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活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在某塗裝生產線廢氣淨化係統實例

作者: jian 來源: 未知 發布時間:2019-09-06 14:57 人氣:


摘要:為了提高目前塗裝生產線廢氣淨化工藝水平與淨化效率,針對活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在處理塗裝有機廢氣領域的應用問題,結合某自動化設備生產公司已投運塗裝生產線改造項目進行了詳細的分析與研究。該生產線由於建設初期未設計淨化裝置,漆霧與VOCs廢氣經過一級漆霧過濾棉淨化後,通過下排風地溝、引風機及排氣筒直接排入大氣中,造成廠區及周邊環境汙染。根據塗裝廢氣相關技術手冊及治理工程經驗,結合噴漆廢氣的排放特點,企業在原有排風係統的基礎上進行環保改造。設計采用了活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置淨化技術,改造後車間內作業環境得到顯著改善,噴漆廢氣排放濃度低於現行國家標準,係統淨化效率達95%以上,滿足當地環保要求。該項研究表明,在塗裝生產線正常工況條件下,活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置具有淨化效率高、無二次汙染等技術優勢,適宜在該領域廣泛應用。
 
活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在某塗裝生產線廢氣淨化係統實例
 
安徽省蕪湖市某自動化裝備生產企業位於市區經濟技術開發區內,是一家主要生產物料輸送自動化裝備及配件的民營企業,其綜合生產廠房內,建設有1條結構件加工塗裝生產線,由拋丸打磨間、靜電噴塗櫃、油性漆噴漆車間、烘幹車間等部分組成。其中,拋丸打磨間、靜電噴塗櫃、烘幹車間都已單獨設置了較為完善的除塵、廢氣淨化係統。油性漆噴漆車間由於建設時環保要求相對較低,僅設置有初級漆霧淨化棉層及地溝排風係統,未考慮VOCs有機廢氣的深度淨化,已不能滿足現行排放要求。
 
參照《工業企業設計衛生標準》(GBZl—2010)、《工業企業揮發性有機物排放控製標準》(DBl2/524—2014)、《大氣汙染物綜合排放標準》(GB 16297--1996)、《揮發性有機物(VOCs)汙染防治技術政策》(環保部2013年第31號公告)等標準及政策文件,為進一步改善車間內作業場所環境、減少廠區VOCs排放量,該企業委托資質單位對已建噴漆房排風係統進行環保改造,對噴漆廢氣進行深度處理,在原有淨化係統的基礎上,增加1套活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置,改造工程投運後,VOCs排放濃度可控製在最新國家標準限值以下。
 
1 噴漆廢氣治理技術
 
1.1噴漆廢氣產生來源
 
目前,噴漆工藝已廣泛應用於機械、汽車、船舶、家具、電子等各個行業。工業噴漆工藝中所采用的塗料由固份與揮發份組成,其中固份主要包括醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯等成膜物質以及平流劑、增塑劑等助劑;揮發份主要包括溶劑與稀釋劑,一般常用的溶劑以醇類、脂肪烴類、醚類、脂類、芳香烴類為主。噴漆工序中產生的有機廢氣來自有機溶劑與稀釋劑的揮發,由於有機溶劑不會隨油漆附著在噴漆件表麵,在噴塗與固化過程中將全部揮發出來形成濃度水平不等的有機廢氣。
 
工業噴漆根據自動化程度可劃分為人工噴漆與機械臂噴漆,傳統的人工噴漆工藝即作業人員手持噴槍對噴漆物表麵進行噴漆,該方式塗層的均勻性、塗膜質量穩定性以及塗料利用率與操作工人技術水平關係較大,且作業人員始終在噴漆室內活動,對個體防護要求較高。近年來隨工業自動化技術的發展,機械臂自動噴塗已逐漸應用於電氣、電子、家電等多個行業領域。與人工噴漆相比,機械臂噴塗顯著提高了噴漆作業效率,可每天多班連續工作,且采用PLC係統對塗層厚度、噴劑使用量均可精準控製,噴漆效果較好。由於作業人員僅在噴漆控製室進行遠程操作,避免工人與噴漆汙染物的直接接觸。我國正在大力推廣自動連續化機械噴塗線技術,但由於建設成本相對較高、設備運行維護工作相對複雜,目前國內中小企業仍以人工噴漆作業為主。
 
1.2噴漆廢氣成分及特點
 
噴漆廢氣的成分主要為苯、甲苯、二甲苯、乙烷、庚烷、甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氯化碳等,其中,苯係物危害較大,為主要汙染物質。除了以上氣態汙染物,噴漆廢氣還含有一定量漆霧(固份成膜物質)、環境粉塵等。噴漆廢氣具有如下特點:①根據使用的油漆種類不同,廢氣物質組成及含量各不相同。根據固份比例以及溶劑類型,目前市麵上的油漆一般分為高固份漆、低固份漆、油性漆與水性漆等;②噴漆廢氣中含有較多細小黏稠的油漆顆粒物,不易稀釋,易導致吸附材料的堵塞;③噴漆廢氣VOCs汙染物揮發性強,產生源擴散麵積較大,必須在封閉空間內才能有效控製與收集,處理風量需根據封閉空間體積、控製截麵麵積、控製風速、換氣次數等參數確定;④噴漆廢氣內汙染物質一般不溶於水,傳統噴漆水簾櫃存在清渣、汙水處理等方麵的困難;⑤噴漆廢氣VOCs排放濃度隨有機溶劑或助劑添加量的多少有所變化,一般在50—300 mg/m3,屬於大氣量低濃度VOCs有機廢氣。
 
