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表面涂裝行業(yè)廢氣處理
—————————————————— ◆ 表面涂裝行業(yè)廢氣分析 ◆ ———————————————————
涂裝是指對(duì)金屬和非金屬表面覆蓋保護(hù)層或裝飾層,是產(chǎn)品表面保護(hù)和裝飾采用的最基本的技術(shù)手段。涂裝工藝可以簡單歸納為:前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化(磷化)工藝。針對(duì)不同的涂層及對(duì)抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝,也在不同行業(yè)的不同部門按需擇用。
>>表面涂裝行業(yè)廢氣成分
表面涂裝行業(yè)即噴涂廢氣也就是在噴涂涂料的時(shí)候產(chǎn)生的廢氣,噴漆廢氣和烘干廢氣的成分如下:
苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、乙酸乙酯、四氯化碳等,主要是“三苯類”、揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)的處理。
>>表面涂裝行業(yè)廢氣特點(diǎn)
根據(jù)涂裝生產(chǎn)工藝,涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:前處理過程中產(chǎn)生的粉塵或酸霧,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)溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、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。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產(chǎn)線上,其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發(fā)生源。
(1)噴漆廢氣的主要構(gòu)成成分是苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴,以及固化劑使用產(chǎn)生的粘性顆粒等,大多數(shù)的噴涂廢氣還包含了乙酸乙酯、丁酮、異丙醇以及一些醇類、醚類物質(zhì)。【VOC有機(jī)廢氣處理】
(2)噴涂廢氣中成分都是具有一定復(fù)雜特性,芳香烴具有一定毒性,并且易燃易爆,廢氣處理設(shè)備必須滿足防爆要求、壓損過大且不穩(wěn)定等特點(diǎn)。
——————————————————◆ 表面涂裝廢氣處理設(shè)計(jì) ◆——————————————————
對(duì)于涂裝行業(yè),產(chǎn)生廢氣的主要有兩個(gè)環(huán)節(jié):噴涂環(huán)節(jié)和烘干環(huán)節(jié)。根據(jù)涂裝行業(yè)產(chǎn)生廢氣的特點(diǎn),對(duì)于大風(fēng)量、低濃度、成分復(fù)雜不具有回收價(jià)值的涂裝廢氣,優(yōu)先選用熱氧化方式,同時(shí)熱量回用至烘干環(huán)節(jié)。
表面涂裝行業(yè)廢氣考慮運(yùn)營成本及安全性,工藝路線擬定采用“活性炭吸附”、“活性炭吸附脫附”或“活性炭吸附脫附+催化燃燒”來進(jìn)行有效的廢氣處理。工藝設(shè)備圖如下:
>>表面涂裝廢氣處理流程說明
(1)廢氣經(jīng)預(yù)處理除去粉塵、顆粒狀物質(zhì)后,送入活性炭吸附器Ⅰ、Ⅱ,當(dāng)活性炭吸附器Ⅰ接近飽和時(shí),首先將處理氣體自動(dòng)切換到活性炭吸附器Ⅱ(活性炭吸附器Ⅰ停止吸附操作),然后用熱氣流對(duì)活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)行解吸脫附,將有機(jī)物從活性炭上脫附下來。在脫附過程中,有機(jī)廢氣已被濃縮,濃度較原來提高幾十倍,達(dá)2000ppm以上,濃縮廢氣送到催化分解裝置,最后被成為CO2與H2O排出。
(2)完成解吸脫附以后活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)入待用狀態(tài),待活性炭吸附器Ⅱ接近飽和時(shí),系統(tǒng)再自動(dòng)切換回來,同時(shí)對(duì)活性炭吸附器Ⅱ進(jìn)行解吸脫附,如此循環(huán)工作。【表面涂裝廢氣處理】
(3)當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到2000ppm以上時(shí),催化床內(nèi)可維持自燃,不用外加熱。該方案不僅大大節(jié)省了能量的消耗,而且由于催化分解器的處理能力僅需原廢氣處理量的1/5(60000m3/h),所以同時(shí)也降低了設(shè)備投資。本方案既適合于連續(xù)工作,也適合于間斷工作。
>>性能特點(diǎn)
1、適合處理高溫、高濃度、連續(xù)性產(chǎn)生的有機(jī)廢氣;
2、不產(chǎn)生二次污染,設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用低;
3、催化低溫分解,預(yù)熱時(shí)間短,能耗低,催化劑使用壽命長,催化分解凈化率高達(dá)97%以上;
4、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,可靠,活動(dòng)件少,檢修系統(tǒng)配備完善,操作維修方便;
5、整個(gè)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化PLC控制,方便,可靠;
6、系統(tǒng)安全設(shè)施完善,配有阻火器,泄爆口,運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的異常情況將報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)。
>>適用范圍
1、適用于中高溫、中高濃度的有機(jī)混合廢氣;
2、適用于噴漆車間的廢氣處理(不含鹵素、重金屬類);
3、適用于電子產(chǎn)品制造及集成電路的廢氣處理;
4、適用于電線、電纜、漆包線、電機(jī)、化工、儀表、自行車、家電等行業(yè)的廢氣處理。
>>其它事項(xiàng)
不同的排放場合和不同的廢氣,有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程都由如下工藝單元組成。【廢氣處理】
1、為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒,廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行預(yù)處理,以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物;
2、預(yù)熱裝置包括廢氣預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。因?yàn)榇呋瘎┒加幸粋€(gè)催化活性溫度,對(duì)催化燃燒來說稱催化劑起燃溫度,必須使廢氣和床層的溫度達(dá)到起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒,因此,必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對(duì)于排出的廢氣本身溫度就較高的場合,如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣,溫度可達(dá)300℃以上,則不必設(shè)置預(yù)熱裝置。預(yù)熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內(nèi)布管的方式。預(yù)熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱,目前采用電加熱較多。當(dāng)催化反應(yīng)開始后,可盡量以回收的反應(yīng)熱來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較大的場合,還應(yīng)設(shè)置廢熱回收裝置,以節(jié)約能源。預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性溫度。為保護(hù)催化劑,加熱裝置應(yīng)與催化燃燒裝置保持一定距離,這樣還能使廢氣溫度分布均勻。從需要預(yù)熱這一點(diǎn)出發(fā),催化燃燒法適用于連續(xù)排氣的凈化,若間歇排氣,不僅每次預(yù)熱需要耗能,反應(yīng)熱也無法回收利用,會(huì)造成很大的能源浪費(fèi),在設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn);
3、催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)按規(guī)范進(jìn)行,應(yīng)便于操作,維修方便,便于裝卸催化劑。在進(jìn)行催化燃燒的工藝設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,對(duì)于處理氣量較大的場合,設(shè)計(jì)成分建式流程,即預(yù)熱器、反應(yīng)器獨(dú)立裝設(shè),其間用管道連接。對(duì)于處理氣量小的場合,可采用催化焚燒爐,把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起,但要注意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的距離。在有機(jī)物廢氣的催化燃燒中,所要處理的有機(jī)物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸,安全問題十分重要。因而,一方面必須控制有機(jī)物與空氣的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置和有防爆措施。