催化燃燒設(shè)備在噴漆廢氣辦理中的運(yùn)用
***家工業(yè)化的快速展開(kāi),近年來(lái)人們對(duì)***氣環(huán)境質(zhì)量越來(lái)越關(guān)注,以揮發(fā)性有機(jī)污染物為代表的***氣環(huán)境污染日趨嚴(yán)峻,噴漆企業(yè)因運(yùn)用溶劑型涂料和溶劑型稀釋劑而成為揮發(fā)性有機(jī)廢氣的***要排放源。由于有機(jī)廢氣存在易揮發(fā)、成分雜亂、揮發(fā)性不平等***征,難以去除。催化燃燒法是有機(jī)廢氣辦理的其間一種方法,其在遠(yuǎn)低于直接燃燒溫度條件下處理低濃度的VOCs 氣體,具有凈化功率高、無(wú)二次污染、能耗低的***征,是商業(yè)上處理VOCs運(yùn)用***有用的處理方法之一。
跟著經(jīng)濟(jì)快速展開(kāi),運(yùn)用噴漆工藝的化工、汽車、機(jī)械、電子產(chǎn)品、船舶等職業(yè)也隨之不斷壯***。噴涂進(jìn)程中排放的有機(jī)廢氣對(duì)周圍環(huán)境乃至人類健康帶來(lái)危害,噴漆廢氣***要以三苯為主,有些還兼具酯類、醚類、酮類等組分。這些揮發(fā)性有機(jī)物輕則使人頭痛討厭,重則抽搐昏倒,傷害人體免疫系統(tǒng)。為有用解決這些問(wèn)題,***家及部分省市已公布一系列法律法規(guī)和***氣環(huán)境保護(hù)規(guī)范約束和辦理廢氣產(chǎn)生的危害。
一、慨述
催化燃燒設(shè)備是典型的氣—固相催化反應(yīng),它在催化劑的作用下下降反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度250~350℃下進(jìn)行無(wú)焰燃燒,在固體催化劑表面有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生氧化,一同產(chǎn)生CO2 和H2O,并放出很多的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以******地按捺了空氣中的N2構(gòu)成高溫NOx。并且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能約束燃猜中含氮化合物的氧化進(jìn)程,使其多數(shù)構(gòu)成分子氮。
二、催化噴漆廢氣的成分及危害
在噴漆涂裝進(jìn)程中高壓空氣噴射的油漆******部分停留在工件上,其他未抵達(dá)噴涂表面的噴霧微粒與溶解噴漆微粒的水珠懸浮在空氣中,以及噴涂進(jìn)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物構(gòu)成噴漆廢氣污染環(huán)境。由于不同油漆涂料所用溶劑不同,因而在噴涂進(jìn)程中產(chǎn)生的廢氣組分也不同。以汽車噴涂為例檢測(cè)規(guī)范,不同油漆以及選用不同工藝出產(chǎn)的涂料其VOCs 成分及比例也***不相同。]某規(guī)模較***汽車涂料企業(yè)中發(fā)現(xiàn)VOCs ***要成分為乙酸仲丁酯、甲基異丁酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯和二甲苯,且二甲苯和乙酸丁酯所占比例挨近50%。某工業(yè)園有關(guān)涂料的很多企業(yè)時(shí)檢測(cè)出苯、甲苯、二甲苯和正乙烷為VOCs***要成分。研討涂裝排放VOCs ***征譜后得出其***要VOCs 依次為乙酸乙酯、乙苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯和乙酸丁酯等。噴漆廢氣對(duì)人類危害不容忽視,散發(fā)在空氣中的漆霧經(jīng)呼吸道吸入后會(huì)引發(fā)急慢性中毒,危害人體的神經(jīng)和造血系統(tǒng)。吸入高濃度的苯、甲苯、乙酸乙酯等廢氣短時(shí)間內(nèi)會(huì)按捺人的記憶力、注意力和感覺(jué)運(yùn)動(dòng)速度,長(zhǎng)期觸摸會(huì)對(duì)肝臟構(gòu)成毒性反應(yīng),乃至對(duì)中樞神經(jīng)構(gòu)成損壞。
