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工業(yè)廢氣處理
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噴漆車間處理
一、國內(nèi)外現(xiàn)狀
油漆噴涂過程中主要產(chǎn)生漆霧、有機廢氣污染。油漆在高壓作用下霧化成微粒，在噴涂時，部分油漆未到達噴漆物表而，隨氣流彌散形成漆霧。稀釋劑(有機溶劑)是用來稀釋油漆，達到漆物表面光滑美觀的目的。有機溶劑易揮發(fā)，在噴漆、晾干過程將逐漸揮發(fā)出來形成有機廢氣。
有機廢氣危害
漆霧中的有機溶劑—苯、甲苯、二甲苯屬強毒性溶劑，作業(yè)時散發(fā)至車間空氣中，工人經(jīng)呼吸道吸入后，可引起急性和慢性中毒，主要引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)及造血系統(tǒng)的損害，短期吸入高濃度(1500m}/ms)的苯蒸氣，即可引起再生障礙性貧血;經(jīng)常吸入低濃度的苯蒸氣，也可引起惡心、嘔葉、神智模糊等神經(jīng)癥狀，少數(shù)還可引起神經(jīng)衰弱癥候群。甲苯對中樞神經(jīng)的毒害比苯強，對造血系統(tǒng)的作用較苯低。據(jù)報道，苯質量濃度在188-375mg/m3時，長期接觸即可有明顯的自覺癥狀。甲苯的慢性危害較苯小，濃度在430-1300mg/m3下，可出現(xiàn)中毒癥狀，三苯混合還可對眼睛、鼻粘膜產(chǎn)生刺激癥狀，且神經(jīng)系統(tǒng)癥狀也更為嚴重。漆霧對作業(yè)工人的危害不容忽視，企業(yè)需采取切實可行的噴漆廢氣治理措施，減小污染物排放，降低有毒有害物質對噴涂車間工人的健康危害。
處理噴漆車間廢氣主要分為兩個部分：漆霧處理和VOCs氣體處理
二、漆霧凈化
漆霧凈化主要分為干法、濕法兩種方式。
1.漆霧干式凈化技術
干法采用的是過濾凈化方式，噴漆室在漆霧凈化系統(tǒng)引風機抽吸作用下形成負壓，漆霧在負壓作用下，被引入漆霧過濾器，通過過濾綿、濾板、濾紙等過濾材質，濾掉液態(tài)漆滴，達到除去漆霧的目的。漆霧干法凈化效率可達到9馴以上，使用的填充材料價格便宜，容易獲取，待濾層漆膜飽和后，可及時更換。干式噴漆室的優(yōu)點在于噴漆室結構簡單，通風量和風壓均勻，涂料損耗小，涂覆效率高。由于不使用水，不必進行廢水處理，運行費用低，徹底改變了噴漆室油、水污染。
2.漆霧濕式凈化技術
濕式凈化包括水簾式、水旋式、無泵式等多種形式。
(1) 水簾噴漆室
水簾噴漆室為濕法處理設備，設備前而為水幕板，水幕板上而為溢流槽，水幕板后而為多級水簾過濾器。噴漆時，進入噴漆室的漆霧首先與水幕相遇，被沖刷到水箱內(nèi)。其余漆霧在通過多級水簾過濾器時完全被攔截在水中。水箱內(nèi)的水由水泵提升到水幕及多級水簾過濾器頂?shù)囊缢郏缌鞯剿话迳闲纬伤?。水簾噴漆室室?nèi)為不銹鋼水簾板，水簾板結構設計先進合理，保證室內(nèi)氣流速度、提高涂裝上漆率和殘漆捕捉率，并使水簾層均勻、連續(xù)、可靠、無中斷帶、無水花飛濺。
(2) 無泵噴漆室
無泵噴漆室采用空氣誘導提水形成循環(huán)水幕。含有漆霧的空氣在與水幕撞擊后，穿過水簾進入氣水通道，與通道里的水產(chǎn)生強烈的混合，當進入集氣箱后，流速突然降低，氣水分離，空氣通過擋水板后，被排風機排放到大氣中;而被分離的水在集氣箱匯集后流入溢水槽，水從溢水槽溢流到泛水板上形成水幕，流回水箱。循環(huán)水中添加特殊的絮凝劑，改變漆霧的粘附狀況，使漆霧結成渣塊，便于清理。原理是利用高速排風誘導提水，將排風系統(tǒng)與提水系統(tǒng)合二為一，形成無泵的水循環(huán)系統(tǒng)，即省去了整個水泵循環(huán)供水系統(tǒng)，簡化了結構，減少了占地面積;實現(xiàn)無泵循環(huán)供水后，克服了現(xiàn)有各類水泵供水系統(tǒng)容易漆渣堵塞的致命缺陷，維護簡便，設備性能可靠，不易出故障，使用方便。由于含有漆霧的空氣，經(jīng)過水幕、水簾、以及氣水通道內(nèi)與水霧的強烈混合攪拌，形成多級凈化過程，提高了凈化效率。
(3) 水旋噴漆室
