詳細介紹
有機廢氣對光化學煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,開發了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。近年來,隨著人們環保意識提高,環保法規不斷完善與力度不斷提高,汽車生產廠在新建涂裝線中需配置廢氣處理設備,對老的涂裝線也在逐步補充廢氣處理裝置,廢氣經過處理達標后才能排放。針對不同的涂裝廢氣,不同的廠家采用了不同的方法,下面就汽車涂裝廢氣處理技術進行初淺的分析探討。
根據汽車涂裝生產工藝,涂裝廢氣主要來自于噴涂、干燥過程。所排放的污染物主要為: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。故涂裝中排放的有害廢氣的主要發生源為噴漆室、晾干室、烘干室。
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廢氣處理措施有:蓄熱式熱力氧化技術(RTO)、蓄熱式催化燃燒技術(RCO)、TNV回收式熱力焚燒系統
2.1.1蓄熱式熱力氧化技術(RTO)
蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,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在100PPM—20000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度在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。 涂裝廢氣收集處理設備解決方式
蓄熱式熱氧化器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。典型的兩床式RTO主體結構一個燃燒室、兩個陶瓷填料床和四個切換閥組成(見下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到再大限度的回收,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,有很多運動部件,需要較多的維護工作。 涂裝廢氣收集處理設備解決方式
、濃縮+焚燒技術的選擇
根據濃縮+焚燒技術清潔凈化理論,目前可供選擇的方式主要有活性碳+催化燃燒法和沸石濃縮轉輪+高溫焚燒法兩種。
1、1 活性碳吸附+催化燃燒法原理
含有機物的廢氣經風機的作用,經過漆霧過濾器再經過活性炭吸附層,有機物質被活性炭*的作用力截留在其內部,潔凈氣體排出;經過一段時間后,活性炭達到飽和狀態時,停止吸附,此時有機物已被濃縮在活性炭內。
催化凈化裝置內設加熱室,啟動加熱裝置,進入內部循環,當熱氣源達到有機物的沸點時,有機物從活性炭內脫附出來,進入催化室進行催化分解成CO2和H2O,同時釋放出能量。利用釋放出的能量再進入吸附床脫附時,此時加熱裝置*停止工作,有機廢氣在催化燃燒室內維持自燃,尾氣再生,循環進行,直至有機物*從活性炭內部分離,至催化室分解。活性炭得到了再生,有機物得到催化分解處理,理論設計處理效率約為90%。
沸石濃縮轉輪+焚燒法原理
沸石濃縮轉輪+高溫焚燒法采用沸石轉輪將大風量,低濃度廢氣轉化為高濃度低風量氣體,從而能選擇較小的焚燒爐對高濃度有機廢氣進行焚燒。在低溫條件下,有機廢氣通過沸石轉盤,有機物被吸附在沸石轉盤上,分出一部分氣流量(約1/20)進入冷卻區,冷卻區氣體進入換熱器被加溫到180℃ 到200℃,然后高溫氣體反向回到沸石轉盤,將有機物脫附下來,濃度可做到原來的25倍以上。
在700℃-800℃溫度下,將濃縮后的有機廢氣裂解為清潔的CO2和H2O,從而到達無害化排放。廢氣通過提升閥被提升到燃燒室進行燃燒,有機物處理效率99%以上。
沸石濃縮轉輪系統
沸石轉輪濃縮系統由濕度控制系統、過濾系統、濃縮器構成。
溫濕度調節系統,調節進入濃縮器廢氣的溫濕度,通常沸石在40℃及相對濕度75%以下,吸附效果。廢氣過濾系統,過濾噴漆室廢氣中易導致濃縮設備阻塞和失效的雜質、顆粒物;一般情況下,每套過濾系統分四級過濾,安裝在每套溫濕度調節系統后,一級過濾選用F9級,保證沸石轉輪的使用壽命。
沸石濃縮轉輪系統,濃縮有低濃度機廢氣中的有機物(VOC),并將大風量變為小風量,將VOC 濃縮廢氣送入RTO或TAR 進行清潔凈化處理,根據某司涂裝噴漆室的工藝、涂料特點,VOC爆炸濃度極限約為12g/m3(設計值必須小于極限值的25%),通常我們會將濃縮器的濃縮比設計為25:1,VOC去除效率可達90%以上。利用VOC 具有可燃性,在保證安全的前提下,做到大的濃縮比,以節約天然氣的耗量。經沸石濃縮轉輪凈化后的氣體中VOC 的濃度含量達到20mg/m3以下,與歐洲標準基本持平。
產品性能特點:
1、可實現全自動化控制,操作簡單,運行穩定,安全可靠性高。
2、VOC的分解效率99%以上;
3、采用多項*技術,使設備簡化,易于維修,并降低了運行成本。
4、廢氣在爐內停留時間長,爐內無死區;
5、不產生NOX等二次污染。
5、操作費用低,超低燃料費。有機廢氣濃度在500PPM以上時,RTO裝置基本不需添加輔助燃料。