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表面涂装行业废气处理

—————————————————— ◆  表面涂装行业废气分析  ◆ ———————————————————

涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层,是产品表面保护和装饰采用的最基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为:前处理→喷涂→干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、钝化(磷化)工艺。针对不同的涂层及对抗腐蚀的要求,除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。在前处理除锈工艺中,喷砂、抛丸或打磨工艺,也在不同行业的不同部门按需择用。

>>表面涂装行业废气成分

表面涂装行业即喷涂废气也就是在喷涂涂料的时候产生的废气,喷漆废气烘干废气的成分如下:
  苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、乙酸乙酯、四氯化碳等,主要是“三苯类”、挥发性有机废气(VOCs)的处理。                                  
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>>表面涂装行业废气特点   

根据涂装生产工艺,涂装废气主要来自于前处理、喷涂、干燥过程,所排放的污染物主要为:前处理过程中产生的粉尘或酸雾,喷漆时产生的漆雾和有机溶剂,干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分,其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂,绝大部分属挥发性排放,其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。涂装中排放的有害废气主要集中在喷漆生产线上,其中喷漆室、晾干室、烘干室是废气的主要发生源。

(1)喷漆废气的主要构成成分是苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃,以及固化剂使用产生的粘性颗粒等,大多数的喷涂废气还包含了乙酸乙酯、丁酮、异丙醇以及一些醇类、醚类物质。VOC有机废气处理

(2)喷涂废气中成分都是具有一定复杂特性,芳香烃具有一定毒性,并且易燃易爆,废气处理设备必须满足防爆要求、压损过大且不稳定等特点。

——————————————————◆ 表面涂装废气处理设计 ◆——————————————————

对于涂装行业,产生废气的主要有两个环节:喷涂环节和烘干环节。根据涂装行业产生废气的特点,对于大风量、低浓度、成分复杂不具有回收价值的涂装废气,优先选用热氧化方式,同时热量回用至烘干环节。

表面涂装行业废气考虑运营成本及安全性,工艺路线拟定采用“活性炭吸附”、“活性炭吸附脱附”或“活性炭吸附脱附+催化燃烧”来进行有效的废气处理。工艺设备图如下: 

>>表面涂装废气处理流程说明

(1)废气经预处理除去粉尘、颗粒状物质后,送入活性炭吸附器Ⅰ、Ⅱ,当活性炭吸附器Ⅰ接近饱和时,首先将处理气体自动切换到活性炭吸附器Ⅱ(活性炭吸附器Ⅰ停止吸附操作),然后用热气流对活性炭吸附器Ⅰ进行解吸脱附,将有机物从活性炭上脱附下来。在脱附过程中,有机废气已被浓缩,浓度较原来提高几十倍,达2000ppm以上,浓缩废气送到催化分解装置,最后被成为CO2与H2O排出。

(2)完成解吸脱附以后活性炭吸附器Ⅰ进入待用状态,待活性炭吸附器Ⅱ接近饱和时,系统再自动切换回来,同时对活性炭吸附器Ⅱ进行解吸脱附,如此循环工作。【表面涂装废气处理

(3)当有机废气的浓度达到2000ppm以上时,催化床内可维持自燃,不用外加热。该方案不仅大大节省了能量的消耗,而且由于催化分解器的处理能力仅需原废气处理量的1/5(60000m3/h),所以同时也降低了设备投资。本方案既适合于连续工作,也适合于间断工作。

>>性能特点

1、适合处理高温、高浓度、连续性产生的有机废气;

2、不产生二次污染,设备投资及运行费用低;

3、催化低温分解,预热时间短,能耗低,催化剂使用寿命长,催化分解净化率高达97%以上;

4、设备运行稳定,可靠,活动件少,检修系统配备完善,操作维修方便;

5、整个运行过程中实现全自动化PLC控制,方便,可靠;

6、系统安全设施完善,配有阻火器,泄爆口,运行时出现的异常情况将报警并自动停机。

>>适用范围

1、适用于中高温、中高浓度的有机混合废气;

2、适用于喷漆车间的废气处理(不含卤素、重金属类);

3、适用于电子产品制造及集成电路的废气处理;

4、适用于电线、电缆、漆包线、电机、化工、仪表、自行车、家电等行业的废气处理。

>>其它事项

不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程都由如下工艺单元组成。废气处理

1、为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物;

2、预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。从需要预热这一点出发,催化燃烧法适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点;

3、催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。

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