有機(jī)廢氣對(duì)光化學(xué)煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,開(kāi)發(fā)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機(jī)溶劑。為此,各國(guó)頒布了相應(yīng)的法令,限制該類(lèi)氣體的排放,我國(guó)于1997年頒布并實(shí)施的GB16297《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,限定了33種污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)溶劑。近年來(lái),隨著人們環(huán)保意識(shí)提高,環(huán)保法規(guī)不斷完善與力度不斷提高,汽車(chē)生產(chǎn)廠在新建涂裝線中需配置廢氣處理設(shè)備,對(duì)老的涂裝線也在逐步補(bǔ)充廢氣處理裝置,廢氣經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。針對(duì)不同的涂裝廢氣,不同的廠家采用了不同的方法,下面就汽車(chē)涂裝廢氣處理技術(shù)進(jìn)行初淺的分析探討。
根據(jù)汽車(chē)涂裝生產(chǎn)工藝,涂裝廢氣主要來(lái)自于噴涂、干燥過(guò)程。所排放的污染物主要為:噴漆時(shí)產(chǎn)生的漆霧和有機(jī)溶劑,干燥揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)溶劑。漆霧主要來(lái)自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機(jī)溶劑主要來(lái)自于涂料使用過(guò)程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發(fā)性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。故涂裝中排放的有害廢氣的主要發(fā)生源為噴漆室、晾干室、烘干室。
電泳、中涂、面涂烘干室排出的氣體屬于高溫、高濃度廢氣,適合采用焚燒的方法進(jìn)行處理。目前烘干過(guò)程常用的廢氣處理措施有:蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)、蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)、TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng)
2.1.1蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)
蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,簡(jiǎn)稱(chēng)RTO)是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。適用于大風(fēng)量、低濃度,適用于有機(jī)廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費(fèi)用低,有機(jī)廢氣濃度在450PPM以上時(shí),RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,兩床式RTO凈化率能達(dá)到98%以上,三床式RTO凈化率能達(dá)到99%以上,并且不產(chǎn)生NOX等二次污染;全自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)單;安全性高。 涂裝廢氣收集處理設(shè)備解決方式
蓄熱式熱氧化器采用熱氧化法處理中低濃度的有機(jī)廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。主要特征是:蓄熱床底部的自動(dòng)控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向,將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留,并預(yù)熱進(jìn)入蓄熱床的有機(jī)廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預(yù)熱到一定溫度(≥760℃)的有機(jī)廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,得到凈化。典型的兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)一個(gè)燃燒室、兩個(gè)陶瓷填料床和四個(gè)切換閥組成(見(jiàn)下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到再大限度的回收,熱回收率大于95%;處理有機(jī)廢氣時(shí)不用或使用很少的燃料。
優(yōu)點(diǎn):在處理大流量低濃度的有機(jī)廢氣時(shí),運(yùn)行成本非常低。
缺點(diǎn):較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機(jī)廢氣,有很多運(yùn)動(dòng)部件,需要較多的維護(hù)工作。 涂裝廢氣收集處理設(shè)備解決方式
、濃縮+焚燒技術(shù)的選擇
