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摘要:在实际的发展过程中,工业产品制造业的能耗不仅是工业涂装车间,也是最大的污染源之一。例如,在汽车制造业,涂装车间的能耗占生产的70%,同时也产生了相当数量的有机VOCs废气。因此,为了更好地改善环境污染,在今后的发展过程中,我们应该更加注重运用科学合理的手段对涂装车间的有机VOCs废气进行处理。
关键词:涂装车间;VOCs废气治理;技术
2018年7月3日国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,汽车涂装是工业涂装中VOC排放重点发生源,汽车涂装VOC排放治理课题摆在各汽车厂的面前,尤其是采用传统“油性漆”面漆工艺生产的汽车涂装生产线,如何选择适合自己的VOC排放治理方案。为了既满足环保要求,响应政府蓝天保卫战,又保证企业的经营效益,笔者进行了调研和分析,针对涂装VOC废气来源、治理方案进行整理研究。
汽车制造业涂装有机VOCs废气分析的主要来源是通过喷涂在基材上覆盖一层涂料,起到保护材料、外观装饰等特殊功能。目前,在涂装过程中,所用材料主要有树脂、溶剂等,汽车涂装材料一般是指用于汽车、摩托车等机动车及其零部件涂装、修理的涂料和辅助材料。例如:涂装前的表面处理材料和涂装后的材料。涂料工业有机VOCs废气中的主要污染物是苯系物,主要来自涂装工段和干燥工段。
目前,以汽车制造业为例,涂装车间的能耗占整个汽车工业生产过程能耗的70%,产生的污染物也占整个汽车制造过程的85%以上,特别是VOCs废气污染。针对汽车涂装车间VOCs废气的污染控制,可以从以下几个方面加以解决。
活性炭吸附技术活性炭是由含碳材料组成,其外观以黑色为主。活性炭材料的孔结构非常发达,具有比表面积大、吸附容量高等特点。它是微晶碳材料中非常常见的一种材料。每克活性炭的比表面积可达800-1500平方米,这些细孔结构保证了活性炭具有优异的吸附性能。正是这些高度发达的孔结构使活性炭具有优异的吸附性能。活性炭具有比表面积大、孔道发达的特点,能有效吸附表面VOCs废气中的有机污染物,实现VOCs废气的净化。活性炭的吸附效率随吸附容量的增加而降低。当活性炭的吸附容量接近饱和时,需要及时更换活性炭,使其再次起到吸附作用。
低溫等离子体技术通常适用于一些低浓度喷涂VOCs废气的处理。它对污染物的净化效率相对较低,常与其它处理技术配合使用。此外,等离子体通常被称为物质的第四种形式,主要包括电子、离子、自由基和中性粒子。低温等离子体技术主要是通过介电放电过程产生等离子体,以高速连续轰击有机VOCs废气中的恶臭气体分子,从而使污染物活化、电离和裂解。通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物内部的化学键,使大分子污染物转化为低毒、低毒甚至无毒无害的小分子。
目前,单一有机VOCs废气处理工艺的组合工艺难以达到喷漆VOCs废气处理的标准,因此需要采用多种工艺组合工艺对有机VOCs废气进行处理。应用最广泛的组合工艺是吸附浓缩和再生燃烧的组合。预处理后的有机VOCs废气通过吸附床,吸附有机物,净化后排入大气。吸附剂饱和后,用热空气吹出吸附在吸附剂中的有机物,通过控制脱附过程的流量,可以浓缩有机VOCs废气的浓度。有机VOCs废气经解吸浓缩后,经热氧化技术分解为CO2和H2O,释放出大量热量。该热量经换热器或蓄热器加热浓缩后,可用于吸附剂和高浓度有机VOCs废气的解吸再生。运行一段时间后,有机物分解释放的热量可以保持吸附剂的再生,即在再生过程中实现热量平衡,大大降低能耗。最常用的油漆VOCs废气吸附剂是蜂窝活性炭和沸石分子筛。此外,为解吸提供能量的主要部分是再生燃烧和再生催化燃烧。
蜂窝状活性炭是一种蜂窝状活性炭。指将粉末活性炭、水溶性胶粘剂、润滑剂与水混合、捏合、挤压、干燥、炭化活化后制成的蜂窝吸附剂。蜂窝状活性炭还具有强度高、比表面积大、吸附容量大、吸附速度快、孔结构发达等特点。涂装VOCs废气处理采用蜂窝型活性炭作吸附剂时,气体流速不大于1.2m/s。
