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摘要：為了提高目前涂裝生產線廢氣凈化工藝水平與凈化效率,針對活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置在處理涂裝有機廢氣領域的應用問題,結合某自動化設備生產公司已投運涂裝生產線改造項目進行了詳細的分析與研究。該生產線由于建設初期未設計凈化裝置,漆霧與VOCs廢氣經過一級漆霧過濾棉凈化后,通過下排風地溝、引風機及排氣筒直接排入大氣中,造成廠區(qū)及周邊環(huán)境污染。根據涂裝廢氣相關技術手冊及治理工程經驗,結合噴漆廢氣的排放特點,企業(yè)在原有排風系統(tǒng)的基礎上進行環(huán)保改造。設計采用了活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置凈化技術,改造后車間內作業(yè)環(huán)境得到顯著改善,噴漆廢氣排放濃度低于現(xiàn)行國家標準,系統(tǒng)凈化效率達95%以上,滿足當?shù)丨h(huán)保要求。該項研究表明,在涂裝生產線正常工況條件下,活性炭吸附濃縮-RCO催化氧化裝置具有凈化效率高、無二次污染等技術優(yōu)勢,適宜在該領域廣泛應用。

 

安徽省蕪湖市某自動化裝備生產企業(yè)位于市區(qū)經濟技術開發(fā)區(qū)內，是一家主要生產物料輸送自動化裝備及配件的民營企業(yè)，其綜合生產廠房內，建設有1條結構件加工涂裝生產線，由拋丸打磨間、靜電噴涂柜、油性漆噴漆車間、烘干車間等部分組成。其中，拋丸打磨間、靜電噴涂柜、烘干車間都已單獨設置了較為完善的除塵、廢氣凈化系統(tǒng)。油性漆噴漆車間由于建設時環(huán)保要求相對較低，僅設置有初級漆霧凈化棉層及地溝排風系統(tǒng)，未考慮VOCs有機廢氣的深度凈化，已不能滿足現(xiàn)行排放要求。

 

參照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(GBZl—2010)、《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》(DBl2/524—2014)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297--1996)、《揮發(fā)性有機物(VOCs)污染防治技術政策》(環(huán)保部2013年第31號公告)等標準及政策文件，為進一步改善車間內作業(yè)場所環(huán)境、減少廠區(qū)VOCs排放量，該企業(yè)委托資質單位對已建噴漆房排風系統(tǒng)進行環(huán)保改造，對噴漆廢氣進行深度處理，在原有凈化系統(tǒng)的基礎上，增加1套活性炭吸附濃縮.RCO催化氧化裝置，改造工程投運后，VOCs排放濃度可控制在最新國家標準限值以下。

 

1 噴漆廢氣治理技術
 

1.1噴漆廢氣產生來源

目前，噴漆工藝已廣泛應用于機械、汽車、船舶、家具、電子等各個行業(yè)。工業(yè)噴漆工藝中所采用的涂料由固份與揮發(fā)份組成，其中固份主要包括醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯等成膜物質以及平流劑、增塑劑等助劑;揮發(fā)份主要包括溶劑與稀釋劑，一般常用的溶劑以醇類、脂肪烴類、醚類、脂類、芳香烴類為主。噴漆工序中產生的有機廢氣來自有機溶劑與稀釋劑的揮發(fā)，由于有機溶劑不會隨油漆附著在噴漆件表面，在噴涂與固化過程中將全部揮發(fā)出來形成濃度水平不等的有機廢氣。

