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油漆及噴涂行業

油漆及噴涂行業廢氣治理解決方案

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2021-06-09     瀏覽次數:    

廢氣介紹及常規工藝
 
涂裝車間廢氣主要是涂料中含有的有機溶劑和涂膜在噴涂及烘干時的分解物,統稱為揮發性有機化合物(VOCs),主要成份有苯、甲苯和二甲苯,這些成份對人的健康和生活環境有害,并且有惡臭。如果人長期吸入低濃度的有機廢氣,會引發咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病,這是目前大家公認的強烈致癌物。
在室外,有機廢氣對光化學煙霧、酸雨的形成也起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,相繼開發了環保水性涂料和粉末涂料,但水性涂料中仍含有一定比例的有機溶劑。為此,各國頒布了相應的法令,限制該類氣體的排放。我國于1997年頒布并實施的GB16297《大氣污染綜合排放標準》,限定了33種污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發性有機溶劑。
隨著人們環保意識不斷提高,國家環保法規不斷完善,執法力度不斷加強,涂裝生產廠在新建涂裝線中需配置廢氣處理設備,對老的涂裝生產線也在逐步完善和更新廢氣處理裝置,廢氣經過處理達標后才能排放。
涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層,是產品表面保護和裝飾采用的基本的技術手段。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。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求,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,也在不同行業的不同部門按需擇用。
根據涂裝生產工藝,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:前處理過程中產生的粉塵或酸霧,噴漆時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業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線上,其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。
設計依據及整改原則
 
GB3095-2012環境空氣質量標準
GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準
GB14553-1993惡臭污染物排放標準
正在修訂的工業涂裝大氣污染物排放標準
正在修訂的汽車制造業表面涂裝大氣污染物排放標準
相關地方標準和行業標準
 
涂裝車間廢氣處理方案
 
烘干過程有機廢氣的處理:
電泳、中涂、面涂烘干室排出的氣體屬于高溫、高濃度廢氣,適合采用焚燒的方法進行處理。目前,烘干過程常用的涂裝廢氣處理技術措施有:蓄熱式熱力氧化技術(RTO)、蓄熱式催化燃燒技術(RCO)、回收式熱力焚燒系統(TNV)。
1,蓄熱式熱力氧化技術及系統,簡稱RTO,是一種用于處理中、低濃度揮發性有機廢氣的節能型環保裝置。適用于大風量、低濃度,適用于有機廢氣濃度100PPM—1000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度450PPM以上時,RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,兩床式RTO,凈化率能達到98%以上,三床式RTO凈化率能達到99%以上,并且不產生NOX等二次污染;全自動控制、操作簡單,安全性高。  
蓄熱式熱氧化系統采用熱氧化法處理中、低濃度的有機廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統等組成。主要特征是:蓄熱床底部的自動控制閥分別與進氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過換向閥交替換向,將由燃燒室出來的高溫氣體熱量蓄留,并預熱進入蓄熱床的有機廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預熱到一定溫度(≥760℃)的有機廢氣在燃燒室燃燒發生氧化反應,生成二氧化碳和水,得到凈化。典型的三床式RTO主體結構一個燃燒室、三個陶瓷填料床和六個切換閥組成,該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到限度的回收,熱回收率大于95%;處理有機廢氣時不用或使用很少的燃料。  
優點:在處理大流量低濃度的有機廢氣時,運行成本非常低。  
缺點:較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機廢氣,很多運動部件需要較多的維護工作.
2,蓄熱式催化燃燒技術及系統,簡稱RCO,是一種用于中、高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)涂裝車間有機廢氣處理。RCO處理技術特別適用于熱回收率需求高的場合,也適用于同一生產線上,因產品不同,廢氣成分經常發生變化或廢氣濃度波動較大的場合。尤其適用于需要熱能回收的企業或烘干線廢氣處理,可將能源回收用于烘干線,從而達到節約能源的目的。  
蓄熱式催化燃燒治理技術是典型的氣-固相反應,其實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過程中,催化劑表面的吸附作用使反應物分子富集于催化劑表面,催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應的進行,提高了氧化反應的速率。在特定催化劑的作用下,有機物在較低的起燃溫度下(250~300℃)發生無焰氧化燃燒,氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
蓄熱式催化燃燒系統(RCO)裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統、自控系統、自動閥門等幾個系統構成。
工業生產過程中,排放的有機尾氣通過引風機進入設備的切換閥,通過切換閥將進口氣體和出口氣體完全分開。氣體先通過陶瓷材料層1預熱后發生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層進行催化氧化所設定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續通過加熱區采用電加熱方式或天然氣加熱方式升溫,并維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。經催化氧化后的氣體進入陶瓷材料層2,回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環步驟,熱量得以回收。  
優點:工藝流程簡單、設備緊湊、運行可靠;凈化效率高,一般均可達98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一次性投資低,運行費用低,其熱回收效率一般均可達85%以上;整個過程無廢水產生,凈化過程不產生NOX等二次污染;RCO凈化設備可與烘房配套使用,凈化后的氣體可直接回用到烘房利用,達到節能減排的目的。  
缺點:催化燃燒裝置僅適用含低沸點有機成分、灰分含量低的有機廢氣的處理,對含油煙等粘性物質的廢氣處理則不宜采用,催化劑宜中毒.
3,回收式熱力焚燒系統TNV,是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣,在高溫作用下,有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水,產生的高溫煙氣通過配套的多級換熱裝置加熱生產過程需要的空氣或熱水,充分回收利用氧化分解有機廢氣時產生的熱能,降低整個系統的能耗。因此,回收式熱力焚燒系統是生產過程需要大量熱量時,處理含有機溶劑廢氣高效、理想的處理方式,對于新建涂裝生產線,一般采用TNV回收式熱力焚燒系統。  
回收式熱力焚燒系統由三大部分組成:廢氣預熱及焚燒系統、循環風供熱系統、新風換熱系統。
該系統中的廢氣焚燒集中供熱裝置是TNV的核心部分,它由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機及主煙道調節閥等組成。其工作過程為:用一臺高壓頭風機將有機廢氣從烘干室內抽出,經過廢氣焚燒集中供熱裝置的內置換熱器預熱后,到達燃燒室內,然后再通過燃燒機加熱,在高溫下(750℃左右)將有機廢氣進行氧化分解,分解后的有機廢氣變成CO2和水。產生的高溫煙氣通過爐內的換熱器和主煙氣管道排出,排出的煙氣對烘干室的循環風進行加熱,為烘干室提供所需的熱量。在系統末端設置新風換熱裝置,將統余熱進行回收,將烘干室補充的新風用煙氣加熱后送入烘干室。另外,在主煙氣管道上還設置有電動調節閥,用于調節裝置出口的煙氣溫度,排放的煙氣溫度可以控制在160℃左右。  
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點包括:有機廢氣在燃燒室的逗留時間為1~2s;有機廢氣分解率大于99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調節比可達26∶1,可達40∶1。  
缺點:在處理低濃度有機廢氣時,運行成本較高;管式熱交換器只是在連續運行時,才有較長的壽命.
 
