Анализ на състава на отработените газове

1. Образуване и основни компоненти на отпадъчния газ от боядисване с пръски

Процесът на боядисване се използва широко в машиностроенето, автомобилостроенето, електрическото оборудване, домакинските уреди, корабите, мебелите и други индустрии.

Суровина за боя — боята е съставена от нелетливи и летливи вещества, включително филмово вещество и спомагателно филмово вещество, летлив разреждащ агент се използва за разреждане на боята, за да се постигне целта на гладка и красива повърхност на боята.

Процесът на пръскане с боя произвежда главно мъгла от боя и замърсяване с органични отпадъчни газове. Боята под действието на високо налягане се разпада на частици, при пръскане част от боята не достига повърхността на пръскане и се дифузира с въздушния поток, образувайки мъгла от боя. От изпаряването на разредителя, органичният разтворител не се свързва с повърхността на боята, така че по време на боядисването и процеса на втвърдяване се отделят органични отпадъчни газове (съобщава се за стотици летливи органични съединения, съответно алкани, олефини, ароматни съединения, алкохоли, алдехиди, кетони, естери, етери и други съединения).

2. Източник и характеристики на отработените газове от автомобилните покрития

Автосервизът за боядисване трябва да извършва предварителна обработка на боята, електрофореза и нанасяне с боя чрез пръскане върху детайла. Процесът на боядисване включва боядисване чрез пръскане, обливане и сушене. При тези процеси се отделят органични отпадъчни газове (ЛОС) и пръскане чрез пръскане, така че тези процеси изискват третиране на отпадъчните газове от помещението за боядисване чрез пръскане.

(1) Отпадъчни газове от помещението за боядисване с пръскачка

За да се поддържа работната среда при пръскане, съгласно разпоредбите на Закона за безопасност и здраве при работа, въздухът в помещението за пръскане трябва да се сменя непрекъснато, а скоростта на смяна на въздуха трябва да се контролира в диапазона (0,25~1) m/s. Основният състав на отработените газове е органичният разтворител на спрей боя, чиито основни компоненти са ароматни въглеводороди (три бензена и общо неметанови въглеводороди), алкохолен етер и естерен органичен разтворител. Тъй като обемът на отработените газове от помещението за пръскане е много голям, общата концентрация на изпусканите органични отпадъчни газове е много ниска, обикновено около 100 mg/m3. Освен това, отработените газове от помещението за боядисване често съдържат малко количество напълно необработена боядисана мъгла, особено в помещението за пръскане със суха боя. Боядисната мъгла в отработените газове може да се превърне в пречка за пречистването на отпадъчните газове. Пречистването на отпадъчните газове изисква предварителна обработка.

(2) Отпадъчни газове от сушилнята

След пръскане на боя за лице, преди изсъхване, е необходимо да се осигури циркулация на въздух, така че мокрият филм от боя да се изсуши с органичен разтворител. За да се предотврати агрегация и експлозия във въздуха в помещението, въздухът в помещението трябва да е непрекъснат. Скоростта на въздуха обикновено трябва да се контролира с около 0,2 m/s. Съставът на отработените газове и съставът на отработените газове в помещението за боядисване не трябва да съдържат мъгла от боя. Общата концентрация на органични отпадъчни газове в помещението за пръскане е по-висока от тази в помещението за пръскане. В зависимост от обема на отработените газове, концентрацията на отработените газове в помещението за пръскане обикновено е около 2 пъти по-висока и може да достигне 300 mg/m3. Обикновено се смесва с отработените газове в помещението за пръскане след централизирано третиране. Освен това, помещението за боядисване и циркулационният басейн за отпадъчни води от повърхностната боя също трябва да изпускат подобни органични отпадъчни газове.

(3)Dизгорели газове

Съставът на отпадъчния газ от сушенето е по-сложен, освен органичния разтворител, част от пластификатора или смолния мономер и други летливи компоненти, съдържа и продукти от термично разлагане и реакционни продукти. Електрофорезното сушене на грунд и горно покритие с разтворител има отделяне на отработени газове, но разликата в състава и концентрацията им е голяма.