三、噴漆廢氣處理技術(shù)
噴涂廢氣不只含有揮發(fā)性有機(jī)物,還包含噴涂進(jìn)程中懸浮在空氣中的漆霧,漆霧會(huì)影響后續(xù)有機(jī)廢氣處理,所以噴漆廢氣凈化前需求去除其間的漆霧,以便對(duì)其間揮發(fā)性有機(jī)物凈化辦理。
1、濕式凈化法。濕式凈化法是依據(jù)相似相溶原理,通過(guò)溶劑吸收噴漆廢氣中的漆霧,常用的處理法。
1)水簾式凈化法。水簾式凈化法是通過(guò)水泵循環(huán)噴淋產(chǎn)生流動(dòng)的簾狀水層,水幕捕集飛散的漆霧,一般***型水簾式噴漆室將水簾斜坡放置在室底,通過(guò)專用循環(huán)水泵調(diào)理水簾形狀,當(dāng)噴漆氣流通過(guò)水簾時(shí),漆霧被附著留下。工業(yè)上常見(jiàn)的水簾式噴漆室設(shè)備***要由噴漆室室體、漆霧凈化器、水氣分別器、水過(guò)濾器、水循環(huán)管、照明設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵及電器控制系統(tǒng)等部分組成。水簾式凈化法可有用下降噴漆廢氣中漆霧的排放量,操作便利,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略。但水幕凈化產(chǎn)生含有漆霧的廢水,需廢水處理防止二次污染;關(guān)于***型水簾噴漆室,***面積水簾會(huì)增***室內(nèi)空氣濕度,影響工人工作環(huán)境和涂層質(zhì)量。
2)無(wú)泵水幕式凈化法。無(wú)泵水幕式凈化法是利用空氣誘導(dǎo)提水構(gòu)成水幕,當(dāng)噴漆廢氣與水幕碰撞后,水幕截留霧狀微粒及其帶著油漆的水珠;然后廢氣穿過(guò)水簾進(jìn)入氣水拌和通道,在通道中與水混合;進(jìn)入集氣箱后由于氣速下降產(chǎn)生氣液分別,凈化后的氣體排放到***氣中,被分別的水在集氣箱中匯集流向溢水槽,再通過(guò)泛水板構(gòu)成水幕,循環(huán)重復(fù)凈化噴漆廢氣,相關(guān)于水簾式凈化法,無(wú)泵式凈化法去除了水泵設(shè)備,***化了凈化流程,節(jié)約本錢和占地面積,一同克服了漆霧黏附管道內(nèi)壁導(dǎo)致水泵堵塞的現(xiàn)象。
2、干式凈化法。干式凈化法是將噴漆廢氣進(jìn)入過(guò)濾器,利用濾層阻留噴漆廢氣中的漆霧和顆粒物,常用玻璃纖維棉、爐渣等作為濾料。過(guò)濾法可以去除***部分漆霧,并對(duì)其間的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行少量吸附。該方法無(wú)二次污染,不產(chǎn)生廢水;缺陷是過(guò)濾不行徹底,對(duì)設(shè)備污染嚴(yán)峻,易堵塞。從表5 可以看出,相關(guān)于濕式凈化法,干式凈化法在功用上不行安穩(wěn),但由于美***等已將濕式凈化排放的含涂料廢水視為風(fēng)險(xiǎn)廢棄物,企業(yè)開(kāi)端放棄濕式凈化法,轉(zhuǎn)而運(yùn)用沒(méi)有廢水排出的干式凈化法。
三、有機(jī)廢氣的凈化處理
經(jīng)去除漆霧處理后的噴涂廢氣***要含有揮發(fā)性有機(jī)物,其處理技術(shù)包含傳統(tǒng)凈化技術(shù)、新式凈化技術(shù)和復(fù)合型凈化技術(shù)。燃燒法是將噴漆廢氣中的有機(jī)物燃燒氧化,轉(zhuǎn)換成CO2 和H2O 無(wú)害物質(zhì)達(dá)到廢氣凈化目的。燃燒法可分為直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法、蓄熱燃燒法等類型。
