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涂裝車間生產(chǎn)線有:前處理電泳線、電泳烘干、打磨涂膠線、中涂噴漆線、中涂烘干、中涂打磨、面漆噴涂線、面漆烘干、精飾、塑料件噴涂線、塑料件烘干,其中VOCS產(chǎn)生環(huán)節(jié)為電泳烘干、涂膠PVC噴涂、中涂噴漆線、中涂烘干、面漆噴涂線、面漆烘干、塑料件噴涂線、塑料件烘干。
目前涂裝車間普遍使用油漆物料成分比較復(fù)雜,其大致成分詳見表1。
表1 涂裝車間物料組成及其VOC成分
根據(jù)表1中涂裝車間VOCS成分得:涂裝車間VOCs成分復(fù)雜,且成分物質(zhì)沸點(diǎn)溫度較高,沸點(diǎn)區(qū)間范圍較廣(111-196.8℃)。
涂裝車間VOCs的特點(diǎn):
1.噴漆室、流平室處理氣量非常大、溫度低、濕度高、VOCS濃度低;塑料烘干室、中涂烘干室、面漆烘干室和電泳烘干室處理氣量小、溫度高、VOCS濃度高。
2.廢氣含易燃易爆揮發(fā)性有機(jī)物,安全方面應(yīng)重點(diǎn)考慮。
3.廢氣中VOCS的成分主要有二甲苯、三甲苯、四甲苯、醋酸丁酯等,組分比較復(fù)雜,且沸點(diǎn)大多比較高(117.6-196.8℃)。
4.PVC底涂室、點(diǎn)修補(bǔ)室由于溶劑使用量小,經(jīng)測算其排放濃度能達(dá)到山東省《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第一部分:汽車制造業(yè)》的規(guī)定,為降低設(shè)備投資,可單獨(dú)排放。
涂裝行業(yè)VOCs處理解決方案:
烘干過程有機(jī)廢氣的治理方案
電泳、中涂、面涂烘干室排出的氣體屬于高溫、高濃度廢氣,適合采用焚燒的方法進(jìn)行處理。目前烘干過程常用的廢氣處理措施有:蓄熱式焚燒技術(shù)(RTO)、蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)。
1、蓄熱式焚燒技術(shù)(RTO)
蓄熱式焚燒設(shè)備(RTO),是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的節(jié)能型環(huán)保設(shè)備,主要應(yīng)用于有機(jī)廢氣濃度在 100PPM—20000PPM 之間,操作費(fèi)用低 。有機(jī)廢氣濃度在 450PPM 以上時, RTO 裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,三室 RTO 凈化率能達(dá)到99% 以上,并且不產(chǎn)生二次污染;全自動控制、操作簡單,安全性高。
處理工藝流程:
蓄熱式焚燒設(shè)備采用熱氧化法處理中低濃度的有機(jī)廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。
主要特征是:
蓄熱床底部的自動控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過換向閥交替換向,將由燃燒室出來的高溫氣體熱量蓄留,并預(yù)熱進(jìn)入蓄熱床的有機(jī)廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;
預(yù)熱到一定溫度( ≥ 760℃ )的有機(jī)廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,得到凈化。 典型的三室RTO 主體結(jié)構(gòu)一個燃燒室、三個陶瓷填料床和九個切換閥組成。
該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收,熱回收率大于 95% ;處理有機(jī)廢氣時不用或使用很少的燃料。
技術(shù)及性能特點(diǎn):
在處理大風(fēng)量低濃度的有機(jī)廢氣時,運(yùn)行成本非常低。一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機(jī)廢氣。
2、旋轉(zhuǎn)式蓄熱式氧化爐(旋轉(zhuǎn)式RTO)
旋轉(zhuǎn)式蓄熱式氧化爐(旋轉(zhuǎn)式RTO)其原理是在800℃高溫下將可燃廢氣氧化成對應(yīng)的氧化物和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量,廢氣分解效率高達(dá)99.5%,熱回收效率達(dá)到95%以上。
樸華科技旋轉(zhuǎn)RTO處理流程通俗點(diǎn)說就是:
通過旋轉(zhuǎn)分配器實現(xiàn)氣流的換向,以實現(xiàn)蓄熱放熱,有效利用RTO運(yùn)行產(chǎn)生的熱量。
廢氣經(jīng)過蓄熱床的放熱區(qū)預(yù)熱升溫后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)RTO進(jìn)行高溫裂解處理,在氧化室中由VOC氧化升溫或燃燒器加熱升溫至氧化溫度780-850℃,使其中的VOC成分分解成二氧化碳和水。
成功凈化后的高溫氣體離開氧化室,進(jìn)入蓄熱床的蓄熱區(qū)?;厥諢崃亢蟮膬艋瘹怏w進(jìn)入煙囪排放。同時蓄熱床層的清掃區(qū)對床層進(jìn)行清掃,提高處理效率。蓄熱床層共分12個區(qū),這12個區(qū)實現(xiàn)的功能可以在放熱、蓄熱、清掃之間進(jìn)行循環(huán)切換,切換過程通過旋轉(zhuǎn)閥來實現(xiàn)。
技術(shù)及性能特點(diǎn):
控制方便、運(yùn)行安全、維護(hù)費(fèi)用低、環(huán)保處理達(dá)標(biāo)能力高、占地面積小,一次性投資。
3、蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)