※Опасности от отработените газове от спрей боя:

От анализа е известно, че отпадъчните газове от помещението за пръскане, сушилнята, помещението за смесване на бои и помещението за пречистване на отпадъчни води от повърхностни бои са с ниска концентрация и голям дебит, а основните компоненти на замърсителите са ароматни въглеводороди, алкохолни етери и естерни органични разтворители. Съгласно „Комплексния стандарт за емисиите на замърсяване на въздуха“, концентрацията на тези отпадъчни газове обикновено е в рамките на допустимите граници на емисиите. За да се справят с изискванията за емисионни норми в стандарта, повечето автомобилни заводи прилагат метода за емисии на голяма надморска височина. Въпреки че този метод може да отговори на настоящите стандарти за емисии, отпадъчните газове по същество са нетретирани разредени емисии и общото количество замърсители от газове, отделяни от голяма линия за боядисване на каросерии, може да достигне стотици тонове, което причинява много сериозни вреди на атмосферата.

Боядисваща мъгла в органичен разтворител — бензен, толуен, ксилен са силно токсични разтворители. При контакт с въздуха в цеха, вдишването им в дихателните пътища на работниците може да причини остро и хронично отравяне, главно увреждане на централната нервна и хематопоетичната система. Краткосрочното вдишване на високи концентрации (над 1500 mg/m3) на бензенови пари може да причини апластична анемия. Честото вдишване на ниски концентрации на бензенови пари може да причини повръщане и неврологични симптоми като объркване.

※Избор на метод за третиране на отпадъчни газове за боядисване и покрития с пръскачка:

При избора на методи за органично третиране, като цяло трябва да се вземат предвид следните фактори: видът и концентрацията на органични замърсители, температурата на органичните отработени газове и дебитът на изпусканите газове, съдържанието на твърди частици и нивото на контрол на замърсителите, което трябва да се постигне.

1Собработка с молива боя при стайна температура

Отработените газове от бояджийското помещение, сушилнята, помещението за смесване на бои и помещението за пречистване на отпадъчни води за горно покритие са отработени газове със стайна температура, ниска концентрация и голям дебит, като основният състав на замърсителите е ароматни въглеводороди, алкохол и етери, както и естерни органични разтворители. Съгласно GB16297 „Комплексен стандарт за емисиите на замърсяване на въздуха“, концентрацията на тези отпадъчни газове обикновено е в рамките на допустимите граници на емисиите. За да се справят с изискванията за емисионни норми в стандарта, повечето автомобилни заводи прилагат метода на емисиите на голяма надморска височина. Въпреки че този метод може да отговори на настоящите стандарти за емисии, отработените газове са по същество разредени емисии без пречистване и общото количество замърсители от газ, отделяни от голяма линия за боядисване на каросерии, може да достигне стотици тонове, което причинява много сериозни вреди на атмосферата.

За да се намалят фундаментално емисиите на замърсители в отработените газове, могат да се използват съвместно няколко метода за третиране на отработените газове, но цената на третирането с голям обем въздух е много висока. В момента по-зрелият чуждестранен метод е първо концентриране (с адсорбционно-десорбционно колело за концентриране на общото количество около 15 пъти), за да се намали общото количество за третиране, и след това използване на деструктивния метод за третиране на концентрирания отпадъчен газ. Подобни методи съществуват и в Китай, като първият използва адсорбционен метод (активен въглен или зеолит като адсорбент) за адсорбция на отпадъчни газове от спрей боя с ниска концентрация при стайна температура, а при десорбция на газ с висока температура - метод за третиране на концентрирани отпадъчни газове с каталитично горене или метод за регенеративно термично горене. Методът за биологично третиране на отпадъчни газове от спрей боя с ниска концентрация при нормална температура е в процес на разработване, но местните технологии на настоящия етап не са зрели, но си струва да се обърне внимание. За да се намали наистина замърсяването на населението с отпадъчни газове от покрития, е необходимо да се реши проблемът от източника, като например използването на електростатични ротационни чаши и други средства за подобряване на коефициента на използване на покритията, разработването на покрития на водна основа и други екологични покрития.

