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喷涂VOCs废气及治理方法,响应督察要点(三)

第3部分表面涂装(汽车制造业)及4S店喷漆废气治理方法选择

      选择有机废气处理方法,总体上应根据以下因素:有机污染物质的类型、有机污染物质浓度水平、有机废气的排气温度、有机废气的排放流量、微粒散发的水平、需要达到的污染物控制水平。

3-1常规处理方法用于喷漆废气治理的不适用性

有机废气的处理方法种类繁多,特点各异,常用的有水喷淋法、冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法等。

1)水喷淋法:一般用于对漆雾的过滤,对于三苯及其他VOCs气体无效。我国对漆雾的过滤80~90%采用湿式过滤,如水帘、水旋、油帘等方式。国外是80~90%采用干式过滤、发达国家根本不允许使用湿式过滤(因为油污对水的污染当今国际上还没有理想的解决方法。据国家环保总局透露:2015年起禁止使用湿式漆雾过滤设备,以降低、堵绝油污对水的污染)。水帘喷漆柜设备投资大、过滤效果低、运行费用高。以2m×3m的水帘喷漆柜为例,水、油所用的泵、管、水槽(或油槽)、档板等设备约1~2 万元;运行中还有电、水(或油)、凝漆剂等费用;水对设备会造成腐蚀;经常的换水、清理等又造成停产误工;因沉积的油污使水(或油)幕不连续、降低了过滤效率;噪音大、飞溅的水(或油)使工位环境潮湿,影响漆面质量;并且不利于操作工的身体健康;废水的排放造成二次污染;漆雾棉的容漆量小、效率低、更换频繁等都造成了生产成本的增大。

2)冷凝回收法:将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大,喷漆废气中的“三苯”及其它废气浓度一般低于300mg/m3,浓度低,风量大(汽车制造业喷漆车间的风量常在10万级以上),且由于汽车涂装废气中有机溶剂的成分复杂,回收的溶剂难以处理利用,并易产生二次污染,所以涂装废气处理中一般不采用此法。

3)吸收法:可分为化学吸收和物理吸收,但“三苯”废气化学活性低,一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂,它与被吸收组分有较高的亲和力,吸收饱和后经加热解析冷却后重新使用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气,装置复杂、投资大,吸收液的选用比较困难,液体吸收法净化率只有60%~80%,这种方法实际应用存在吸收效率不高、油雾夹带现象,一般难以达到国家排放标准,而且存在着二次污染问题;

4)直接燃烧法:利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700~800℃),驻留一定的时间,使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少,但能耗大、运行成本高。对于汽车制造业来说,喷漆废气的排放往往达到几十万上百万风量,由于浓度不高,选择直接燃烧法太不经济,而且浪费能源。

5)催化燃烧法:将废气加热到200~300℃经过催化床燃烧,达到净化目的。该法能耗低、净化率高可达95%、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于小风量且废气温度较高的有机废气高温高浓度的有机废气治理,不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。喷漆废气中的“三苯”及其它废气浓度一般低于300mg/m3,因此采用催化燃烧法处理也不合适。
6)吸附法:

①直接吸附法:有机气体直接通过活性炭,可达到95%的净化率,设备简单、投资小、操作方便,但需经常更换活性炭,若无再生装置, 则运行费用太高;因此可用于浓度低、污染物不需回收的场合。

②吸附回收法:有机气体经活性炭吸附,活性炭饱和后用热空气进行脱附再生。

通过对上述常规方法在喷漆废气治理上的现状说明,在漆雾治理行业存在产品落后,运行管理复杂,后期投入高等特点。因而寻找一种高效、高信价比、性能稳定、操作方便,运行费用少并符合环保治理标准的处理技术是行业发展的急切之需。

针对汽车涂装喷漆废气的排放特点,通过对各种治理方法的对比研究,北京大华铭科环保科技有限公司综合多种方法的优势,开发出ECB技术,运用于喷涂行业,通过3年的实践运用,取得了大量的实际成功案例。
3-2 ECB技术在喷漆废气治理上的优势

