涂料行業(yè)有機(jī)廢氣來源與治理技術(shù)應(yīng)用分析
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2021-08-30
有機(jī)廢氣是造成大氣環(huán)境污染的一種重要物質(zhì)，而涂料生產(chǎn)當(dāng)中會產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，如果不進(jìn)行有效的治理會對大氣環(huán)境造成破壞。對此筆者結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對當(dāng)前涂料行業(yè)有機(jī)廢氣的來源和治理技術(shù)進(jìn)行分析，以為涂料行業(yè)有機(jī)廢氣的治理提供借鑒。
噴涂行業(yè)廢氣處理能夠通過應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備。先進(jìn)的加工工藝加強(qiáng)管理等措施降低有機(jī)廢氣的排放量，但是此行業(yè)產(chǎn)生有機(jī)廢氣是難以避免的， 仍需要采用較好的末端處理技術(shù)進(jìn)行廢氣的治理。 對此下文主要對噴涂行業(yè)適合的末端廢氣處理技術(shù)進(jìn)行分析， 并結(jié)合筆者的調(diào)查和查詢的相關(guān)資料對涂料行業(yè)有機(jī)廢氣治理常用的幾種方法進(jìn)行分析和論述。
2.1 吸附法
涂料行業(yè)的有機(jī)廢氣主要包含苯、甲苯、二甲苯、醇類、酯類等物質(zhì)，這些物質(zhì)均能夠被相應(yīng)吸附物質(zhì)進(jìn)行吸附。從而將廢氣中的有機(jī)物從氣相中轉(zhuǎn)移到吸附劑當(dāng)中，從而有效滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，其中可以用于涂料行業(yè)有機(jī)廢氣吸附的吸附材料包含活性炭、沸石和硅藻土等。 由于活性炭表面積較大。吸附能力較強(qiáng)且價(jià)格便宜，其應(yīng)用更加廣泛。但是單純依靠吸附材料進(jìn)行吸附。吸附后的吸附材料需要再生或處理，吸附的有機(jī)物再利用價(jià)值較小。而吸附劑的處理又造成二次污染，因此此方法僅適合一些廢氣濃度較低， 并且廢氣量較少不適合其他方法應(yīng)用的有機(jī)廢氣處理 [3]。
2.2 燃燒處理法
焚燒處理是通過將涂料生產(chǎn)和使用中產(chǎn)生廢氣，加熱到一定溫度，利用空氣中的氧氣將其中的甲苯、二甲苯等有機(jī)物氧化為二氧化碳和水，從而使廢氣得到有效的凈化。 此工藝處理效果較好，能有效*廢氣的排放達(dá)標(biāo)，并且其中的熱能可以進(jìn)行回收利用。 其中當(dāng)前焚燒處理工藝包含直接燃燒和催化燃燒，直接焚燒是將廢氣通過天然氣或柴油等燃料加熱到700℃~800℃，直接將廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行氧化曰催化燃燒是指將廢氣加熱到 300℃~400℃，在催化劑的作用下將廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行氧化。 由于噴涂行業(yè)產(chǎn)生的廢氣大多數(shù)濃度并不高，直接燃燒處理需要額外補(bǔ)加大量的燃料，僅適合處理廢氣濃度在 2000 mg/m3 以上的廢氣。
2.3 有機(jī)溶劑吸收法
噴涂行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣中多數(shù)成分都能夠在柴油或200#汽油中進(jìn)行溶解，對此可以利用這類溶劑將噴涂行業(yè)產(chǎn)生的廢氣組分進(jìn)行吸收， 吸收有機(jī)物后的溶劑可以作為燃料和稀釋劑使用。 雖然這種方法操作簡單，成本也較低，但是其處理效率不高，并且溶劑也具有一定的揮發(fā)性，因此噴漆行業(yè)應(yīng)用此方法進(jìn)行有機(jī)廢氣處理的企業(yè)并不多。
2.4 冷凝收集法
涂料生產(chǎn)過程中反應(yīng)釜中產(chǎn)生的廢氣具有較高的溫度和濃度，因此可以通過冷凝回收的方法進(jìn)行處理， 但是此方法適合于廢氣沸點(diǎn)較高。濃度較高且具有回收價(jià)值的廢氣。
2.5 多方法聯(lián)合處理
