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1.3.1喷涂废气前处理
喷涂废气前处理主要去除漆雾。去除方法有干法、湿法和静电法,其中以干法和湿法最为常见,静电法适合水性漆喷涂且需要风循环利用的特殊场合,在厦门市涂装行业未见使用案例。
干法是使用金属过滤网、滤布、过滤棉、无纺布等滤材将漆雾拦截,缺点在于滤料阻力会随拦截量增加而加大,需要定期更换,比较适合涂料用量较少的涂装生产线,如汽车维修店喷漆房。
湿法常见的有水帘喷淋式、水旋式(含文丘里型、漩涡型)等。利用惯性或离心力将颗粒状的漆雾携入水中,与水中添加的化学药剂反应,使漆雾颗粒失去黏性,絮凝成团,在水中沉淀而被取出,水体再补充药剂后循环使用。需要特别注意的是,废气通过湿法去除漆雾后,含湿量大,废气中的水分子会与气体分子在活性炭吸附中产生竞争,导致活性炭吸附效能下降,甚至使已吸附的气体分子脱附。因此,使用湿法除漆雾,后续必须增加拦截水汽的装置,并且要定期更换。
漆雾的去除效果可通过简单的肉眼观察来评价,目测排气管道不被喷涂料着色为佳。
1.3.2废气后处理
VOCs废气治理技术种类很多,需要根据废气的风量及浓度,结合处理效率、治理设施投入等具体情况来选择较为合适的处理工艺,可参考表1。
总体而言,吸收法、生物法、低温等离子法、紫外光催化法因各种原因在涂装行业的废气净化上少有应用案例。例如,在生物法中,微生物分解有机物的速率较慢,要求废气的水溶性强且过气速度慢,不适合高风量的溶剂型喷涂;吸收法采用的吸收剂技术含量高,吸收剂需要再生、循环使用,要配套吸收剂的热脱附及脱附气体的低温冷凝设施,能耗较高,设备占地面积大,设备易受腐蚀;低温等离子法作为一项新的技术,目前对于其作用机理研究还不够充分,一般净化效率低于70%,如果反应器设计不当,则净化效率会更低。紫外光催化法因存在催化剂易中毒失活、不易固定,及催化剂催化活性不高等问题,导致了治理效率存在较大波动,因而限制其实际应用。
从治理效率看,燃烧方式最为稳定高效,可达95%以上。VOCs的燃烧处理方式涉及多种技术的复合应用,由于废气初始浓度较低,一般采用活性炭进行吸附富集再热脱附,提高废气浓度后进入蓄热式燃烧室燃烧。常见的有吸附浓缩+催化蓄热燃烧技术、吸附浓缩+蓄热燃烧技术,两者的区别在于,前者因采用催化剂则所需温度较低,为300~400℃,后者温度较高,为680~900℃。因而前者外加燃料的消耗较,更加节能,但是催化剂有一定的使用寿命,铅、硫等元素和高温因素等会引起催化剂失效,其应用受到一定的局限[9]。此外,活性炭经热脱附再生后,可延长活性炭的使用周期,但必须注意的是,废气组分若有酮类化合物存在,会引起活性炭的燃点降低,热空气脱附的再生过程中容易发生着火现象。为避免活性炭热脱附的着火问题,一要控制热脱附的温度,二是采用低压蒸汽脱附,三是把活性炭替换成沸石,采用转轮式沸石替代活性炭。用活性炭吸附的治理设施,技术含量低,装置简单,初期投入小,适合排污总量小的企业,如涉及喷漆的汽车维修店。但必须注意的是,活性炭吸附饱和后要及时替换,否则在夏天等高温环境下,活性炭有自燃现象,业主可以安装PID式的VOCs浓度在线监控设备,根据在线监控的VOCs排放浓度数据判断何时替换活性炭。
2结论
强调VOCs废气的密闭收集及排放削减已在全国范围内达成共识。近年来,各省市先后出台了与VOCs相关的地方新标准,新标准均降低排放标准限值,甚至有些地方将无组织监测点位从之前的厂界外1m改变为生产车间门窗外或设备外1m,意在加严对无组织排放的管控。
表面涂装企业的VOCs污染防治应从源头控制、过程管理及末端治理等三个方面着手。建议在源头管理上采用环保涂料,改进喷涂方式,提高传递效率;在过程管理中,完善废气的收集系统,规范含VOCs原辅材料的密闭操作;在末端治理中,烘干废气宜单独收集处理,喷涂废气等并管后选用高效、稳定的废气治理工艺设施,若用活性炭吸附时,注意废气的含湿问题及活性炭的饱和更替,运行期间做好设施的维护保养工作,确保VOCs废气的达标排放。
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