國內(nèi)噴漆廢氣凈化處理技術(shù)

 ***內(nèi)噴漆廢氣凈化處理技術(shù)

　　隨著***民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基于保護(hù)及裝飾等目的，噴漆工序已成為家具、汽車、五金等行業(yè)產(chǎn)品表面處理工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，廣義噴漆工序包括調(diào)漆、噴漆及晾干、烘干等步驟。由于漆料中含有   量的溶劑作為分散介質(zhì)存在，在噴漆工序中會有溶劑揮發(fā)出來形成廢氣，噴涂過程中未達(dá)到物件表面的霧化漆微粒會隨氣流彌散形成漆霧，因此噴漆廢氣以漆霧和廢氣兩種形式存在，其凈化處理相應(yīng)分為漆霧凈化和廢氣凈化兩步。

　　一、漆霧凈化

　　為噴漆廢氣凈化處理效果，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣達(dá)標(biāo)排放，      先去除噴漆過程中產(chǎn)生的漆霧。我***環(huán)保部在發(fā)布實施的工業(yè)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范中明確指出，進(jìn)入凈化處理裝置前廢氣中的顆粒物含量高于限值時應(yīng)采用過濾或洗滌等方式進(jìn)行預(yù)處理。

　　目前漆霧凈化主要分為干法和濕法兩種方式，其中干法凈化是采用過濾材料(如玻璃纖維、活性炭纖維等)通過引風(fēng)作用對漆霧進(jìn)行攔截過濾；濕法凈化則是借助水幕、水簾對漆霧進(jìn)行攔截過濾。另外，為提高水幕系統(tǒng)凈化效率和方便漆渣清理，通常會在洗瀝水中加入專門除漆劑，使得漆霧被吸附后與除漆劑反應(yīng)變成一種固態(tài)不粘的漆渣。

　　根據(jù)近年來企業(yè)現(xiàn)狀分析，濕法漆霧凈化技術(shù)使用   為普遍，涉及家具、五金件、設(shè)備、電動車、汽車等生產(chǎn)行業(yè)，其行業(yè)***征表現(xiàn)為噴漆連續(xù)、風(fēng)量較小、廢氣濃度較高；干法漆霧凈化技術(shù)僅在一些噴漆工序非連續(xù)作業(yè)企業(yè)內(nèi)使用。從企業(yè)自身出發(fā)，其選擇環(huán)保設(shè)施時   要考慮因素仍為經(jīng)濟(jì)性，濕法漆霧凈化系統(tǒng)雖初期投資***，但其運行過程中維護(hù)成本較低，且水幕系統(tǒng)用水水質(zhì)要求不高，通過定期簡單絮凝沉淀處理后即可循環(huán)使用；干法漆霧凈化采用的過濾材料成本較高，高頻   換會***幅度提高企業(yè)環(huán)保資金投入。通過對比分析后，濕法漆霧凈化技術(shù)終成為***多數(shù)企業(yè)的選擇，其中噴漆量相對較小的企業(yè)(如家具廠、自行/電動車廠、五金件廠)一般選擇水簾式凈化裝置，而水旋式凈化裝置則常用于汽車涂裝生產(chǎn)線。

　　二、廢氣凈化

　　噴漆廢氣經(jīng)漆霧凈化預(yù)處理環(huán)節(jié)后即進(jìn)入后續(xù)廢氣凈化環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的廢氣凈化處理技術(shù)主要有吸附法、冷凝法、吸收法和燃燒法，新興的處理技術(shù)有生物法、光催化法和等離子體技術(shù)等。

　　1、吸附法

　　吸附法是活性炭凈化器利用具有吸附能力的多孔固體物質(zhì)作為吸附劑，使廢氣與其接觸時污染組分積蓄在其表面，從而達(dá)到凈化廢氣的目的，是目前使用廣泛的方法。吸附材料通常為活性炭或沸石。

　　小型家具、五金件、電動自行車等企業(yè)通常單***采用該方法處理噴漆廢氣，活性炭吸附裝置吸附材料一般選取活性炭纖維或蜂窩活性炭，企業(yè)內(nèi)部不配設(shè)活性炭   裝置，定期   換下來的廢活性炭集中收集后直接委托有資質(zhì)的單位代為處理。***中型家具、汽車、集裝箱等企業(yè)通常選擇該技術(shù)進(jìn)行噴漆廢氣濃縮的預(yù)處理，來滿足后續(xù)冷凝回收或催化燃燒等處理工序的穩(wěn)定、連續(xù)運行，吸附材料通過解吸   后循環(huán)使用；在吸附材料的選取上，鑒于沸石材料具有無吸附損耗、不燃性、使用   、熱穩(wěn)定性高等***點，越來越多的企業(yè)由活性炭開始轉(zhuǎn)向使用沸石，如北京奔馳、沈陽寶馬、***眾寧波、廣汽日產(chǎn)等涂裝項目均已開始使用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)對噴漆室廢氣進(jìn)行預(yù)處理，通過使用的信息反饋，均達(dá)到了設(shè)計要求。