水旋噴漆室是采用上送風下抽風，漆霧捕集裝置在噴漆室的下方，適用于大中型工件。以水作為介質，采用上送風下抽風的方式，使漆霧與水在噴漆室下部充分混合的漆霧處理設備。其原理是新鮮空氣通過空調送風裝置送入水旋噴漆室室體頂部的均壓室，經(jīng)均流調節(jié)器和過濾層后，以0.45m/s的端而風速均勻地送入室體內(nèi)，自上而下，將工件置入具有一定風速的均流層中，使飛濺的廢漆霧壓入水旋噴漆室水旋器，水在高速氣流的沖擊下被霧化后和廢漆霧充分混合，從而使漆霧被吸引到水中而帶走，含水份的空氣再經(jīng)氣水分離后，潔凈的空氣經(jīng)排風系統(tǒng)送入大氣中，其漆霧的凈化率>=98%;而含漆霧的水流入循環(huán)水池，通過凝聚凈化(水中定期添加專用凝聚劑)后由循環(huán)泵送入到噴漆室循環(huán)使用，漂浮的漆渣定期撈出后進行深埋或焚燒處理。
三、有機廢氣凈化技術方案
有機廢氣凈化主要有冷凝法、吸收法、吸附法、燃燒法、生物法等。
1.冷凝法
冷凝法是將廢氣直接冷凝或吸附濃縮后冷凝，冷凝液經(jīng)分離回收有價值的有機物，常與吸收、吸附等凈化方式聯(lián)合使用。該法適用于濃度高、溫度低、風量小的廢氣處理。但此措施投資大、能耗高、運行費用大，因此對于噴涂作業(yè)中“三苯”污染治理，一般不采用此法。
2.吸收法
吸收法可分為化學吸收和物理吸收，但“三苯”廢氣化學活性低，一般不采用化學吸收。物理吸收是選用具有較小揮發(fā)性的液體吸收劑，它與被吸收組分有較高的親和力，吸收飽和后經(jīng)加熱解析冷卻后重新使用。該法用于大氣量、溫度低、濃度低的廢氣。液體吸收法凈化率只有60%一80%，這種方法實際應用存在吸收效率不高、油霧夾帶現(xiàn)象，一般難以達到國家排放標準，而且存在著二次污染問題。
3.吸附法
吸附法是將有機氣體直接通過活性炭等吸附介質，有機廢氣凈化率可達到90%~95%?；钚蕴坑址诸w粒狀和纖維狀兩類，相比較而言，顆粒狀活性炭氣孔均勻，除小孔外，還有05-5um的大孔，比表而積一般為600一1600m2/g被處理氣體要從外向內(nèi)擴散，通過距離較長，所以吸附、解吸均較慢，經(jīng)過氧化處理過的顆粒狀活性炭具有更強的親和力，一般用于固定床式活性炭吸附法。而纖維狀活性炭氣孔均較小，比表而積大，它是靠分子間相互引力發(fā)生吸附，相互不發(fā)生化學反應，是物理吸附過程，小孔直接開口向外，氣體擴散距離短，吸附解吸均較快，一般用于吸附濃縮法。固定床式活性炭吸附法適用于排放的有機廢氣濃度為。0一01mg/m2，風量為。0-48000m3/h的工程;吸附濃縮法適用于有機廢氣濃度為。一。6mg/rrm，風量為。0一600000m3/h的工程。該方法適用于濃度低、污染物不需回收的廢氣處理?；钚蕴繜嵩偕ㄊ悄壳皯米疃?、工業(yè)上最成熟的活性炭再生方法，可采用高溫蒸汽將使用過的活性炭內(nèi)雜質進行脫附，并使其恢復原有活性，以達到重復使用的目的。
4.燃燒法
燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法是利用燃氣或燃油等輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度，駐留一定的時間，使可燃的有害氣體燃燒。該法工藝簡單、設備投資少，但能耗大、運行成本高。催化燃燒法是將廢氣加熱到200-300°C,經(jīng)過催化床燃燒，達到凈化目的。該法能耗低、凈化率高(95%-97%)、無二次污染、工藝簡單操作方便，適用于高溫、高濃度、小風量的有機廢氣治理，不適用于低濃度、大風量的有機廢氣治理，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不合適。
5.生物法
生物法有機廢氣凈化技術是近年來發(fā)展起來的一項凈化低濃度有機廢氣的新型技術，目前在國內(nèi)外已受到廣泛關注。經(jīng)國外20多年的研究和應用結果表明，其確實是經(jīng)濟有效的低濃度廢氣凈化新方法。對于凈化處理低濃度有機廢氣的裝置，在國外運行的主要有土壤過濾法裝置、堆肥過濾法裝置、活性污泥法洗滌凈化裝置以及生物膜填料塔(也稱生物滴濾塔)等。其中生物過濾法宜處理氣量大、濃度低的揮發(fā)性有機化合物vocs適用于vocs濃度波動較大的場合;生物洗滌法主要宜處理氣量小、濃度高、易溶、生物代謝速率較低的v<}.生物滴濾法宜處理氣量大、濃度低，降解過程中產(chǎn)酸的vocs;不宜處理入口濃度高和氣量波動大的vocs。這些裝置在有機化工廠、油漆噴涂、污水污泥處理、食品加工、城市垃圾處理場等過程排放的低濃度有機廢氣的凈化處理中，應用效果良好，凈化去除效率一般在95%以上，而且工藝設備簡單，管理維護方便，能耗及運行費用低。
