伴隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展,在經(jīng)濟快速增長的同時,環(huán)境問題也日益凸顯出來。近年來,汽車制造業(yè)發(fā)展得如火如荼,各大汽車公司都在全國各地開疆拓土,建設(shè)新的生產(chǎn)基地。
汽車生產(chǎn)的四大工藝中,涂裝車間是產(chǎn)生“三廢”最多的環(huán)節(jié),其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”中的主要部分。
汽車涂裝車間的廢氣主要來源和處理方法
汽車涂裝車間的廢氣主要來源于噴漆室、晾干室和烘干室
噴漆室、晾干室和烘干室會有大量有機溶劑(VOCs)揮發(fā)出來,這些廢氣包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸丁酯 、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 、2-庚酮 、羥基環(huán)己基苯基甲酮 、二甲基聚合物、-三嗪和環(huán)氧乙烷、甲基丙烯酸羥乙酯 、季戊四醇四丙烯酸酯等物質(zhì)
這些攜帶大量有害物質(zhì)的廢氣排到車間外,會嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境,必須處理后再排放。
廢氣中VOCs的處理方法主要有兩類:
一類是破壞性消除法,如焚燒或催化燃燒法等,將VOCs轉(zhuǎn)化為CO2和H2O;
另一類是回收法,如吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法
廢氣吸附和處理工藝
1.燃燒處理法
大部分的VOCs都是可燃的,可以通過熱力燃燒或催化燃燒方式進(jìn)行處理。
采用燃燒法處理的優(yōu)點是:
VOCs凈化效率高,有機廢氣不需要預(yù)處理,可靠性高。
但其缺點也很明顯:
廢氣處理溫度高,對于低濃度、低溫度廢氣,燃料耗能大;凈化后氣體排放溫度高,需要設(shè)置熱回收裝置;單臺設(shè)備的燃燒室處理風(fēng)量有限,對于大風(fēng)量廢氣,不僅造價很高,而且占地面積大。
對于烘干室的廢氣,由于其VOCs濃度和溫度較高(濃度為1000mgCm3,溫度在150~2000C),且風(fēng)量不大(總廢氣量一般不超過5萬NmⅦ),適宜采用燃燒方式進(jìn)行處理
比如,目前汽車涂裝車間應(yīng)用最為廣泛的蓄熱式焚燒設(shè)備(RTO)或熱力式廢氣焚燒爐(TNV)。
而對于噴漆室和晾干室廢氣,由于其濃度和溫度較低,風(fēng)量較大(一般濃度<300ms/m3,溫度<30℃,風(fēng)量>10萬Nm‰),因此采用燃燒處理方式既不經(jīng)濟,也不合理。
2.吸附法
回收處理方式中,吸收法適用于處理無機氣態(tài)水溶性污染物,且存在廢液的二次處理問題;
冷凝法和膜分離法適用于處理小流量、高濃度廢氣;
針對噴漆室廢氣濃度和溫度低、風(fēng)量大的特點,比較適合采用吸附法進(jìn)行處理。
采用吸附法處理廢氣的優(yōu)點是:
對低濃度、大風(fēng)量的有機廢氣凈化效率高、運行費用低、操作簡單。
缺點是:
對廢氣的溫度和濕度有要求,特殊情況需要對廢氣進(jìn)行預(yù)處理;另外,吸附VOCs后的載體需要進(jìn)項再生處理。
廢氣吸附處理工藝-吸附劑才是關(guān)鍵
1、吸附劑的選擇
吸附處理技術(shù)的核心是吸附劑的性能,高性能的吸附劑應(yīng)具有均勻孔道、較大的吸附容量、良好的疏水性以及容易再生等特性。
目前在工業(yè)應(yīng)用中,有機廢氣吸附處理工藝最常用的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。
活性炭的優(yōu)勢:
活性炭具有孔穴豐富、比表面積大的優(yōu)點,適用于大部分VOCs的吸附凈化,但是當(dāng)廢氣濕度>60%時,其吸附效果會大大降低。而涂裝車間的噴漆室廢氣相對濕度RH一般為85%~90%
如果采用多孔性活性炭作為吸附材料時,就需要選擇防水型活性炭
沸石分子篩的優(yōu)勢
相對于活性炭,沸石吸附劑的特性為:不可燃;耐溫1000℃,可用熱空氣高溫再生;有較強的疏水性,當(dāng)廢氣濕度RH<90%I對,表現(xiàn)出很好的VOCs吸附效果。
凈之源沸石分子篩