汽車涂裝噴漆廢氣處理常見技術(shù)分析

楊翠霞

摘 要：近年來(lái)，伴隨著我國(guó)工業(yè)飛速發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，極大地推動(dòng)了我國(guó)企業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，各個(gè)汽車企業(yè)并積極開拓自己的疆土，建設(shè)新的生產(chǎn)基地，與此同時(shí)各種環(huán)境問(wèn)題也日益凸顯出來(lái)。汽車涂裝噴漆作為產(chǎn)生"三廢"最多的環(huán)節(jié)，如何處理汽車涂裝噴漆廢氣已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的重大課題，本文就汽車涂裝噴漆廢氣處理常見技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：汽車涂裝；噴漆廢氣；處理技術(shù)

我國(guó)工業(yè)化和城市化在“十二五”期間依然保持快速的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)資源能源消耗持續(xù)增長(zhǎng)，從而給自然環(huán)境帶來(lái)前所未有的壓力，環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。汽車涂裝噴漆具有漆霧多、大風(fēng)量濃度低、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，汽車涂裝噴漆產(chǎn)生的廢氣給環(huán)境造成了極大污染，因此探討汽車涂裝噴漆廢氣處理技術(shù)具有重要意義。

1.汽車涂裝噴漆廢氣主要成分和危害

汽車涂裝噴漆廢氣主要指的是在噴涂汽車過(guò)程中產(chǎn)生的具有揮發(fā)性的有機(jī)物，不同的涂料和涂料溶劑，在噴漆過(guò)程產(chǎn)生的廢氣的成分也不盡相同，據(jù)相關(guān)資料顯示，在汽車涂裝噴漆過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣中成本約15中，常見的有酯類（如：乙酸丁酯、乙酸乙酯）、醚類（乙二醇丁醚）、酮類（甲基異丁基酮）、苯系物（甲苯、二甲苯等等）。汽車涂裝噴漆廢氣對(duì)人類帶來(lái)的危害是巨大的，飄散在空氣中的噴漆廢氣在人經(jīng)呼吸道吸入后會(huì)引發(fā)急性或者慢性中毒，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)造成損害。當(dāng)人體吸入的甲苯、苯、乙酸乙酯等成分濃度過(guò)高，還會(huì)在短時(shí)間抑制其注意力、記憶力以及感覺運(yùn)動(dòng)速度，如果人體長(zhǎng)時(shí)間接觸這些有害成分，還會(huì)對(duì)肝臟造成毒性反應(yīng)，破壞人體的中樞神神經(jīng)[1]。

2.汽車涂裝噴漆廢氣處理技術(shù)

當(dāng)前汽車行業(yè)針對(duì)汽車涂裝噴漆廢氣，主要以下幾種處理技術(shù)。

2.1除霧處理技術(shù)

常見除霧技術(shù)有過(guò)濾法和吸收法。（1）過(guò)濾法主要借助濾層將漆霧和顆粒物阻留下來(lái)，通常選用爐渣、玻璃纖維棉作為濾料，通過(guò)過(guò)濾可以除去大部分的漆霧，也會(huì)少量吸附有機(jī)物，但是因?yàn)榻?jīng)過(guò)濾器的廢氣常常無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需要結(jié)合其他方法二次處理。（2）吸收法。吸收法主要是借助液態(tài)溶劑吸收廢氣從而將揮發(fā)性有機(jī)化合物除去，其工作原理為相似相溶，也可能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)到吸收的目的，常見方式有噴淋水洗、水旋式處理、無(wú)泵水幕處理、霧化洗滌等等。

2.2活性炭吸附+催化燃燒處理技術(shù)

活性炭作為汽車行業(yè)處理涂裝噴漆廢氣吸附劑已經(jīng)擁有較長(zhǎng)的使用時(shí)間。由于活性炭具有表面疏水性強(qiáng)、價(jià)格便宜、比表面積大，可以達(dá)到500～1200m2/g，從而決定了活動(dòng)性的吸附能力強(qiáng)，其表面可以吸附有機(jī)溶劑，待吸附達(dá)到飽和后，再將其置于100℃條件下的熱空氣中開展脫附操作，通過(guò)脫附便可以將吸附的氣體析出來(lái)?；钚蕴康谋砻鎿碛惺杷员砻娴姆肿雍Y，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在需要去除有機(jī)溶劑的場(chǎng)所中。如果在處理汽車涂裝廢氣時(shí)采用活性炭吸附技術(shù)，需要將該項(xiàng)技術(shù)同催化燃燒工藝相結(jié)合。活性炭吸附+催化燃燒處理技術(shù)主要是根據(jù)活性炭具有較高的吸附效率和催化燃燒具有節(jié)能這兩個(gè)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此又常常被稱為吸附濃縮-催化燃燒法，該項(xiàng)處理技術(shù)主要是應(yīng)用數(shù)個(gè)活性炭吸附箱連續(xù)工作，并且每個(gè)吸附箱之間可以替換使用。吸附的工作原理如下：含有有機(jī)物的涂裝噴漆廢氣在經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)后，通過(guò)活性炭吸附箱，將廢氣吸附在活性炭?jī)?nèi)部，待吸附干凈后的將潔凈的空氣排放至大氣候，通?；钚蕴吭谑褂?天后，便可以達(dá)到飽和狀態(tài)后，停止吸附，這個(gè)時(shí)候有機(jī)物已經(jīng)被濃縮至活性炭中。脫附工作步驟為：將催化凈化裝置中的加熱裝置啟動(dòng)，熱風(fēng)進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，當(dāng)熱風(fēng)達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)（通常情況下≤120℃）時(shí)，有機(jī)物便會(huì)從活性炭中解析出來(lái)，將其送至催化室將其催化分解為二氧化碳和水，并且可以釋放出熱量。釋放出的熱量在進(jìn)入吸附床脫附時(shí)，此時(shí)加熱裝置完全暫停工作，而有機(jī)廢氣會(huì)在催化燃燒室中維持自然狀態(tài)，尾氣再生，循環(huán)進(jìn)行，最終到有機(jī)物完全從活性炭?jī)?nèi)部分離開來(lái)，直至催化室分解。通過(guò)上述工藝，不僅實(shí)現(xiàn)了活性炭再生，而且催化分解處理了有機(jī)物[2]。