噴漆室、晾干室有機廢氣處理
 
噴漆室、晾干室排出的氣體為低濃度、大風量常溫廢氣,污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類、酯類有機溶劑。
目前,國外較為成熟的方法是:先將有機廢氣濃縮以減少需處理的有機廢氣總量,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附劑)對低濃度常溫噴漆廢氣進行吸附,用高溫氣體脫附,濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進行處理。
1,活性炭吸附—脫附廢氣處理裝置
采用蜂窩狀活性炭為吸附劑,結合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOCs和催化燃燒的原理,即將大風量、低濃度的有機廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達到凈化空氣的目的,當活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生,脫附出濃縮的有機物被送往催化燃燒床進行催化燃燒,有機物被氧化成無害的CO2和H20,燃燒后的熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫的氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生,達到廢熱利用和節能的目的。整套裝置由預濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關的風機、閥門等組成。  
活性炭吸附—脫附凈化裝置,根據吸附和催化燃燒兩個基本原理設計,采用雙氣路連續工作,一個催化燃燒室,兩個吸附床交替使用。先將有機廢氣用活性炭吸附,當快達到飽和時停止吸附,然后用熱氣流將有機物從活性炭上脫附下來使活性炭再生;脫附下來的有機物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。當有機廢氣的濃度達到2000PPm以上時,有機廢氣在催化床可維持自燃,不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排入大氣,大部分被送往吸附床,用于活性再生。這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能,達到節能的目的。再生后的可進入下次吸附;在脫附時,凈化操作可用另一個吸附床進行,既適合于連續操作,也適合于間斷操作。
優點:性能穩定,結構簡便,安全可靠,節能省力,無二次污染。設備占地面積小,重量輕,極適用于大風量下使用。吸附有機物廢氣的活性炭床,用催化燃燒后的廢氣進行脫附再生,脫附后的氣體再送催化燃燒室進行凈化,不需外部能量,節能效果顯著。
缺點:活性炭使用壽命短,運行成本高。
2,沸石轉輪吸附--脫附濃縮凈化裝置
沸石的主要成分為:硅、鋁,具有廢氣凈化吸附能力,可作為吸附劑使用;沸石轉輪就是利用沸石特定孔徑對于有機污染物具有吸附、脫附能力的特性,使原本具低濃度、大風量的VOC廢氣,經沸石轉輪濃縮轉換成小風量、高濃度的氣體,可以降低后端終處理設備的運行成本。其裝置特性適合處理大風量、低濃度、含多種有機成分的廢氣;缺點是前期投資高。
沸石轉輪吸附濃縮凈化裝置是一種可連續進行有機廢氣吸附和脫附操作的廢氣處理設備。沸石轉輪兩側由特制的密封裝置分成三個區域:吸附區、解吸(再生)區及冷卻區域。該系統的工作過程是:沸石轉輪以較低的速度連續轉動,循環通過吸附區和解吸(再生)區及冷卻區域;低濃度、大風量的廢氣連續不斷地通過轉輪的吸附區時,廢氣中的VOC被轉輪的沸石吸附,被吸附凈化后的氣體直接排放;輪子吸附的有機溶劑隨著轉輪的轉動被送到解吸(再生)區,再用小風量熱風連續地通過解吸區,被吸附到轉輪上的VOC在解吸區受熱脫附實現再生,VOC廢氣隨熱風一起排出;轉輪轉至冷卻區域進行冷卻降溫后可重新進行吸附,隨著轉輪的不斷轉動,吸附、解吸、冷卻循環進行,確保廢氣處理持續穩定的運行。
沸石轉輪裝置實質上是一個有機廢氣處理吸附脫附濃縮器,經過轉輪處理后的含有機溶劑的廢氣被分成兩個部分:可以直接排放的潔凈空氣和含高濃度有機溶劑的再生空氣??梢灾苯优欧诺臐崈艨諝?,可以進入噴漆空調通風系統進行循環使用;高濃度的VOC氣體,其濃度大約為進入系統前VOC濃度的10倍左右,濃縮后的氣體再通過回收式熱力焚燒系統(或其他設備)進行高溫焚燒處理,焚燒產生的熱量分別為烘干室供熱和沸石轉輪脫附供熱,熱量被充分利用,達到節能減排的效果。  
沸石轉輪廢氣處理設備技術性能及特點:結構簡單,維護方便,使用壽命長;高吸、脫附效率,使原本高風量、低濃度的VOC廢氣,轉換成低風量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設備的成本;沸石轉輪吸附VOC所產生的壓降極低,可大大減少電力能耗;整體系統采預組及模塊化設計,具備了的空間需求,且提供了持續性及無人化的操控模式;經過轉輪濃縮后的廢氣,可達到國家排放標準;吸附劑使用不可燃性疏水沸石,使用更安全;缺點是一次性投資較高。
應用行業
 
