大限度地回收熱能,熱回收率可達95%以上,用于有機廢氣處理的燃料很少。

優點:處理大流量、低濃度有機廢氣運行成本低。

缺點:一次性投資高,燃燒溫度高,不適合處理高濃度有機廢氣,有許多運動部件,需要更多的維護工作。

(2)再生催化燃燒技術(RCO)

    再生催化燃燒裝置(RCO)直接應用于高濃度有機廢氣(1000 mg/m3~10000 mg/m3)的凈化。RCO處理技術特別適用于熱回收要求高的場合和同一生產線。由于產品的不同,廢氣成分經常發生變化,或廢氣濃度波動較大。特別適用于需要熱回收的企業或干燥線的廢氣處理,并可將能量回收用于干燥線,從而達到節能的目的。

    再生催化燃燒處理技術是一種典型的氣固反應,其本質是活性氧(ROS)的深度氧化。在催化氧化過程中,催化劑表面的吸附作用豐富了催化劑表面的反應物分子。降低催化劑活化能的作用加速了氧化反應,提高了氧化反應速率。在特定催化劑的作用下,有機物在較低的著火溫度(2 5 0≤30 0℃)下進行無焰氧化燃燒,分解為二氧化碳和水,釋放出大量的熱能。
 

汽車涂裝用的催化燃燒設備
汽車涂裝用的催化燃燒設備
 

    RCO裝置主要由爐體、催化再生器、燃燒系統、自動控制系統、自動閥等組成。在工業生產過程中,廢氣有機氣體通過引風機進入設備的旋轉閥,通過旋轉閥將進口氣體與出口氣體完全分離。通過陶瓷材料層1預熱后發生熱能儲備和熱交換,氣體溫度幾乎達到催化層催化氧化設定的溫度,此時部分污染物被氧化分解。廢氣通過加熱區(可通過電加熱或天然氣加熱)繼續升溫并保持在設定溫度,進入催化層完成催化氧化反應,即產生二氧化碳和水,釋放大量熱能,達到所需的處理效果。催化氧化后的氣體進入陶瓷材料層2,通過旋轉閥回收熱能并排放到大氣中。凈化后的廢氣溫度僅略高于廢氣處理前。系統連續運行,自動切換。通過回轉閥的運行,所有的陶瓷填充層都完成了加熱、冷卻、凈化的循環步驟,熱能可以回收利用。

優點:工藝流程簡單,設備緊湊,運行可靠;凈化效率高,一般可達98%;與RTO相比燃燒溫度低;一次投資低,運行成本低;熱回收效率一般可達85%;整個過程不產生廢水,凈化過程中不產生NOX等二次污染。RCO凈化裝置可與干燥室結合使用,凈化后的氣體可直接回用到干燥室,達到節能減排的目的。

缺點:催化燃燒裝置僅適用于低沸點、低灰份的有機廢氣的處理,不適用于油煙、催化劑中毒等粘性物質的處理和20%以下的有機廢氣濃度的處理。

(3)TNV回收熱焚燒系統

    再生熱焚燒爐(TNV)是一種直接燃燒氣體或燃料油來加熱含有有機溶劑的廢氣的系統。在高溫下,有機溶劑分子被氧化成二氧化碳和水。產生的高溫煙氣可通過配套的多級換熱器對生產過程中所需的空氣或熱水進行加熱,充分回收和利用有機廢氣氧化分解產生的熱能,降低整個系統的能耗。因此,當生產過程中需要大量的熱能時,TNV系統是處理含有機溶劑廢氣的一種有效而理想的方法。新型電泳涂料生產線一般采用TNV回收熱焚燒系統。

    TNV系統由三部分組成:廢氣預熱焚燒系統、循環空氣加熱系統和新風換熱系統。該系統中的廢氣焚燒集中加熱裝置是TNV的核心部件,由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒器和主煙道控制閥組成。其工作過程如下:有機廢氣經高壓頭風機從干燥室抽出,經廢氣焚燒集中加熱裝置內置換熱器預熱后,由燃燒器加熱。有機廢氣在高溫(約750℃)下氧化分解。分解后的有機廢氣轉化為二氧化碳和水。產生的高溫煙氣通過熱交換器和爐內的主煙道排出。排出的煙氣加熱干燥室中的循環空氣,并為干燥室提供所需的熱能。在系統的末端安裝了一臺新型的空氣換熱器,系統的余熱終被回收,添加到干燥室的新鮮空氣用煙氣加熱,然后送進干燥室。另外,在主煙氣管道上安裝電動調節閥,調節裝置出口煙氣溫度,終煙氣溫度可控制在160℃左右。

優點:有機廢氣在燃燒室停留時間為1≤2s,有機廢氣的分解率大于99%,熱回收率可達76%,有機廢氣的分解率大于99%。燃燒器輸出調節比可達26≤1,可達40:1。

