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汽车喷漆处理-废气VOCs处理技术

日期:2019-08-21 09:03浏览次数:10

       汽车喷漆是汽车生产过程中必不可少的工作流程,在该环节中产生的废气较多,对环境影响极大。喷漆废气主要污染物为挥发性有机物VOCs,为提高VOCs的处理技术,有效保护周围生态环境,对汽车喷漆过程中产生的废气成分进行分析,并分析比较了几种VOCs处理技术。

       一、 汽车喷漆废气VOCs处理技术简介

       目前针对VOCs 的处理方法主要分为回收处理和消除处理两种。回收处理技术主要是通过物理原理实现对挥发性有机物的吸收,例如通过改变温度、压力来提高有机溶剂在吸收物质中的溶解度。或者采用选择性吸附剂、渗透膜等方法富集喷漆废气,然后再进行分离处理。目前主要的回收处理技术有吸附技术、冷凝技术、膜分离技术等。消除技术主要是通过化学方式,将有机废气转化为其它无污染物质,用光能、热能以及催化剂、微生物将有机废气分解成为无害、无污染的二氧化碳、水等物质。当前主要的消除技术有生物法、催化燃烧、光催化氧化、低温等离子等技术。
       选择适合的VOCs处理技术才能达到最好的处理效果。在选择适合的VOCs处理技术之前,需要对VOCs的实际浓度进行分析,如果实际浓度VOCs>10000mg/m3则说明该气体值得回收,属于有回收价值气体的范畴;如果在2000~10000mg/m3 则可以考虑利用合适的吸附技术或生物法技术进行吸收;当喷漆过程中的VOCs浓度12000mg/m3 则没有回收价值,可以考虑将其进行燃烧处理。

       二、可挥发性有机化合物废气以及主要成分

       2.1 挥发性有机化合物废气排放造成的影响

       汽车喷漆废气含有大量的挥发性有机物,如果不对这部分挥发性有机物进行控制,将大大增加空气中的有害物质含量,造成严重的环境污染。VOCs对人体和环境的危害主要体现在两个方面。一方面,VOCs中的有些物质会对人体和环境造成直接危害。例如,居室内VOCs的含量高会对人们的视觉和听觉等感官神经造成损害;另一方面,VOCs 还会对大气环境造成更为严重的间接危害,即光化学污染。光化学污染的产生机理在于大部分VOCs降解的半衰期较短(一般在几个小时至3 个月),在受到紫外线的催化作用时,发生分解或化学反应,并与氮氧化物反应产生臭氧。产生光化学污染有三个条件,即挥发性有机化合物( VOCs)、氮氧化物及阳光的照射。当空气中臭氧浓度达到一定值时,人就会感到不适。

       2.2 可挥发性有机化合物废气的主要来源

       除了汽车在喷漆过程中会产生大量的VOCs之外,汽车尾气、建筑材料、工业废气等都会产生大量的VOCs。这些挥发性有机物随空气进入到大气环境中,如果人们长期生活在含有大量VOCs的环境中,将严重影响人体健康。

       2.3 汽车涂装VOCs废气的主要成分

       汽车喷漆过程中产生的VOCs 废气主要是成分包括有机物、芳香等有害物质。部分废气产生主要来自于汽车喷漆过程中的油漆配制、喷漆、烘干等步骤。有机废气中绝大部分在烘干过程中产生,少部分是在喷漆和油漆配制过程中挥发产生。

       三、汽车喷漆废气VOCs的常规处理技术

       3.1 针对烘干室废气的VOCs技术处理

       烘干室的温度一般高达800℃以上,有机气体一般沸点都低于800℃,因此烘干室内的漆料能够很快挥发,烘干室内部的VOCs 浓度也会变得极高。由于烘干室需要保证热量不易散失,排气量一般都较小,工作过程中会依靠不同的热源来支撑烘干作业。烘干室内产生的有机废气一般就地解决,依靠烘干室的高温,利用燃烧反应对有机废气进行分解,为保证反应的速率和反应条件,一般需要加入易燃性气体。一般情况下,利用燃烧反应可以有效降低烘干室内的VOCs 浓度,废气净化率高达90% 以上,效果十分显著。