RTO一般用于化工業不能處理的醋酸乙酯和乙酸乙酯、異丙醇等。
RCO一般適用于噴涂、注塑、涂裝、橡膠等工業廠家。
其他行業
 
后期運維
 
一、維護和使用人員服務管理 
1.設備使用人員  
(1)協助新添置設備裝機、試車、驗收等作業。  
(2)設備清潔、整理及周圍環境整潔的維護。  
(3)按照使用說明書要求清潔保養作業。  
(4)協助設備定期保養、故障維修作業。 
(5)設備改善建議及報告研究如何提高利用率。 
2.設備保養管理:
(1)一級保養:使用科室指定專人對所使用的設備,每天進行表面除塵和基本參數校正。應該做到:班前檢查:  開機前應按要求對設備運行情況進行檢查,認真填寫《設備使用記錄》。規范操作:應嚴格按照《設備操作規程》及《標準作業指導書》中的規定操作設備。班后清理:下班前,徹底清潔設備及周圍環境衛生;整理工具使之擺放整齊。設備維修人員每月月底收齊《設備使用記錄》,建立檔案保管。  
(2)二級保養:設備維修人員配合并指導使用設備科室專管人員對設備,定期或不定期進行設備內部清潔和技術參數校正,填寫《設備二級保養記錄》并由設備使用主管核實驗收簽字。 
(3)三級保養:設備維修人員陪同計量檢測、設備維修或隨訪人員定期進行設備維護和參數校正,填寫《設備三級維修保養記錄》。各級保養都要嚴格按照《設備保養標準》進行;設備維修人員要對保養情況進行不定時巡檢。并認真填寫《巡檢記錄》。   

二、設備維修管理  
1.設備維修實行專人負責制。
2.設備維修人員負責對所管設備要及時認真做好:設備開箱驗收登記、設備索賠登記、保修期內維修登記、保修期到期前設備狀況總結、設備維修情況登記(自修或外修)、關鍵零配件來源記錄、設備清潔及消毒方法。 
3.設備維修人員對所管設備,應盡可能采取下修方式 (除故障特別復雜外)。  
4.維修中由于故障特別復雜或零配件采購困難,設備維修人員應及時通知設備使用科室,以便及時采取應急措施。 
5.維修中遇到難以判斷或一時無法解決的問題,設備維修人員應及時向上級領導匯報,并及時通知生產廠家或定點維修單位或供應商進行維修。 
6.對返修率高的醫療設備,維修人員也應及時向上匯報。 7.維修人員應嚴格把好報廢設備鑒定關。  
8.設備文件檔案實行維修人保管方法。儀器維修人員應定期對設備文件檔案進行整理,分管主任定期檢查,保證設備完整性。  
9.維修電路圖實行集中管理方法。  
10.維修人員應經常與設備使用人員進行操作和保養工作交流,積極聽取設備使用人員對所用設備的反映,從中判斷設備的使用現狀。 

三、售后服務管理 
1.維修人員還應經常與廠商維修工程人員進行聯系和交流,虛心求教,盡可能地了解所管設備的常見及特殊故障的判斷及維修方法。 
2.維修人員應及時了解所管設備代理商或維修工程師的變更情況。
 

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