在實際運行中，生物法廢氣凈化工業(yè)裝置對廢氣中甲苯的凈化效果良好。對于廢氣中甲苯濃度在100-1000mg/m2之間時，經(jīng)過生物法廢氣凈化工業(yè)裝置處理后，裝置出口氣體中甲苯濃度均低于60mg/Nm2，一般保持在20-40mg/Nm3之間，運行效果穩(wěn)定，能夠保持較長時間的穩(wěn)定運行和達標排放}3}。
企業(yè)應盡量采用環(huán)保型涂料、提高涂料的利用率并減少涂料的使用量，以減少涂裝車間廢氣排放量。治理涂裝廢氣時，要針對廢氣實際產(chǎn)生濃度、風量等情況，選擇合適的廢氣治理方式。高濃度、小排量的廢氣采用燃燒法比較適宜;而從噴漆室、揮發(fā)室和烘干室排出的廢氣因換氣量大，其中所含的有機溶劑濃度極低，對于這種低濃度大排量的廢氣適宜采用活性炭吸附法。生物處理方法利用微生物的代謝作用，對中、低濃度有機廢氣進行處理，具有適應性強，投資、運行費用低，二次污染小等優(yōu)點，是一種自然的污染治理技術，具有良好的發(fā)展前景。
三、工藝流程
車間內(nèi)有機廢氣經(jīng)風機抽引后進入進入新野生物酶洗滌塔，廢氣先經(jīng)生物酶洗滌塔進行噴淋洗滌，其主要作用是除去粉塵與大的漆物顆粒，同時有一定的物理溶解和掩蓋作用。噴淋塔中的循環(huán)水與循環(huán)水池相通，可定期清除池中浮到水面的漆物。廢氣經(jīng)噴淋洗滌塔處理后廢氣再進入新野光氫離子塔，光氫離子塔內(nèi)部結構為光氫離子催化氧化裝置。光氫離子催化氧化裝置能產(chǎn)生大量的高能離子劑活性基團，漆物、苯、甲苯、二甲苯、樹脂、丁酮、醛、添加劑等與其中的活性自由基團發(fā)生化學反應,被分解為無害氣體二氧化碳與水。此方案不僅處理效率高，能有效去除粉塵、漆物及苯、甲苯、二甲苯、丁酮、醛、添加劑等污染物，各處理后即可達標排放，廢氣處理設備風阻小，運行維護費用低，是非常先進的優(yōu)越的廢氣處理方案。
1.生物酶噴淋洗滌塔
生物酶噴淋洗滌塔，主要作用是：
(1) 水洗較小的顆粒物，達到除塵的作用。
(2) 部分溶于水的污染物可被水吸收，達到凈化廢氣的作用。
(3) 少量不溶于水的有機污染物與天然生物酶發(fā)生化學反應有效清除。
生物酶含有反應活性很高的功能團化合物和萜類化合物，通過霧化成直徑較小的氣體分子。由于直徑小，比表面積增大，比表效應增加，具有很強的活性。分布在污染區(qū)域的空氣中，與空氣污染異味分子發(fā)生碰撞，并在碰撞中產(chǎn)生化學位移。
2.光氫離子凈化系統(tǒng)
“光氫離子”（也稱為“光催化劑”）的主要成分是納米級銳鈦型二氧化鈦（TiO2），作為一種新的光催化半導體材料，日本已將其列為本世紀重點發(fā)展的新技術，被譽為當今世界上最先進的空氣凈化新技術，近年來在中國也得到較廣泛應用。
在室溫下，當波長在253.7nm以下的光量子照射到納米級二氧化鈦顆粒上時，在價帶的電子被光量子所激發(fā)，躍遷到導帶形成自由電子，而在價帶形成一個帶正電的空穴，這樣就形成電子－空穴對。利用所產(chǎn)生的空穴的氧化及自由電子的還原能力，二氧化鈦和表面接觸的H2O，O2發(fā)生反應，產(chǎn)生氧化力極強的自由基，這些自由基可分解幾乎所有有機物質，將其所含的氫（H）和碳（C）變成水和二氧化碳。
泡沫鎳既有金屬鎳耐高溫、抗腐蝕、化學性質穩(wěn)定的特征，又具有泡沫獨特的三維網(wǎng)狀結構，以它為基體，附載納米二氧化鈦開發(fā)而成的復合光催化抗菌泡沫金屬濾網(wǎng)繼承了泡沫鎳的所有優(yōu)點，超過95%的孔隙率保證了良好的空氣通透性，而在其包面分布均勻的光觸媒
材料比表面積大，表面覆蓋率高，最大限度增大了與空氣和紫外線的接觸面，加之泡沫金屬的三維特性，使得光催化‘反應腔’飽滿，保證了其光催化效率。
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