       3.2 针对喷漆室废气的VOCs技术处理

       (1)预处理+ 活性炭纤维吸附+ 脱附+ 催化燃烧处
       喷漆废气预处理一般是喷漆房自带的水帘或水旋对漆雾进行处理。送风房通过空调送风机组将室外空气送入喷漆室,喷漆室形成负压,空气经房体顶部均流调节和过滤后均匀地送入室体内,自上而下,将工件置入具有一定风速的均流层中,使飞溅的废漆雾压入水旋喷漆室水旋器,水在高速气流的冲击下被雾化后和漆雾充分混合,从而使漆雾被吸引到水中而带走,含水分的空气再经气水分离后,含有机废气的空气经排风系统送入大气中,其漆雾的净化率不小于98% ;而含漆雾的水流入循环水池,通过絮凝成渣(水中定期添加絮凝剂、悬浮剂)后由循环泵送入到喷漆室循环使用。
       喷漆室中首先采用预处理方式除去一部分漆雾和有机废气,然后再利用活性炭纤维进行吸收,活性炭不仅具有物理吸附作用,同时还具有化学吸附的作用,多孔活性炭对废气的吸附作用极强,在喷漆废气处理应用范围较广。利用多孔活性炭对废气进行聚集之后,然后脱附,利用催化燃烧进行集中处理,由于活性炭吸附的特性,对具有异味的有机废气也能具有很好的吸收作用,这种方法适用不仅适用于异味气体吸收,在低温的环境下将有机废气中有机物矿化为二氧化碳和水,实现无害化废气处理。汽车喷漆废气通过水旋式漆雾净化装置后,通入到多孔活性炭之中,废气经活性炭吸附后达标排放。当多孔活性炭吸附饱和之后,便需要进行脱附操作,将脱附产生的高浓度VOCs进行催化燃烧。
       (2)预处理+ 生物滴滤+ 生物过滤
       利用生物废气处理技术无论是在处理成本上,还是在操作、环境保护方面都具有较大的优势,操作简单有效、净化率高,处理之后不会造成二次污染。目前,我国利用生物法处理喷漆废气的主要处理方法包括生物滴滤、生物过滤以及生物洗涤技术等。具体处理方式为,首先利用预处理对废气进行初步处理,结合生物滴滤技术和生物过滤技术对废气进行处理,对漆雾颗粒进行剔除,然后再将处理过一遍的废气通入到生物滴滤塔中,进行废气逆流操作,废气自下向上进行填充,让其与生物滴滤塔中的填料进充分接触,对废气进行液化处理。有机物是微生物的生存养料,利用微生物的这个特性可以有效对有机物进行分解,生成二氧化碳、水等无污染物质。该处理方式环保、高效,废气净化率高达90% 以上。
       (3)预处理+ 沸石浓缩转轮吸附+ 催化燃烧
       同样的,喷漆室中首先采用预处理方式除去一部分漆雾和有机废气,再利用沸石浓缩转轮吸收,对其进行全方位的处理。沸石浓缩转轮吸附作用原理是,沸石分子具有高吸附性,沸石浓缩转轮的运作需要多个单元的共同支撑而后实现高效运作,小单元需要通过特定方式加工,形成陶瓷基体,然后再将基体放置在沸石合成混合物中,这是基体表层会形成一层分子筛膜,利用这层筛膜可以高效吸附VOCs,控制吸收液的浓度和放置时间会使吸收效率更高。喷漆室内部的VOCs都会被聚集、吸附,进行一段时间的吸附浓缩之后,再通过RTO设备进行这些高浓度废气,这种废气处理有效率高达95%以上,剩下低浓度废气则可以通过催化燃烧进行清除。

       四、总结

       汽车喷漆废气中含有大量的污染物和有害物质,如果处理不当则会对人们生活的周围环境造成很大的影响。汽车喷漆废气VOCs作为空气污染物的主要来源之一,相关企业需要注重汽车生产过程中废气处理。本文介绍的以上几种处理方式,需要根据企业自身实际的情况选择合适的技术,燃烧处理比较便捷,但成本较大;微生物分解处理成本较低,处理效率较高,但需要有良好的微生物生存环境,才能保证VOCs的处理效率。
       环境问题一直是人们关注的重点问题,加强汽车喷漆废气VOCs的处理,可以降低空气污染,保护我们赖以生存的环境。