沸石分子筛具有吸附和离子交换的特性。在油漆VOCs废气的处理中常作为吸附剂使用。旋转浓缩机浓缩轮采用沸石作为吸附剂。分子筛转轮分为吸附处理区、再生区和冷却区三个区域。吸附处理区VOCs废气经VOCs净化后排放,再生区用少量热风吸附VOCs吹出有机物。利用热氧化技术将浓缩的有机VOCs废气分解成无害的CO2和H2O。沸石转轮更适合于大风量、连续运行的喷漆VOCs废气的净化。
在发展过程中,为了进一步改善生态环境,有效促进社会可持续发展,在具体的发展过程中,要积极响应国家节能环保的号召,同时要根据实际情况,采取合理的手段,有效减少目标城市的有机垃圾问题,从根本上改善环境质量,增加数量。
首先,要加强新材料的使用,考虑到当今有机VOCs废气的问题,除了使用传统的环保材料外,还要增加先进材料的使用。在具体的开发过程中,如果有效地利用低挥发分的颜色,可以在一定程度上减少有机废气的排放,在新的时代,在具体的开发阶段,不同的涂料供应商也加强了技术的升级,逐步开发出高固体分材料,如:有效地减少了溶剂的使用,同时,为了更好地满足当前的排放标准,水基材料s的开发和使用也在不断增加,溶剂被水替代,以确保有机废气的浓度能在一定程度上降低,而涂料厂使用的其他材料也应实现低排放,因为传统材料应被安全的水替代,以实现整个过程的减排目的,真正实现绿色涂料。
二是加强新技术的应用,在具体开发阶段,除了优化VOCs废气的收集方法外,还可以减少涂料厂有机废弃物的VOCs废气排放,新工艺的选择与应用总体上可以对喷涂方法进行合理的优化和改造。
参考文献:
[1] 倪明.汽修车间内汽车发动机排除废气的净化处理[J].时代汽车,2017(03).
[2] 乐小勇.汽修车间内汽车发动机排除废气的净化处理[J].工业C,2015(40).
[3] 姚喜贵.热净化器对汽修车间发动机废气HC/CO净化效果的研究[J].小型内燃机与摩托车,2002(03).
[4] 姚喜贵,申桂英,邢蕾.汽修车间内可控节能型下置废气排出系统的研制[J].内燃机,2002(01).
[5] 范京辉,刘海军,杨超华.汽车涂装车间VOC废气末端治理方案研究和应用[J].现代涂料与涂装,2019(09).
[6] 赵会.简析喷漆有机废气治理措施及处理效果[J].中小企业管理与科技,2019(18).
[7] 徐元博,杨建锁,刘洪涛,韩玥,田红建.浓缩焚烧系统在汽车涂装车间VOC废气处理中的应用[J].现代涂料与涂装,2019(04).
(作者单位:东风悦达起亚汽车有限公司)
关键词:涂装车间;VOCs废气治理;技术
2018年7月3日国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,汽车涂装是工业涂装中VOC排放重点发生源,汽车涂装VOC排放治理课题摆在各汽车厂的面前,尤其是采用传统“油性漆”面漆工艺生产的汽车涂装生产线,如何选择适合自己的VOC排放治理方案。为了既满足环保要求,响应政府蓝天保卫战,又保证企业的经营效益,笔者进行了调研和分析,针对涂装VOC废气来源、治理方案进行整理研究。
汽车制造业涂装有机VOCs废气分析的主要来源是通过喷涂在基材上覆盖一层涂料,起到保护材料、外观装饰等特殊功能。目前,在涂装过程中,所用材料主要有树脂、溶剂等,汽车涂装材料一般是指用于汽车、摩托车等机动车及其零部件涂装、修理的涂料和辅助材料。例如:涂装前的表面处理材料和涂装后的材料。涂料工业有机VOCs废气中的主要污染物是苯系物,主要来自涂装工段和干燥工段。
目前,以汽车制造业为例,涂装车间的能耗占整个汽车工业生产过程能耗的70%,产生的污染物也占整个汽车制造过程的85%以上,特别是VOCs废气污染。针对汽车涂装车间VOCs废气的污染控制,可以从以下几个方面加以解决。
活性炭吸附技术活性炭是由含碳材料组成,其外观以黑色为主。活性炭材料的孔结构非常发达,具有比表面积大、吸附容量高等特点。它是微晶碳材料中非常常见的一种材料。每克活性炭的比表面积可达800-1500平方米,这些细孔结构保证了活性炭具有优异的吸附性能。正是这些高度发达的孔结构使活性炭具有优异的吸附性能。活性炭具有比表面积大、孔道发达的特点,能有效吸附表面VOCs废气中的有机污染物,实现VOCs废气的净化。活性炭的吸附效率随吸附容量的增加而降低。当活性炭的吸附容量接近饱和时,需要及时更换活性炭,使其再次起到吸附作用。