1.3常用噴漆廢氣治理技術
 
我國噴漆廢氣治理行業發展較晚,技術基礎相對薄弱,目前市場上采用的治理工藝主要采用水旋/漆霧過濾棉預處理後,進入固定吸附床、光催化氧化裝置以及介質阻擋放電裝置等設備進行淨化。吸附法(活性炭固定床)是最簡單有效的一種噴漆廢氣深度治理技術,該項技術的優點是淨化設備結構簡單、投資成本低、運營維護較方便,特別是針對中低濃度的VOCs有較高的淨化效率。但該技術的缺點也較為突出,由於活性炭吸附容量有限、用於吸附的填料需定期更換,且更換周期相對較短,導致運行成本較高。光催化氧化裝置與低溫等離子體發生器等淨化裝置在除臭領域有較多成功應用案例,但針對噴漆行業的VOCs廢氣治理方麵,存在淨化效率低、設備故障率高且存在安全風險等缺點,並未被廣泛認可。隨著VOCs有機廢氣治理技術的發展,部分大型汽車噴漆企業開始引進RTO蓄熱式焚燒爐淨化工藝,並采用沸石轉輪等新型吸附裝置。該工藝優點是淨化效率較高,焚燒溫度達800 oC時VOCs淨化效率可達99%以上。缺點是設備造價高昂、係統控製複雜、蓄熱陶瓷塊風阻大及運行費用高等。通過對以上各類技術優缺點的分析比較,結合目前國內塗裝行業生產特點,本文提出的活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置舊。作為一種VOCs深度處理新技術,在該淨化領域有較為廣闊的應用前景。
 
2活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置的應用研究
 
2.1活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置淨化過程
 
通過對現場生產設施的分析與測量,針對該噴漆生產線設計采用活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置淨化噴漆VOCs有機廢氣,漆霧采用2級預處理淨化,即采用噴漆車間地溝鋪設漆霧過濾折板紙+漆霧過濾棉進行無塵處理。RCO催化氧化裝置選用鉑金貴金屬催化劑,為了使溫控準確,采用電加熱方式提供熱源,淨化工藝流程見圖1。
 
活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在某塗裝生產線廢氣淨化係統實例
 
2.2活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置設備
 
活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置主要由幹式預過濾器、蜂窩活性炭吸附箱、RCO催化燃燒室、脫附風機係統、進出風管道及閥門控製組構成。考慮到設備運輸及安裝簡便,采用模塊式框架結構,結構示意見圖2。
 
活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在某塗裝生產線廢氣淨化係統實例
 
 
2.3活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置淨化工藝影響因素與對策
 
活性炭吸附一RCO協同淨化係統在淨化過程中,影響處理效果的主要因素有:
 
(1)顆粒物濃度。當噴漆廢氣中含有較多顆粒物時,該工藝對預過濾材料、過濾麵積、更換周期都有較高要求,確保進入活性炭吸附濃縮段內顆粒物幾乎被清除,才能保證活性炭吸附性能不受影響。一般采用噴淋塔配合幹式過濾棉進行預處理。
 
(2)進口溫度。當噴漆廢氣混入烘幹等高溫廢氣時,活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置需考慮降溫措施,保證進人活性炭吸附濃縮段廢氣溫度低於40℃,溫度過高將直接影響活性炭填料的吸附性能,一般可采用水冷或風冷降溫措施。
 
(3)催化氧化床溫度。催化氧化床溫度宜控製在350~400℃,溫度過低VOCs催化氧化反應不徹底,溫度過高則能耗較大,運行費用過高。為保證較高的淨化效率及較低的能耗,可采用熱交換器進行換熱節能。
 
3項目改造後的淨化效果
 
活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置投入運行後,噴漆有機廢氣淨化係統的排放濃度低於20mg/m3(非甲烷總烴計),符合國家現行排放標準。淨化係統運行前後VOCs排放濃度檢測結果見表1。
 
活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在某塗裝生產線廢氣淨化係統實例
 
4 結語
 
采用活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置對塗裝生產線有機廢氣進行深度處理,淨化效率遠高於濕式洗滌、低溫等離子體、光氧催化等處理工藝,同時避免了單純固定床吸附帶來的填料頻繁更換問題,且建設及運行成本遠低於RTO、TO等工藝,適用於處理低濃度大氣量的塗裝廢氣,在該領域有較為廣闊的應用前景。
 

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