當(dāng)前涂料行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣濃度不高，一般 VOCs濃度均小于 500 Nm 3 /h。 冷凝等方法并不適用，而單純的吸附處理會產(chǎn)生大量的吸附廢料，造成二次污染，而直接焚燒又會消耗大量的能源，因此當(dāng)前企業(yè)多采用多種方法結(jié)合的方式進(jìn)行涂料行業(yè)廢氣的處理。 一般需要首先利用吸附材料將廢氣中的有機(jī)物吸附后，利用高溫氣流可以將有機(jī)物解析的特點(diǎn)，將廢氣中有機(jī)物進(jìn)行濃縮， 然后將脫附后濃縮的廢氣送至燃燒設(shè)備進(jìn)行燃燒處理。 針對此工藝當(dāng)前包含沸石轉(zhuǎn)輪+RTO/RCO，活性炭吸附+RTO/RCO 等。
2.5.1 沸石轉(zhuǎn)輪+RTO/RCO 處理工藝
此工藝中沸石轉(zhuǎn)輪是指利用沸石分子篩作為吸附材料，設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)輪的形式。通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的吸附、脫附和沸石分子篩的再生等操作，從而有效將廢氣進(jìn)行濃縮， 其中脫附是利用處理后的廢氣與新鮮空氣進(jìn)行混合，一般控制脫附溫度為 300℃左右進(jìn)行脫附。 而分子篩的再生是利用新鮮空氣或低溫有機(jī)廢氣將脫附后的高溫沸石分子篩冷卻至常溫。 一般控制廢氣濃縮至 2000 mg/m3 左右，這樣進(jìn)入焚燒爐處理后。其中有機(jī)物的燃燒可以自行滿足燃燒所需要的熱量，從而有效降低能源的消耗， 而 RTO 和 RCO 是蓄熱式氧化器和催化式氧化器的簡稱。其中兩者都裝有蓄熱陶瓷，其作用是對排出的熱量進(jìn)行有效的回收。降低排氣溫度，RTO 未裝有催化劑，燃燒溫度控制在 750℃~900℃左右曰RCO 裝有催化劑。燃燒溫度控制在 300℃~400℃左右。 經(jīng)過轉(zhuǎn)輪濃縮后的有機(jī)廢氣經(jīng)過 RTO/RCO 的高溫氧化處理，達(dá)標(biāo)后可以直接進(jìn)行排放。 但是由于爐子是高溫設(shè)備，在處理過程中需要做好*工作，如加裝阻火器，應(yīng)用 LEL 等設(shè)備進(jìn)行廢氣濃度的檢測，采用 PLC 或 DCS自控系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警和連鎖控制等。
2.5.2 活性炭吸附+RTO/RCO 處理工藝
此處理工藝和沸石轉(zhuǎn)輪+RTO/RCO 處理工藝的原理基本相同，采用活性炭吸附器代替沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行有機(jī)廢氣的濃縮。其中使用多個(gè)固定床活性炭吸附器交替進(jìn)行吸附、 脫附和冷卻處理。如廢氣風(fēng)量為 60000 m 3 /h，可以設(shè)置三個(gè) 30000 m 3 /h的固定床活性炭吸附器，兩個(gè)吸附器用于吸附，一個(gè)用于脫附和冷卻，交替進(jìn)行處理，其中活性炭的脫附溫度控制在 120℃左右。經(jīng)過活性炭吸附處理后的廢氣經(jīng)過 RTO/RCO 的高溫氧化處理，達(dá)標(biāo)后可以直接進(jìn)行排放。但是活性炭更易燃燒，因此需要更加注重*設(shè)施的設(shè)置，一般需要加裝氮?dú)庀到y(tǒng)，用于*保護(hù)，并且可實(shí)現(xiàn)活性炭的深度再生，延長活性炭的使用壽命。
3 結(jié)束語
涂料行業(yè)的有機(jī)廢氣主要來源于涂料生產(chǎn)工藝和使用過程當(dāng)中，對此企業(yè)應(yīng)針對生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，盡可能避免有機(jī)物的揮發(fā)， 同時(shí)針對揮發(fā)出的有機(jī)物進(jìn)行有效的收集和處理， 當(dāng)前針對反應(yīng)釜中廢氣可以采用冷凝方法進(jìn)行預(yù)處理，對于濃度較低但風(fēng)量較大的有機(jī)廢氣，可以采用沸石轉(zhuǎn)輪+RTO/RCO 處理工藝或活性炭吸附+RTO/RCO 等吸附和燃燒多聯(lián)合處理工藝進(jìn)行治理。