根據(jù)濃縮+焚燒技術(shù)清潔凈化理論,目前可供選擇的方式主要有活性碳+催化燃燒法和沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+高溫焚燒法兩種。
1、1 活性碳吸附+催化燃燒法原理
含有機(jī)物的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)的作用,經(jīng)過(guò)漆霧過(guò)濾器再經(jīng)過(guò)活性炭吸附層,有機(jī)物質(zhì)被活性炭*的作用力截留在其內(nèi)部,潔凈氣體排出;經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),停止吸附,此時(shí)有機(jī)物已被濃縮在活性炭?jī)?nèi)。
催化凈化裝置內(nèi)設(shè)加熱室,啟動(dòng)加熱裝置,進(jìn)入內(nèi)部循環(huán),當(dāng)熱氣源達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)時(shí),有機(jī)物從活性炭?jī)?nèi)脫附出來(lái),進(jìn)入催化室進(jìn)行催化分解成CO2和H2O,同時(shí)釋放出能量。利用釋放出的能量再進(jìn)入吸附床脫附時(shí),此時(shí)加熱裝置*停止工作,有機(jī)廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃,尾氣再生,循環(huán)進(jìn)行,直至有機(jī)物*從活性炭?jī)?nèi)部分離,至催化室分解?;钚蕴康玫搅嗽偕袡C(jī)物得到催化分解處理,理論設(shè)計(jì)處理效率約為90%。
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+焚燒法原理
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+高溫焚燒法采用沸石轉(zhuǎn)輪將大風(fēng)量,低濃度廢氣轉(zhuǎn)化為高濃度低風(fēng)量氣體,從而能選擇較小的焚燒爐對(duì)高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)行焚燒。在低溫條件下,有機(jī)廢氣通過(guò)沸石轉(zhuǎn)盤(pán),有機(jī)物被吸附在沸石轉(zhuǎn)盤(pán)上,分出一部分氣流量(約1/20)進(jìn)入冷卻區(qū),冷卻區(qū)氣體進(jìn)入換熱器被加溫到180℃ 到200℃,然后高溫氣體反向回到沸石轉(zhuǎn)盤(pán),將有機(jī)物脫附下來(lái),濃度可做到原來(lái)的25倍以上。
在700℃-800℃溫度下,將濃縮后的有機(jī)廢氣裂解為清潔的CO2和H2O,從而到達(dá)無(wú)害化排放。廢氣通過(guò)提升閥被提升到燃燒室進(jìn)行燃燒,有機(jī)物處理效率99%以上。
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)由濕度控制系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、濃縮器構(gòu)成。
溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng),調(diào)節(jié)進(jìn)入濃縮器廢氣的溫濕度,通常沸石在40℃及相對(duì)濕度75%以下,吸附效果。廢氣過(guò)濾系統(tǒng),過(guò)濾噴漆室廢氣中易導(dǎo)致濃縮設(shè)備阻塞和失效的雜質(zhì)、顆粒物;一般情況下,每套過(guò)濾系統(tǒng)分四級(jí)過(guò)濾,安裝在每套溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)后,一級(jí)過(guò)濾選用F9級(jí),保證沸石轉(zhuǎn)輪的使用壽命。
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng),濃縮有低濃度機(jī)廢氣中的有機(jī)物(VOC),并將大風(fēng)量變?yōu)樾★L(fēng)量,將VOC 濃縮廢氣送入RTO或TAR 進(jìn)行清潔凈化處理,根據(jù)某司涂裝噴漆室的工藝、涂料特點(diǎn),VOC爆炸濃度極限約為12g/m3(設(shè)計(jì)值必須小于極限值的25%),通常我們會(huì)將濃縮器的濃縮比設(shè)計(jì)為25:1,VOC去除效率可達(dá)90%以上。利用VOC 具有可燃性,在保證安全的前提下,做到大的濃縮比,以節(jié)約天然氣的耗量。經(jīng)沸石濃縮轉(zhuǎn)輪凈化后的氣體中VOC 的濃度含量達(dá)到20mg/m3以下,與歐洲標(biāo)準(zhǔn)基本持平。
產(chǎn)品性能特點(diǎn):
1、可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制,操作簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定,安全可靠性高。
2、VOC的分解效率99%以上;
3、采用多項(xiàng)*技術(shù),使設(shè)備簡(jiǎn)化,易于維修,并降低了運(yùn)行成本。
4、廢氣在爐內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng),爐內(nèi)無(wú)死區(qū);
5、不產(chǎn)生NOX等二次污染。
5、操作費(fèi)用低,超低燃料費(fèi)。有機(jī)廢氣濃度在500PPM以上時(shí),RTO裝置基本不需添加輔助燃料。