綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
隨著國家對(duì)環(huán)境的不斷重視，有機(jī)廢氣的治理也成為一個(gè)熱點(diǎn)。涂料行業(yè)尤其一些油性涂料生產(chǎn)和使用企業(yè)在生產(chǎn)和使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，這些有機(jī)廢氣如果得不到有效的治理，會(huì)造成大氣中臭氧增加，威脅人們的健康。國家也比較重視涂料行業(yè)的環(huán)境治理，并將其列入“大氣十條”中的二十五個(gè)重點(diǎn)行業(yè)之一。因此涂料行業(yè)有機(jī)廢氣治理對(duì)于環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。
1涂料行業(yè)有機(jī)廢氣來源分析
1.1涂料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣
涂料的生產(chǎn)過程中會(huì)使用的有機(jī)物作為原料，如在溶劑型涂料的生產(chǎn)當(dāng)中會(huì)應(yīng)用笨、甲苯、二甲苯、丁酯和200#汽油作為稀釋劑，在生產(chǎn)氨基樹脂涂料的生產(chǎn)當(dāng)中，會(huì)用到醇類、苯類、苯酐等有機(jī)物作為稀釋劑等。這些有機(jī)物在物料的稱量、攪拌、高速分散、研磨、配色、攪拌、低速分散、過濾以及計(jì)量、包裝等環(huán)節(jié)都會(huì)有一定的揮發(fā)，產(chǎn)生有機(jī)廢氣。這些過程往往在獨(dú)立的室內(nèi)環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行，此類廢氣可以進(jìn)行集中收集并進(jìn)行處理。但是對(duì)于一些特殊地區(qū)，如上述有機(jī)物的罐區(qū)，在有機(jī)物的儲(chǔ)存過程中也會(huì)產(chǎn)生一定量的有機(jī)廢氣，這部分廢氣難以集中處理為無組織廢氣。
1.2涂料使用過程中產(chǎn)生的廢氣
涂料具有廣泛的用途，可以用于建筑、家電、汽車生產(chǎn)、家具加工等諸多行業(yè)，這些行業(yè)在應(yīng)用涂料的過程中也會(huì)產(chǎn)生較多的廢氣。如汽車生產(chǎn)過程中需要對(duì)汽車進(jìn)行噴漆處理，噴漆的過程中就會(huì)有大量的有機(jī)物排出進(jìn)入大氣。
2涂料行業(yè)廢氣治理技術(shù)分析
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(duì)此下文主要對(duì)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(duì)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，能有效保證廢氣的排放達(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；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2000mg/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(duì)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500Nm3/h。冷凝等方法并不適用。而單純的吸附處理會(huì)產(chǎn)生大量的吸附廢料，造成二次污染，而直接焚燒又會(huì)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(duì)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2000mg/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(duì)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；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安全工作，如加裝阻火器，應(yīng)用LEL等設(shè)備進(jìn)行廢氣濃度的檢測(cè)，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60000m3/h，可以設(shè)置三個(gè)30000m3/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，因此需要更加注重安全設(shè)施的設(shè)置，一般需要加裝氮?dú)庀到y(tǒng)，用于安全保護(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(duì)此企業(yè)應(yīng)針對(duì)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(duì)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(duì)反應(yīng)釜中廢氣可以采用冷凝方法進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)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。