2Дпречистване на отпадъчни газове

Сушенето на отпадъчни газове принадлежи към средно и висококонцентрираните високотемпературни отпадъчни газове, подходящи за третиране с горене. Реакцията на горене има три важни параметъра: време, температура, смущения, т.е. горене при 3T условия. Ефективността на третирането на отпадъчните газове е по същество достатъчна степен на реакция на горене и зависи от 3T контрола на реакцията на горене. RTO може да контролира температурата на горене (820~900℃) и времето на престой (1.0~1.2s), като гарантира необходимото смущение (въздухът и органичната материя са напълно смесени), ефективността на третирането е до 99%, а скоростта на отделяне на отпадъчната топлина е висока, а консумацията на енергия е ниска. Повечето японски автомобилни фабрики в Япония и Китай обикновено използват RTO за централизирано третиране на отработените газове от сушенето (сушене на грунд, средно покритие, горно покритие). Например, линията за покрития Dongfeng Nissan Huadu, използваща RTO централизирано третиране на отработените газове чрез сушене на покритие, е с много добър ефект и напълно отговаря на изискванията на емисионните разпоредби. Въпреки това, поради високата еднократна инвестиция в оборудване за пречистване на отпадъчни газове RTO, пречистването на отпадъчни газове с малък дебит не е икономично.

За завършената производствена линия за покрития, когато е необходимо допълнително оборудване за пречистване на отпадъчни газове, може да се използва каталитична система за горене и регенеративна система за термично горене. Каталитичната система за горене е с малка инвестиция и нисък разход на енергия за горене.

Най-общо казано, използването на платина като катализатор може да намали температурата на окисляване на повечето органични отпадъчни газове до около 315℃. Каталитичното горене може да се използва за общо третиране на отпадъчни газове от сушене, особено подходящо за случаи на захранване с електрическо нагряване, но съществуващият проблем е как да се избегне отравяне на катализатора. От опита на някои потребители, при общото сушене на повърхностни бои, чрез увеличаване на филтрацията на отпадъчните газове и други мерки, може да се гарантира, че животът на катализатора е 3~5 години; отпадъчните газове от електрофоретичното сушене на бои лесно могат да причинят отравяне на катализатора, така че третирането на отпадъчните газове от електрофоретичното сушене на бои трябва да бъде внимателно, като се използва каталитично горене. В процеса на третиране и трансформация на отпадъчни газове на линията за боядисване на каросерии на търговски превозни средства Dongfeng, отпадъчните газове от електрофоретичното сушене на грундове се третират по метода RTO, а отпадъчните газове от сушенето на горни бои се третират по метода на каталитично горене, като ефектът от употребата е добър.

※Процес на третиране на отпадъчни газове с боядисване с пръскачка:

Схемата за третиране на отпадъчни газове от пръскащата промишленост се използва главно за третиране на отпадъчни газове от помещения за пръскащо боядисване, третиране на отпадъчни газове от фабрики за мебели, третиране на отпадъчни газове от машиностроителната промишленост, третиране на отпадъчни газове от фабрики за предпазни парапети, автомобилостроене и третиране на отпадъчни газове от помещения за пръскащо боядисване в автомобилни цехове 4S. Понастоящем съществуват различни процеси на третиране, като: кондензационен метод, абсорбционен метод, метод на горене, каталитичен метод, адсорбционен метод, биологичен метод и йонен метод.

1. Пметод с водно пръскане + адсорбция и десорбция с активен въглен + каталитично горене

Използване на пръскаща кула за отстраняване на боядисана мъгла и разтворимия във вода материал, след сух филтър, в устройство за адсорбция с активен въглен, като например пълна адсорбция с активен въглен, след това отстраняване (метод на отстраняване с пара, електрическо нагряване, отстраняване с азот), след отстраняване на газ (концентрацията му се увеличава десетки пъти) чрез вентилатор за отстраняване в каталитичното горене на устройството за горене, изгаряне във въглероден диоксид и вода, след което изпускане.