工業(yè)噴漆根據自動化程度可劃分為人工噴漆與機械臂噴漆，傳統(tǒng)的人工噴漆工藝即作業(yè)人員手持噴槍對噴漆物表面進行噴漆，該方式涂層的均勻性、涂膜質量穩(wěn)定性以及涂料利用率與操作工人技術水平關系較大，且作業(yè)人員始終在噴漆室內活動，對個體防護要求較高。近年來隨工業(yè)自動化技術的發(fā)展，機械臂自動噴涂已逐漸應用于電氣、電子、家電等多個行業(yè)領域。與人工噴漆相比，機械臂噴涂顯著提高了噴漆作業(yè)效率，可每天多班連續(xù)工作，且采用PLC系統(tǒng)對涂層厚度、噴劑使用量均可精準控制，噴漆效果較好。由于作業(yè)人員僅在噴漆控制室進行遠程操作，避免工人與噴漆污染物的直接接觸。我國正在大力推廣自動連續(xù)化機械噴涂線技術，但由于建設成本相對較高、設備運行維護工作相對復雜，目前國內中小企業(yè)仍以人工噴漆作業(yè)為主。

 

1.2噴漆廢氣成分及特點

噴漆廢氣的成分主要為苯、甲苯、二甲苯、乙烷、庚烷、甲基乙基酮、乙酸乙酯、四氯化碳等，其中，苯系物危害較大，為主要污染物質。除了以上氣態(tài)污染物，噴漆廢氣還含有一定量漆霧(固份成膜物質)、環(huán)境粉塵等。噴漆廢氣具有如下特點：①根據使用的油漆種類不同，廢氣物質組成及含量各不相同。根據固份比例以及溶劑類型，目前市面上的油漆一般分為高固份漆、低固份漆、油性漆與水性漆等;②噴漆廢氣中含有較多細小黏稠的油漆顆粒物，不易稀釋，易導致吸附材料的堵塞;③噴漆廢氣VOCs污染物揮發(fā)性強，產生源擴散面積較大，必須在封閉空間內才能有效控制與收集，處理風量需根據封閉空間體積、控制截面面積、控制風速、換氣次數(shù)等參數(shù)確定;④噴漆廢氣內污染物質一般不溶于水，傳統(tǒng)噴漆水簾柜存在清渣、污水處理等方面的困難;⑤噴漆廢氣VOCs排放濃度隨有機溶劑或助劑添加量的多少有所變化，一般在50—300 mg/m3，屬于大氣量低濃度VOCs有機廢氣。

 

1.3常用噴漆廢氣治理技術

我國噴漆廢氣治理行業(yè)發(fā)展較晚，技術基礎相對薄弱，目前市場上采用的治理工藝主要采用水旋/漆霧過濾棉預處理后，進入固定吸附床、光催化氧化裝置以及介質阻擋放電裝置等設備進行凈化。吸附法(活性炭固定床)是最簡單有效的一種噴漆廢氣深度治理技術，該項技術的優(yōu)點是凈化設備結構簡單、投資成本低、運營維護較方便，特別是針對中低濃度的VOCs有較高的凈化效率。但該技術的缺點也較為突出，由于活性炭吸附容量有限、用于吸附的填料需定期更換，且更換周期相對較短，導致運行成本較高。光催化氧化裝置與低溫等離子體發(fā)生器等凈化裝置在除臭領域有較多成功應用案例，但針對噴漆行業(yè)的VOCs廢氣治理方面，存在凈化效率低、設備故障率高且存在安全風險等缺點，并未被廣泛認可。隨著VOCs有機廢氣治理技術的發(fā)展，部分大型汽車噴漆企業(yè)開始引進RTO蓄熱式焚燒爐凈化工藝，并采用沸石轉輪等新型吸附裝置。該工藝優(yōu)點是凈化效率較高，焚燒溫度達800 oC時VOCs凈化效率可達99%以上。缺點是設備造價高昂、系統(tǒng)控制復雜、蓄熱陶瓷塊風阻大及運行費用高等。通過對以上各類技術優(yōu)缺點的分析比較，結合目前國內涂裝行業(yè)生產特點，本文提出的活性炭吸附濃縮一RCO催化氧化裝置舊。作為一種VOCs深度處理新技術，在該凈化領域有較為廣闊的應用前景。