蓄熱式催化燃燒裝置(RCO)直接應(yīng)用于中高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有機(jī)廢氣凈化。
RCO處理技術(shù)特別適用于熱回收率需求高的場合,也適用于同一生產(chǎn)線上,因產(chǎn)品不同,廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣濃度波動較大的場合。
尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線廢氣處理,可將能源回收用于烘干線,從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。
蓄熱式催化燃燒治理技術(shù)是典型的氣-固相反應(yīng),其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過程中,催化劑表面的吸附作用使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應(yīng)的進(jìn)行,提高了氧化反應(yīng)的速率。
在特定催化劑的作用下,有機(jī)物在較低的起燃溫度下(250~300℃)發(fā)生無焰氧化燃燒,氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
RCO裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、自動閥門等幾個系統(tǒng)構(gòu)成。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,氣體首先通過陶瓷材料層預(yù)熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達(dá)到催化層進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解;
廢氣繼續(xù)通過加熱區(qū)(可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫,并維持在設(shè)定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng),即反應(yīng)生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達(dá)到預(yù)期的處理效果。
經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入陶瓷材料層,回收熱能后通過旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動切換。通過旋轉(zhuǎn)閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
技術(shù)及性能特點(diǎn):
工藝流程簡單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行可靠;凈化效率高,一般可達(dá)98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一次性投資低,運(yùn)行費(fèi)用低,其熱回收效率一般均可達(dá)85%以上;整個過程無廢水產(chǎn)生,凈化過程不產(chǎn)生NOX等二次污染。催化燃燒裝置僅適用含低沸點(diǎn)有機(jī)成分、灰分含量低的有機(jī)廢氣的處理,對含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用。
噴漆室、晾干室有機(jī)廢氣的治理方案
噴漆室、晾干室排出的氣體為低濃度、大流量常溫廢氣,污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類、酯類有機(jī)溶劑。
目前,較為成熟的方法是:先將有機(jī)廢氣濃縮以減少需處理的有機(jī)廢氣總量,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附劑)對低濃度常溫噴漆廢氣進(jìn)行吸附,用高溫氣體脫附,濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進(jìn)行處理。
4、沸石轉(zhuǎn)輪吸附--脫附凈化裝置
沸石的主要成分為:硅、鋁,具有吸附能力,可作為吸附劑使用;沸石轉(zhuǎn)輪就是利用沸石特定孔徑對于有機(jī)污染物具有吸附、脫附能力的特性,使原本具低濃度、大風(fēng)量的VOC廢氣,經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪濃縮轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的氣體,可以降低后端終處理設(shè)備的運(yùn)行成本。其裝置特性適合處理大流量、低濃度、含多種有機(jī)成分的廢氣。
沸石轉(zhuǎn)輪吸附-凈化裝置是一種可連續(xù)進(jìn)行吸附和脫附操作的氣體凈化裝置。
沸石轉(zhuǎn)輪由特制的密封裝置分成三個區(qū)域:吸附區(qū)、解吸(再生)區(qū)及冷卻區(qū)域。
該系統(tǒng)的工作過程是:
沸石轉(zhuǎn)輪以較低的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動,循環(huán)通過吸附區(qū)和解吸(再生)區(qū)及冷卻區(qū)域;低濃度、大風(fēng)量的廢氣連續(xù)不斷地通過轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)時,廢氣中的VOC被轉(zhuǎn)輪的沸石吸附,被吸附凈化后的氣體直接排放;
