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船舶涂装VOCs处理存在诸多难点:
1、涂装车间空间大,即设备需处理的风量大,常规涂装房需处理的风量为100000m3/h左右;
2、涂装作业期间VOCs浓度波动大:一般晚上6点~7点开始喷漆,喷涂时间约4小时,固化时间约20小时,喷涂时浓度约1000mg/m3固化时间废气浓度逐步递减,平均浓度为喷漆状态的三分之一到四分之一;
3、涂装作业存在间歇性,单个涂装房可能从一次喷涂工作到下次喷涂工作间隔2~3天。因此,行业内目前尚无成熟先进且较为经济的末端处理方案可供借鉴。
针对船舶涂装的特点,适用于船舶涂装VOCs处理工艺主要有六种(如表1)。
(一)沸石转轮+蓄热式氧化炉(RTO)
该处理工艺将进入沸石转轮吸附区的VOCs在常温下吸附净化后直接排放至大气,通过转轮的转动,将吸附VOCs后的区域带入脱附区,沸石转轮吸附装置是利用吸附———脱附———浓缩三项连续变温的吸、脱附程序,使低浓度、大风量的VOCs浓缩为高浓度、小流量的浓缩气体。通过转轮的旋转,可在转轮上同时完成气体的脱附和转轮的再生过程。浓缩后的VOCs进入蓄热式氧化炉(RTO)进行燃烧,分解为CO2和H2O。
(二)颗粒活性炭吸附+热氮气脱附+冷凝回收
该处理工艺是含有VOCs的废气经过颗粒活性炭净化后直接排放至大气,在颗粒活性炭吸附到一定程度后,用热氮气对颗粒活性炭进行脱附,脱附出的VOCs被热氮气带入冷凝装置进行冷凝回收,将VOCs以液态的形式储存下来,然后视其成分回收利用或作为危废进行处理。
(三)低温等离子法
低温等离子体是指采用介质阻挡放电技术所产生低温等离子体(DielectricBarrierDisge,简称DBD),利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成分,使之发生分解,氧化等一些列复杂的化学反应,使有毒有害的VOCs气体达到低毒化、无毒化。
(四)沸石陶瓷合成材料吸附/活性炭纤维吸附/蜂窝活性炭吸附+热空气脱附+催化燃烧
这三种处理工艺原理类似:含有VOCs的废气经过沸石陶瓷合成材料/活性炭纤维/蜂窝活性炭吸附净化后直接排放至大气,在吸附材料吸附到一定程度后,用热空气对吸附材料进行脱附,脱附出的VOCs被热空气带入催化燃烧装置进行反应,VOCs在300℃左右温度下通过贵金属(钯,铂等)催化剂表面即被催化分解为CO2和H2O。
结合船舶涂装大风量、中低浓度、浓度波动大的特点,表3中的六种VOCs末端处理工艺是可能适用于船舶涂装的处理工艺,不过目前还没有完全成熟可靠的案例支持这些工艺,有待在进一步研究中确定哪一种工艺是最适合船舶涂装的VOCs末端处理工艺。
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