2. Пводен спрей + адсорбция и десорбция с активен въглен + метод за възстановяване с кондензация

Използва се пръскаща кула за отстраняване на боя и разтворимия във вода материал. След сухо филтриране, в устройство за адсорбция с активен въглен, например чрез пълна адсорбция с активен въглен, последвано от стрипинг (метод на стрипинг с пара, електрическо нагряване, стрипинг с азот). След обработка на отпадъчните газове, концентрацията на адсорбция и кондензация се отделя и се извлича ценна органична материя от кондензата. Този метод се използва за пречистване на отпадъчни газове с висока концентрация, ниска температура и нисък обем на въздуха. Този метод обаче има висока инвестиция, висока консумация на енергия и експлоатационни разходи, концентрацията на „три бензена“ и други отработени газове от спрей боята обикновено е по-ниска от 300 mg/m3, ниска концентрация и голям обем на въздуха (обемът на въздуха в цеховете за боядисване на автомобили често е над 100 000). Тъй като съставът на органичните разтворители в отработените газове на автомобилните покрития е труден за използване и лесно се отделя вторично замърсяване, този метод обикновено не се използва при пречистване на отпадъчни газове.

3. Пметод за адсорбция на отработени газове

Адсорбцията на отпадъчни газове от спрей боя може да се раздели на химическа адсорбция и физическа адсорбция, но химичната активност на отпадъчните газове „три бензена“ е ниска и обикновено не се използва химическа абсорбция. Физическата абсорбираща течност абсорбира по-малко летливи вещества и абсорбира компонентите с по-висок афинитет към нагряване, охлаждане и повторна употреба за анализ на абсорбцията при насищане. Този метод се използва за изместване на въздуха, ниска температура и ниска концентрация. Инсталацията е сложна, инвестицията е голяма, изборът на абсорбираща течност е по-труден и има два вида замърсяване.

4. АОборудване за адсорбция с активен въглен + UV фотокаталитично окисление

(1): директно чрез адсорбция на органичен газ с активен въглен, за да се постигне степен на пречистване от 95%, просто оборудване, малки инвестиции, удобна работа, но е необходима честа подмяна на активния въглен, ниска концентрация на замърсители, без възстановяване. (2) Метод на адсорбция: адсорбция на органичен газ с активен въглен, десорбция и регенерация на наситен въздух с активен въглен.

5.Аадсорбция с активен въглен + оборудване за нискотемпературна плазма

След първоначална адсорбция с активен въглен, отпадъчните газове се обработват с нискотемпературно плазмено оборудване, което ги обработва по стандартния газов разряд. Йонният метод използва плазмено плазмено (ION) разграждане на органични отпадъчни газове, премахва миризмите, убива бактерии и вируси и пречиства въздуха. Това е високотехнологично международно сравнение. Експертите в страната и чужбина го наричат ​​една от четирите основни технологии в екологичната наука на 21-ви век. Ключът към технологията е чрез високоволтов импулсен среден блоков разряд под формата на голям брой активни йони кислород (плазма), активиращи газа, да произведат всички видове активни свободни радикали, като OH, HO2, O и др., бензен, толуен, ксилен, амоняк, алкани и други органични отпадъчни газове, да се разграждат, окисляват и да се получат други сложни физични и химични реакции, а страничните продукти са нетоксични и избягват вторично замърсяване. Технологията се характеризира с изключително ниска консумация на енергия, малко пространство, лесна работа и поддръжка и е особено подходяща за третиране на различни съставни газове.

Bкратко резюме:

Сега на пазара има много видове методи за третиране. За да отговорим на националните и местните стандарти за третиране, обикновено избираме няколко метода за третиране, комбинирани за третиране на отпадъчните газове, в съответствие с техния действителен процес на третиране.