低溫等离子体技术通常适用于一些低浓度喷涂VOCs废气的处理。它对污染物的净化效率相对较低,常与其它处理技术配合使用。此外,等离子体通常被称为物质的第四种形式,主要包括电子、离子、自由基和中性粒子。低温等离子体技术主要是通过介电放电过程产生等离子体,以高速连续轰击有机VOCs废气中的恶臭气体分子,从而使污染物活化、电离和裂解。通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物内部的化学键,使大分子污染物转化为低毒、低毒甚至无毒无害的小分子。
目前,单一有机VOCs废气处理工艺的组合工艺难以达到喷漆VOCs废气处理的标准,因此需要采用多种工艺组合工艺对有机VOCs废气进行处理。应用最广泛的组合工艺是吸附浓缩和再生燃烧的组合。预处理后的有机VOCs废气通过吸附床,吸附有机物,净化后排入大气。吸附剂饱和后,用热空气吹出吸附在吸附剂中的有机物,通过控制脱附过程的流量,可以浓缩有机VOCs废气的浓度。有机VOCs废气经解吸浓缩后,经热氧化技术分解为CO2和H2O,释放出大量热量。该热量经换热器或蓄热器加热浓缩后,可用于吸附剂和高浓度有机VOCs废气的解吸再生。运行一段时间后,有机物分解释放的热量可以保持吸附剂的再生,即在再生过程中实现热量平衡,大大降低能耗。最常用的油漆VOCs废气吸附剂是蜂窝活性炭和沸石分子筛。此外,为解吸提供能量的主要部分是再生燃烧和再生催化燃烧。
蜂窝状活性炭是一种蜂窝状活性炭。指将粉末活性炭、水溶性胶粘剂、润滑剂与水混合、捏合、挤压、干燥、炭化活化后制成的蜂窝吸附剂。蜂窝状活性炭还具有强度高、比表面积大、吸附容量大、吸附速度快、孔结构发达等特点。涂装VOCs废气处理采用蜂窝型活性炭作吸附剂时,气体流速不大于1.2m/s。
沸石分子筛具有吸附和离子交换的特性。在油漆VOCs废气的处理中常作为吸附剂使用。旋转浓缩机浓缩轮采用沸石作为吸附剂。分子筛转轮分为吸附处理区、再生区和冷却区三个区域。吸附处理区VOCs废气经VOCs净化后排放,再生区用少量热风吸附VOCs吹出有机物。利用热氧化技术将浓缩的有机VOCs废气分解成无害的CO2和H2O。沸石转轮更适合于大风量、连续运行的喷漆VOCs废气的净化。
在发展过程中,为了进一步改善生态环境,有效促进社会可持续发展,在具体的发展过程中,要积极响应国家节能环保的号召,同时要根据实际情况,采取合理的手段,有效减少目标城市的有机垃圾问题,从根本上改善环境质量,增加数量。
首先,要加强新材料的使用,考虑到当今有机VOCs废气的问题,除了使用传统的环保材料外,还要增加先进材料的使用。在具体的开发过程中,如果有效地利用低挥发分的颜色,可以在一定程度上减少有机废气的排放,在新的时代,在具体的开发阶段,不同的涂料供应商也加强了技术的升级,逐步开发出高固体分材料,如:有效地减少了溶剂的使用,同时,为了更好地满足当前的排放标准,水基材料s的开发和使用也在不断增加,溶剂被水替代,以确保有机废气的浓度能在一定程度上降低,而涂料厂使用的其他材料也应实现低排放,因为传统材料应被安全的水替代,以实现整个过程的减排目的,真正实现绿色涂料。
二是加强新技术的应用,在具体开发阶段,除了优化VOCs废气的收集方法外,还可以减少涂料厂有机废弃物的VOCs废气排放,新工艺的选择与应用总体上可以对喷涂方法进行合理的优化和改造。
参考文献:
[1] 倪明.汽修车间内汽车发动机排除废气的净化处理[J].时代汽车,2017(03).
[2] 乐小勇.汽修车间内汽车发动机排除废气的净化处理[J].工业C,2015(40).
[3] 姚喜贵.热净化器对汽修车间发动机废气HC/CO净化效果的研究[J].小型内燃机与摩托车,2002(03).
[4] 姚喜贵,申桂英,邢蕾.汽修车间内可控节能型下置废气排出系统的研制[J].内燃机,2002(01).
[5] 范京辉,刘海军,杨超华.汽车涂装车间VOC废气末端治理方案研究和应用[J].现代涂料与涂装,2019(09).
[6] 赵会.简析喷漆有机废气治理措施及处理效果[J].中小企业管理与科技,2019(18).
[7] 徐元博,杨建锁,刘洪涛,韩玥,田红建.浓缩焚烧系统在汽车涂装车间VOC废气处理中的应用[J].现代涂料与涂装,2019(04).
(作者单位:东风悦达起亚汽车有限公司)