1、直接燃燒法。高濃度可燃有機(jī)廢氣宜選用直接燃燒法。直接燃燒法需求滿意高溫度,并確保燃燒空間內(nèi)擁有滿意氧氣。若氧氣量缺少則燃燒不完全;若氧氣量過(guò)多,會(huì)使可燃物濃度不在著火界限范圍內(nèi)導(dǎo)致不完全燃燒。為防止氣體爆破,一般在鍋爐或打開(kāi)的燃燒器中燃燒廢氣,燃燒溫度***于1100℃;但當(dāng)燃燒不完全時(shí),會(huì)導(dǎo)致一些污染物和煙塵排放到***氣中,一同燃燒的熱能無(wú)法收回,構(gòu)成燃料能量丟失。
2、熱力燃燒法。低濃度可燃有機(jī)廢氣可選用熱力燃燒法處理。濃度低可燃性物質(zhì)導(dǎo)致在燃燒進(jìn)程中缺少以開(kāi)釋支撐整個(gè)燃燒進(jìn)程所需的能量,因而需加輔佐燃料作為助燃?xì)怏w,通過(guò)燃燒助燃?xì)怏w前進(jìn)熱量,使廢氣達(dá)到反應(yīng)溫度并充沛燃燒,熱力燃燒法溫度一般在500~900℃范圍內(nèi),低于直接燃燒法溫度。
3、催化燃燒法。催化燃燒法被視為處理VOCs 的一種高效技術(shù),在催化劑作用下VOCs 可在較低溫度下(一般為200~400℃)氧化生成無(wú)污染的CO2 和H2O。催化燃燒法無(wú)二次污染,工藝操作簡(jiǎn)略,安全性高,起燃溫度低;但催化劑功用***壞抉擇VOCs 凈化作用,因而,高功用催化劑選擇和研討開(kāi)發(fā)是高效新式催化燃燒法,處理高濃度、小風(fēng)量有機(jī)廢氣可選用催化燃燒法,但噴漆廢氣風(fēng)量***、VOCs 濃度一般低于300mg/m3,不太適合處理噴漆廢氣。
4、蓄熱燃燒法。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度不高時(shí),慣例的熱力燃燒和催化燃燒缺少以堅(jiān)持自燃,需求額定彌補(bǔ)很多熱能,因而宜選用蓄熱燃燒?,F(xiàn)在運(yùn)用的蓄熱燃燒器分兩種:蓄熱式熱力燃燒反應(yīng)器(RTO)和蓄熱式催化燃燒反應(yīng)器(RCO)。關(guān)于RTO 設(shè)備,一般由蓄熱式換熱器、熱力燃燒室和切換閥門組成,常見(jiàn)的基本形式有二室、三室和多室RTO。二室RTO在進(jìn)行閥門切換進(jìn)程中會(huì)產(chǎn)生管道殘留有機(jī)廢氣同凈化后的廢氣一同排放問(wèn)題,導(dǎo)致在凈化周期內(nèi)有一半以上時(shí)間內(nèi)無(wú)法完結(jié)合格排放,凈化功率低于80%;三室RTO 在二室RTO 的基礎(chǔ)上增加了沖刷室,解決了廢氣未處理就排出問(wèn)題,但閥門過(guò)多很難完結(jié)同步切換,使未處理廢氣同凈化氣體混合,無(wú)法完結(jié)合格排放;關(guān)于多室RTO 亦是如此。RCO 設(shè)備一般由蓄熱催化爐和旋轉(zhuǎn)換向閥組成,蓄熱催化爐內(nèi)分隔成多個(gè)蓄熱催化室,有機(jī)廢氣通過(guò)旋轉(zhuǎn)換向閥的進(jìn)氣口進(jìn)入蓄熱催化室中加熱,待氣體溫度達(dá)到200~500℃后通過(guò)另一個(gè)蓄熱催化室,在催化劑作用下得到凈化并開(kāi)釋熱量,凈化后的高溫氣體被蓄熱體吸收能量并下降溫度,***后通過(guò)旋轉(zhuǎn)換向閥的排氣口排出,蓄熱燃燒技術(shù)***勢(shì)在于凈化功率高、無(wú)二次污染,一同完結(jié)能量收回,節(jié)約燃料,具有杰出運(yùn)用遠(yuǎn)景。
選擇適宜工藝辦理噴漆廢氣污染很有必要,干式凈化漆霧過(guò)濾功率較低,運(yùn)用范圍較窄;濕式凈化前期設(shè)備出資較高,但功用安穩(wěn)、凈化功率高、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢較低,***部分企業(yè)選用該方法。 跟著科技不斷前進(jìn)和試驗(yàn)研討的不斷深入,噴漆廢氣辦理由單一凈化工藝向多種工藝結(jié)合的方向展開(kāi),在發(fā)揮不同工藝***勢(shì)的一同,也躲避單一工藝的缺少,***程度前進(jìn)噴漆廢氣的處理功率。