噴漆廢氣凈化處理方法,目前比較廣泛使用的有液體吸收法、直接燃燒法、催化燃燒法和活性炭吸附等四種不同的方法。活性炭吸附法凈化率可達95%以上,若無再生裝置,則運行費用太高液體吸收法凈化率只有60%~80%,這種方法實際應用存在吸收效率不高、油霧夾帶現象,一般難以達到國家排放標準,而且存在著二次污染問題催化燃燒法凈化率也可達95%,但適合于處理高濃度、小風量且廢氣溫度較高的有機廢氣,而噴漆廢氣中的“三苯”濃度一般低于300mg/m3,因此采用催化燃燒法處理也不合適。目前大部分工廠在處理噴漆廢氣時采用水簾洗滌裝置或顆粒炭吸附法,水簾洗滌法處理后的噴漆廢氣一般達不到《大氣污染物排放標準》GB16297-96中的標準。顆粒炭吸附法一般未采取再生措施,設施運行一定時間后需更換新炭,因此運行成本較高。

    裝置的工藝流程及特點

    1、工藝流程

    圖1是采用除漆脫水裝置結合活性炭纖維吸附-催化燃燒工藝處理噴漆廢氣的流程,由于整個系統集吸附-脫附-催化燃燒于一體。為保證系統的連續運行,吸附器采用多單元分流組合式結構,正常運行時,處在脫附狀態的只有一個單元,而其它單元處于吸附或冷卻狀態有機廢氣收集后經過濾器進入n-1個單元吸附,凈化后氣體排入空氣。正常吸附前先將催化床燃燒室預熱到300℃,一定時間后當某一單元內的活性炭纖維吸附飽和時,打開脫附閥門,用120℃熱風進行脫附,解吸出的高濃度有機廢氣進到催化床燃燒分解為CO2和H2O,凈化后高溫氣體通過列管熱交換器預熱脫附氣體,少部分經煙囪排放,其余補充新鮮空氣后作為脫附熱風返回,停止電加熱管預熱,通過放空閥和補冷風機來實現整個催化燃燒系統熱平衡。每個單元吸附和脫附時的蝶型氣動閥門由PLC工業電腦可編程程序控制器按設定時差有序開關,整個電控裝置分手動和自動兩組,并配有自動報警系統。

    2、凈化裝置特點

    (1)由于噴漆廢氣經水幕機洗滌后仍具有粘性并含有一定水分,因此在吸附床前增加除漆裝置和脫水裝置。除漆裝置過濾材料由多層金屬過濾網、焦炭等組成,采用折板式結構,過濾風速采用0.4m/s,保證漆霧去除率達99%以上,并過濾片采用抽屜式結構,便于裝卸和清洗。脫水裝置由折板、巖棉等組成,過濾風速采用0.5m/s,可有效去除廢氣中的水分。為了保證吸附處理的連續性,除漆裝置和脫水裝置均采用一用一備。

    (2)吸附劑采用的活性炭纖維性能優越:其比表面積大(1300~2500m2/g),微孔發達(微孔體積占總孔體積的80%左右),孔徑分布廣(20~200A),吸附容量大(比粒狀活性炭大幾倍至幾十倍),吸附速度快(比顆粒活性碳要快2~3個數量級),而且再生容易快速(一般3~5min),脫附徹底,經多次吸附脫附后仍保持原有的吸附性能,特別是對ppm級的吸附質仍保持很高的吸附量(蜂窩碳或顆粒碳此時的吸附能力則大大降低),因此對有機廢氣的凈化率高同時因活性碳纖維耐熱性能好(在空氣中著火點達500℃以上),且吸附層很薄,不會產生類似顆粒碳或蜂窩碳吸附裝置因熱積蓄而易產生燃燒爆炸的危險。

    (3)吸附床采用獨特的“多單元分流組合式吸附床”,假設吸附床有n個單元,剛開始時是第1~第n-1個單元在吸附,第n個單元在脫附,一定時間后,切換為第2~第n個單元在吸附,第1個單元在脫附,如此反復循環運行。這樣一方面保證生產的連續性,另一方面利用多單元的循環交替切換可使吸附劑用量大大減少,不但使吸附床的體積大大減少,而且高價炭纖維因使用量少也不會造成造價高的問題,因此設備量輕,投資小,占地少,結構緊湊。

    (4)在催化燃燒床的進口以及貴金屬催化劑層之間布置電加熱管,結合內循環管路,可使床層的預熱時間短(電加熱管一般在開機時預熱30min左右后停止加熱,以后利用催化燃燒熱來維持整個系統的熱平衡),同時采用效率高的熱交換器,并用高性能的輕質耐火材料保溫,這樣不僅使廢氣的催化燃燒徹底,同時熱利用效率高,運行成本低。

    (5)采用“PLC電腦可編程序控制器”,通過氣動元件系統實現工藝過程的全部自動化,整個系統運行過程中電腦實行適時“記憶”,如遇突然停電等,電腦會記憶當時工作狀態,待來電等電腦會自動指令延續上次的狀態運行下去,這樣可以避免出現某些單元過飽和現象,達到很好治理效果,同時出現異常故障時電腦會指令自動停機并發出聲光報警,因此,操作簡單、安全、可靠,自動化水平較高,可實現無人操作。

    3、實際應用效果

    除漆脫水裝置+活性炭纖維吸附裝置于2001年在該廠投入運行,表1結果表明,經本凈化裝置處理后噴漆廢氣中甲苯的出口濃度只有16mg/m3,符合GB16297-96中的排放標準。在凈化設施運行過程中,除漆裝置中的多層金屬網約3周清洗1次,少部分的焦炭約3個月更換1次,少部分廢炭可送附近的燃煤鍋爐處理或當其它燃料使用。活性炭纖維吸附-催化燃燒裝置和顆粒炭吸附床的性能參數比較見表2可知,活性炭纖維吸附-催化燃燒裝置一次性投資與顆粒炭裝置相比增加的費用只要2年多即可收回成本。

    4結論

    (1)實際運行結果表明,采用預處理和活性炭纖維吸附-催化燃燒法處理低涂噴漆廢氣凈化效果好,無二次污染,投資及運行費用低,占地少,操作安全、簡單、可靠,自動化水平高,是一種值得推廣應用的技術。

    (2)本處理裝置在實際應用過程中針對不同種類、不同濃度和溫度的噴漆廢氣,所采取的活性炭纖維用量、吸附單元數以及單元切換的周期也不同。

    (3)為了減少人工強度,對于有經濟實力的企業可采用YJ型自動空氣過濾器來作為除漆裝置,這樣可使處理裝置的自動化水平更高。

    (4)噴漆室排出的廢氣若未經水簾洗滌處理,則預處理部分可省去脫水裝置,同時提高除漆室的設計負荷,可設計成二級過濾,并采用不同的過濾結構和過濾材料,以便更有效地去除漆霧。