輪子吸附的有機(jī)溶劑隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動被送到解吸(再生)區(qū),再用小風(fēng)量熱風(fēng)連續(xù)地通過解吸區(qū),被吸附到轉(zhuǎn)輪上的VOC在解吸區(qū)受熱脫附實現(xiàn)再生,VOC廢氣隨熱風(fēng)一起通過催化氧化爐氧化分解;轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)至冷卻區(qū)域進(jìn)行冷卻降溫后可重新進(jìn)行吸附,隨著轉(zhuǎn)輪的不斷轉(zhuǎn)動,吸附、解吸、冷卻循環(huán)進(jìn)行,確保廢氣處理持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。
沸石轉(zhuǎn)輪裝置實質(zhì)上是一個濃縮器,經(jīng)過轉(zhuǎn)輪處理后的含有機(jī)溶劑的廢氣被分成兩個部分:可以直接排放的潔凈空氣和含高濃度有機(jī)溶劑的再生空氣。
可以直接排放的潔凈空氣,可以進(jìn)入噴漆空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用;高濃度的VOC氣體,其濃度大約為進(jìn)入系統(tǒng)前VOC濃度的10倍左右,濃縮后的氣體再通過熱力焚燒系統(tǒng)(或其他設(shè)備)進(jìn)行高溫焚燒處理,焚燒產(chǎn)生的熱量分別為烘干室供熱和沸石轉(zhuǎn)輪脫附供熱,熱量被充分利用,達(dá)到節(jié)能減排的效果。
技術(shù)及性能特點(diǎn):
結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便,使用壽命長;高吸、脫附效率,使原本高風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣,轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設(shè)備的成本;沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOC所產(chǎn)生的壓降極低,可大大減少電力能耗;整體系統(tǒng)采預(yù)組及模塊化設(shè)計,具備了最小的空間需求,且提供了持續(xù)性及無人化的操控模式;經(jīng)過轉(zhuǎn)輪濃縮后的廢氣,可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);吸附劑使用不可燃性疏水沸石,使用更安全。
5、活性炭吸附--脫附凈化裝置
活性炭吸附--脫附凈化裝置,采用蜂窩狀活性炭為吸附劑,結(jié)合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOC和催化燃燒的原理,即將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達(dá)到凈化空氣的目的,當(dāng)活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生,脫附出濃縮的有機(jī)物被送往催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒,有機(jī)物被氧化成無害的CO2和H20,燃燒后的熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫的氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生,達(dá)到廢熱利用和節(jié)能的目的。整套裝置由預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關(guān)的風(fēng)機(jī)、閥門等組成。
活性炭吸附--脫附凈化裝置根據(jù)吸附和催化燃燒兩個基本原理設(shè)計,采用雙氣路連續(xù)工作,一個催化燃燒室,多個吸附床交替使用。
先將有機(jī)廢氣用活性炭吸附,當(dāng)快達(dá)到飽和時停止吸附,然后用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上脫附下來使活性炭再生;脫附下來的有機(jī)物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。
當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到2000PPm以上時,有機(jī)廢氣在催化床可維持自燃,不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排入大氣,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。
這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能,達(dá)到節(jié)能的目的。再生后的可進(jìn)入下次吸附;在脫附時,凈化操作可用另一個吸附床進(jìn)行,既適合于連續(xù)操作,也適合于間斷操作。
技術(shù)及性能特點(diǎn):
性能穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡便,安全可靠,節(jié)能省力。極適用于初次投資預(yù)算費(fèi)用低,大風(fēng)量下使用。吸附有機(jī)物廢氣的活性炭床,用催化燃燒后的廢氣進(jìn)行脫附再生,脫附后的氣體再送催化燃燒室進(jìn)行凈化,不需外部能量,節(jié)能效果顯著。
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