　　2、光催化法

　　光催化法原理為：UV光氧催化氧化設(shè)備光催化劑在紫外線的照射下，電子由基態(tài)遷移至激發(fā)態(tài)，而產(chǎn)生電子空穴對，這些電子空穴具有的氧化性，當(dāng)廢氣與催化劑的微孔表面接觸時被氧化分解，同時催化劑的微孔表面也與空氣中的水和氧氣接觸，將其轉(zhuǎn)化成輕基自由基和活性氧原子，并與廢氣接觸氧化使其達(dá)到降解的目的，目前常用的催化劑主要為二氧化鈦、氧化鋅、二氧化錫等，其中納米二氧化鈦因其易得、催化等***點應(yīng)用為廣泛。

　　氧化劑是的電子捕獲劑，通過向體系中加入氧化劑，使得催化劑表面的電子被氧化劑捕獲，可以地電子和空穴復(fù)合，提高光催化的效率，目前已發(fā)現(xiàn)的能   氣相光催化氧化的氧化劑有氧氣和臭氧。根據(jù)實驗結(jié)果，光催化體系中含氧氣時的降解效率明顯高于不含氧氣時。

　　光催化法具有反應(yīng)過程能耗低，光解催化氧化裝置簡單等***點，在處理低濃度廢氣中具有非常***的潛在應(yīng)用價值。但是催化劑制備較難，對于組成復(fù)雜的廢氣，催化劑易中毒，在光催化過程中，對污染物不能充分降解而易產(chǎn)生中間產(chǎn)物、凈化效率低等因素使得光催化法使用受到限制。

　　目前UV光解催化氧化設(shè)備多用于污水處理廠、垃圾廠、制藥廠、化工廠、塑料   廠等惡臭氣體除臭。現(xiàn)有相關(guān)研究中，除少數(shù)為多技術(shù)聯(lián)用小規(guī)模試驗處理噴漆廢氣外，其他多為實驗室內(nèi)針對某單一組分凈化效果開展，尚無單******規(guī)模使用該方法凈化處理噴漆廢氣的成功案例可供查閱。

　　3、等離子體法

　　等離子體被認(rèn)為是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的***4種存在物質(zhì)形態(tài)，是由電子、離子、中性粒子和自由基組成的導(dǎo)電性流體，整體保持電中性。等離子體中，若電子與其他離子溫度相同，且在5000K以上，稱之為熱等離子體；若電子的溫度達(dá)幾萬攝氏度，而其他離子和整個系統(tǒng)的溫度只有幾百攝氏度，則稱之為低溫等離子體。

　　廢氣處理一般選擇低溫等離子體技術(shù)，其原理為：外加電場作用下產(chǎn)生   電子，   電子撞擊氣體分子(如(O2、H2O)形成強(qiáng)氧化自由基·O、·H、·OH等，同時，污染物分子在   電子的碰撞激發(fā)下發(fā)生電離、解離和激發(fā)，形成小碎片自由基，   電子、·O、·OH和其他自由基(不同反應(yīng)條件下產(chǎn)生不同自由基)共同作用將復(fù)雜***分子污染物轉(zhuǎn)變成簡單小分子   物質(zhì)，或使物質(zhì)轉(zhuǎn)變成   或低毒低害物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。低溫等離子體產(chǎn)生的方式主要有電子束照射法、介質(zhì)阻擋放電、電暈放電、微波放電、弧光放電、高頻放電等，其中前3種方法運用比較廣泛。