1)ECB工艺流程

 

 

总工艺由过滤,等离子放电段,多波段光激发段,退激发与催化层,喷淋与吸收段组成。其中等离子放电段,多波段光激发段,退激发与催化层构成本工艺的主工艺(ECB),气体由过滤段进入,经喷淋吸收段排出。

等离子放电段在设计时结构上单独隔离,不与废气直接接触,空气净化与冷干站是配套设施,约占进气量1%的新鲜冷干气体,经过等离子放电段,携带大量的激发物质(例如臭氧、活性氧离子等)向反应腔内注入。

ECB工作原理:

ECB是指激发-催化-退激发(exitation-catalysis-back),所谓激发,就是原子或分子吸收能量后,其外层部分电子处于更高能态,其化学反应活性完全被激活。虽然尚未处于电离状态,但只要与其他原子或者分子碰撞,就会发生化学反应。举例而言,惰性物质如氦、氖、氩、氙等,正常条件下,并不与其他物质发生化学反应,但只要是处于激发态就会反应。可见,激发态物质的化学活性高。

高能离子发生段通过“三交面”放电,产生大量中间态分子,例如臭氧、活性氧原子等。由于臭氧的扩散系数很大,所以立即与废气混合,进入多波段光激发段;该段由多种紫外线组成,以适应各不同废气成分的共振吸收需求。各种废气成分,氧化成分在该段发生化学反应并处于动态过程中。退激发和催化层的核心是一种吸附剂,将各种被激发的活性物质吸附并催化反应,变成低能态分子后,自动解吸脱附。

喷淋吸收段是二次沉静机制,确保废气中各种成分达标排放。吸收液采用专用除臭喷淋液,不仅能湿润颗粒物质,也能瞬时吸收异味分子。

2)主机结构立体图

 

3)技术优势

过滤部分

①粗滤:采用G3级玻纤过滤层,用于去除较大颗粒物,漆雾等。

②精滤:采用F7级玻纤过滤层,用于去除较小颗粒物。

③运行时间长、费用低;不需要频繁更换。

④漆雾颗粒、粉末回收处理简单,不会造成二次污染。

⑤储存体积是使用体积的5.6 % ,便于运输、储存。

⑥平铺式(下吸风式)或直立式(侧吸风式)使用均可。

⑦风速:0.3~1.0m/s ,容尘量:6~28㎏/㎡,过滤效率:95~99.5%。

⑧在引风机的前部加风量调节阀调节风速,可以提高过滤效果并且节省油漆。

⑨运行维护:过滤组件是需定期更换,更换周期取决于载尘净量、使用时间、漆雾浓度等多种因素,因此需要根据现场情况决定更换周期。一般为4~8个月。更换的部件一般不需要深度处理,直接扑打清除灰尘后可以继续使用,已经损坏的直接抛弃即可。

 

主机ECB技术

①性价比高:一次性投资低,处理风量大,占地面积小,使用寿命长;

②净化效果好:除异味效率可达99%以上,对于“三苯”及非甲烷总烃类的去除率,达到GB16927-1996《大气污染物综合排放标准》要求;

③结构简单:无需进行特殊预处理,如加温、加湿等,设备工作环境温度为常温;

④适用范围广:可去除常见的各种异味,可适用于不同浓度范围、大气量、不同恶臭气体物质的脱臭净化处理;

⑤运行成本低:设备能耗低,设备风阻极低<80pa, 无需专人管理和日常维护;

⑥安全环保:喷漆废气中有毒有害物质被彻底分解,达到无害化排放,不产生二次污染;

催化段

①承受冲击能力强,可以适应喷漆房的工作特点。

②特殊催化剂,吸附性能强。

③更换周期增加10倍以上,降低运行成本。

喷淋吸收段

①有填料的喷淋,速度高,体积小,对水雾设备要求低。

②添加瞬态反应除臭剂,立刻除味。

4)喷漆废气治理系统3D图