缺點:當處理低濃度有機廢氣時,運行成本較高;管式換熱器只有在連續運行時才有較長的使用壽命。

汽車涂裝用的催化燃燒配置單
汽車涂裝用的催化燃燒配置單
 

2、噴漆室、干燥室有機廢氣處理方案

    噴漆室和烘干室排放的氣體為低濃度、大流量的常溫廢氣。污染物的主要成分是芳香烴、醇醚和酯類有機溶劑。目前,國外較為成熟的方法是:首先將有機廢氣濃縮,以減少待處理有機廢氣的總量,采用吸附法(活性炭或沸石為吸附劑)吸附低濃度常溫噴漆廢氣,利用高溫氣體解吸有機廢氣,用催化燃燒或蓄熱式熱燃燒的方法對濃縮廢氣進行處理。

(1)活性炭吸附-解吸凈化裝置

    以蜂窩狀活性炭為吸附劑,結合吸附凈化、脫附再生、VOC濃縮和催化燃燒的原理,將大風量、低濃度的有機廢氣用蜂窩狀活性炭吸附,達到凈化空氣的目的?;钚蕴课斤柡秃?,用熱風解吸再生活性炭,將濃縮的有機物解吸到催化燃燒床上進行催化燃燒,將有機物氧化成無害的二氧化碳和水,燃燒后的熱廢氣通過換熱器加熱冷空氣。換熱后冷卻的氣體部分排出,部分用于蜂窩狀活性炭的解吸和再生,以達到余熱利用和節能的目的。該裝置由前置過濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃劑、相關風機、閥門等組成。

    活性炭吸附-解吸凈化裝置是根據吸附和催化燃燒兩個基本原理設計的。它連續工作在兩個氣路,一個催化燃燒室和兩個吸附床交替使用。先用活性炭吸附有機廢氣,達到飽和后停止,然后用熱氣流從活性炭中解吸有機物,再生活性炭。解吸的有機物被濃縮(比原來濃度高出幾十倍),并送到催化燃燒室內,催化燃燒成二氧化碳和水蒸氣的排放物。當有機廢氣濃度高于2000ppm時,有機廢氣可在催化床中維持自發燃燒而無需外部加熱。燃燒后,部分廢氣排入大氣,大部分進入吸附床進行活性炭再生。這樣既能滿足燃燒和吸附所需的熱能,又能達到節能的目的。再生后的吸附可進入下一吸附,脫附時可在另一吸附床上進行凈化操作,適用于連續操作及間歇操作。

汽車涂裝用的催化燃燒工程案例
汽車涂裝用的催化燃燒工程案例
 

技術性能和特點:性能穩定,結構簡單,安全可靠,節能省力,無二次污染。該設備占地面積小,重量輕。非常適合在大風量下使用。吸附有機廢氣的活性炭床由催化燃燒廢氣解吸再生。解吸后的氣體送催化燃燒室凈化,無需外能源。節能效果顯著。其缺點是活性炭的使用壽命短,運行成本高。

(2)沸石流道吸附-解吸凈化裝置

    沸石的主要成分是:硅和鋁,具有吸附能力,可用作吸附劑;沸石轉輪利用沸石特定孔徑的特性吸附和解吸有機污染物,使低濃度、高風量的VOC廢氣冷凝成低風量、高濃度的VOC廢氣。采用沸石轉輪濃縮氣體,可降低末端處理設備的運行成本。。該裝置適用于處理流量大、濃度低、含有多種有機成分的廢氣。缺點是早期投資較高。

    沸石轉輪吸附凈化裝置是一種連續吸附解吸的氣體凈化裝置。在沸石轉輪兩側,特殊密封裝置分為吸附區、解吸區(再生區)和冷卻區。該系統的工作過程是沸石轉輪以較低的速度連續旋轉,通過吸附區和解吸(再生)區和冷卻區循環,廢氣中的VOC通過轉輪的吸附區連續被轉輪的沸石吸收,由轉輪吸附的有機溶劑隨著轉輪的轉動而被送到解吸(再生)區,吸附在轉輪上的VOC通過待再生的小風量熱空氣在解吸區進行加熱解吸,將VOC廢氣與熱空氣一起排出,旋轉輪轉移到冷卻區進行冷卻冷卻后,可進行吸附,轉輪旋轉時,吸附,進行解吸和冷卻循環,確保廢氣處理連續穩定運行。

    沸石轉輪裝置本質上是一種濃縮器。含有有機溶劑的廢氣經轉輪處理后分為兩部分:可直接排放的潔凈空氣和含有高濃度有機溶劑的再生空氣??芍苯优欧诺臐崈艨諝饪苫厥盏酵垦b空調通風系統中。高濃度的VOC氣體,其濃度約為進入系統前VOC濃度的10倍,然后通過TNV回收熱焚燒系統(或其他設備)在高溫下焚燒,焚燒產生的熱量分別在干燥室中加熱和用沸石轉輪進行脫附加熱。充分利用熱能,達到節能減排的效果。

   本發明具有結構簡單、維護方便、使用壽命長、吸附解吸效率高、空氣體積大、濃度低、風量低、廢氣濃度低的低VOC廢氣,減少后端終加工設備的成本,沸石轉輪吸附VOC產生的壓降低,從而大大降低了功率的功耗,整個系統預先設置模塊化設計,具有小的空間要求,提供了連續、無人的控制方式,使轉輪集中后的廢氣達到二級排放標準,吸附劑中不易燃的疏水沸石的使用更加安全,缺點是一次性投資高。


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