　　低溫等離子體技術(shù)對***氣量、低濃度的污染物有較高的處理效率，該技術(shù)具有降解效果***、運行成本低、設(shè)備占地面積小，對氣體污染物適應(yīng)性強(qiáng)，便于操作控制，易與傳統(tǒng)工藝結(jié)合等***點，但要實現(xiàn)凈化處理仍遇到能耗高和副產(chǎn)物難以控制的雙重困難，如直流電暈發(fā)電產(chǎn)生等離子體降解苯的產(chǎn)物有二氧化碳、一氧化碳、乙炔、氰化氫、甲酸等，空氣放電產(chǎn)生等離子體降解苯乙烯的產(chǎn)物有苯甲醛、二氧化碳、一氧化碳和一氧化二氮，且當(dāng)苯乙烯的處理效率達(dá)到   程度時，苯甲醛中間產(chǎn)物開始影響其凈化效果。另外，該技術(shù)對水蒸氣較為敏感，除去濕霧設(shè)備的投資較高。實驗表明，苯衍生物苯乙烯、甲苯和苯的處理效率均隨著濕度的增加而減少，其中苯乙烯的處理效果受濕度影響***。

　　近年來，關(guān)于低溫等離子體技術(shù)治理廢氣的應(yīng)用研究發(fā)展，目前可查閱到的資料中，主要集中在惡臭去除和苯系物模擬噴漆廢氣凈化兩***，且不同污染物凈化機(jī)制有所不同，如苯乙烯的凈化過程主要是由苯環(huán)外的C=C鍵與O和OH自由基的反應(yīng)引發(fā)的，甲苯的凈化過程同時涉及到苯環(huán)的開環(huán)反應(yīng)和一CH3的氧化反應(yīng)，而苯的凈化過程主要是苯環(huán)的開環(huán)反應(yīng)，目前仍然對物凈化反應(yīng)的引發(fā)機(jī)制缺乏規(guī)律性的認(rèn)識，在應(yīng)對不同分子結(jié)構(gòu)時難以提出的等離子體系統(tǒng)設(shè)計方案。具體案例研究中僅邵振華等人在實驗室小試和工業(yè)中試的基礎(chǔ)上，將等離子體聯(lián)合光催化技術(shù)成功應(yīng)用于某木門企業(yè)工程案例，但其裝置規(guī)模較小，處理風(fēng)量僅5000m³/h。雖有已有多家環(huán)保設(shè)備可提供低溫等離子體設(shè)備，但缺少對于***定等離子體系統(tǒng)或者***定目標(biāo)污染物的設(shè)計規(guī)范，尚未有相關(guān)噴漆企業(yè)采用該技術(shù)的具體成功案例對其實際處理效果及廢氣降解程度及產(chǎn)物類型進(jìn)行公開。

　　4、多技術(shù)聯(lián)合法

　　由于噴漆廢氣中污染物成分復(fù)雜，且以混合物形式排放，考慮到處理效果和能耗等多面因素，廢氣處理研究開始由單一技術(shù)方法轉(zhuǎn)向多技術(shù)聯(lián)合使用。近年來發(fā)展的聯(lián)合技術(shù)包括：吸附濃縮-催化燃燒技術(shù)、吸附濃縮-高溫焚燒技術(shù)、吸附濃縮-冷凝技術(shù)、吸附-低溫等離子體技術(shù)、低溫等離子體-吸收技術(shù)、低溫等離子體-催化技術(shù)、光催化-生物技術(shù)、低溫等離子體-生物技術(shù)、生物滴濾-生物過濾技術(shù)，其中已成功由實驗規(guī)模放***至中試或應(yīng)用于工程案例的有：吸附濃縮-催化燃燒技術(shù)、吸附濃縮-高溫焚燒技術(shù)、吸附濃縮-冷凝技術(shù)、低溫等離子體-催化技術(shù)、光催化-生物技術(shù)、生物滴濾-生物過濾組合技術(shù)，實踐結(jié)果表明，多技術(shù)聯(lián)用處理***于單技術(shù)使用。

　　為   地控制噴漆廢氣中污染物的排放，以下幾個環(huán)節(jié)的工作至關(guān)重要：①企業(yè)源頭控制：生產(chǎn)中盡量選擇水性涂料或其他溶劑種類和含量少的涂料，并嚴(yán)格噴漆房和晾/烤漆房設(shè)計，防止無組織逸散；②管理層污染源集中管理：將涉及噴漆工序的企業(yè)集中規(guī)劃在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，以便于統(tǒng)一采取凈化方案，尤其是噴漆量小且間歇性操作的企業(yè)，可將噴漆工序分離出來后在園區(qū)集中噴漆房進(jìn)行，或在園區(qū)內(nèi)建設(shè)活性炭凈化設(shè)備吸附劑   和脫附廢氣后續(xù)處理工程；③單位技術(shù)放***：與環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)單位聯(lián)合，使實驗成功的技術(shù)方案逐步放***至工程設(shè)計，如催化劑研究生產(chǎn)、生物處理菌種培育、工程規(guī)模處理設(shè)備生產(chǎn)等。