2.3活性炭吸附+溶劑回收技術(shù)

通常汽車涂裝噴漆車間排放出來(lái)廢氣需要先后通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理，從而將廢氣中的粉塵和漆霧小液滴濾去，然后再通過(guò)漆霧分離器中的水洗操作后經(jīng)高壓離心風(fēng)機(jī)抽送至裝有活性炭的吸附槽中。涂裝噴漆廢氣在通過(guò)活性碳層時(shí)，被活性炭吸附在孔隙中，而空氣則可以通過(guò)碳層。當(dāng)今吸附后的尾氣符合排放要求后再通過(guò)吸附槽頂部的排放口最終排至大氣中。吸附槽在吸附一段時(shí)間后，當(dāng)吸附槽頂部即將被穿透時(shí)，氣體溶劑在被蒸汽加熱后，實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。從活性炭表面脫附下來(lái)的水蒸氣和有機(jī)溶劑在經(jīng)過(guò)冷凝器最終凝結(jié)成液體，混合液體在經(jīng)過(guò)油水分離槽后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離，被分離出來(lái)的溶劑進(jìn)入至儲(chǔ)槽中，而廢水則直接被排放至廢水處理廠?；钚蕴课?溶劑回收技術(shù)處理汽車涂裝廢氣的方法主要被廣泛應(yīng)用于箱式貨運(yùn)車和集裝箱貨運(yùn)車涂裝噴漆廢氣的處理中，采用這種處理技術(shù)每年回收再利用廢氣中的有機(jī)物高達(dá)90%，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益巨大。

2.4生物降解處理技術(shù)

在汽車涂裝噴漆廢氣處理中應(yīng)用生物降解技術(shù)的主要原理為：通過(guò)微生物產(chǎn)生代謝活動(dòng)將揮發(fā)性有機(jī)物氣體轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水、細(xì)胞組成物的過(guò)程，生物降解處理技術(shù)包含的處理設(shè)備主要有生物過(guò)濾池、生物洗滌器、生物滴濾塔、膜生物反應(yīng)器。生物降解技術(shù)最早是由美國(guó)發(fā)明的，直到上個(gè)世紀(jì)七十年代才在西方國(guó)家得到應(yīng)用，而我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究起步較晚。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：在21世紀(jì)，歐洲已經(jīng)擁有近7500套生物降解處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物裝置被投入使用。因?yàn)樯锝到馓幚砑夹g(shù)工作環(huán)境為常溫、常壓，對(duì)操作條件要求不高，具有成本低、能耗少等優(yōu)點(diǎn)，并且這樣技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，所以相信生物降解處理技術(shù)在今后擁有更廣泛的前景。針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物濃度低、風(fēng)量大的廢氣，采用生物降解技術(shù)進(jìn)行處理具有成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。但與此同時(shí)，生物降解技術(shù)也存在一些缺陷，主要體現(xiàn)在生物降解速率有限，再加上汽車涂裝噴漆廢氣中的有機(jī)物可以溶于水，因此該項(xiàng)技術(shù)在處理具有生物毒性的物質(zhì)時(shí)效果不盡人意。對(duì)汽車涂裝噴漆廢氣而言，含量最高的成分為苯系污染物，這類物質(zhì)難溶于水甚至不溶于水，因此又常常被稱為疏水性揮發(fā)性有機(jī)物。針對(duì)疏水性發(fā)性有機(jī)物廢氣，我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了一系列深入研究，大量科學(xué)家經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)：處理疏水性揮發(fā)性有機(jī)物廢氣最高效的方法為添加表面活性劑。由于甲苯在表面活性劑濃度低于臨界膠束濃度溶液中的增溶明顯，可以在采用生物過(guò)濾法凈化乙苯的過(guò)程中假如0.3mol/L的十六酸鉀作為表面活性劑，結(jié)果凈化疏水性揮發(fā)性有機(jī)物廢氣效率可以提高25.86%。由此可見，采用添加表面活性劑的方式能夠促進(jìn)疏水性揮發(fā)性有機(jī)物增溶和降解，從而為生物降解處理汽車涂裝噴漆廢氣中的疏水性有機(jī)廢氣帶來(lái)極大地發(fā)展空間[3]。

3.小結(jié)

綜上所述，伴隨著我國(guó)汽車行業(yè)的飛躍式發(fā)展，汽車涂裝噴漆廢氣已經(jīng)成為揮發(fā)性有機(jī)物的重要污染源之一，噴漆廢氣會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖并破壞臭氧層，因此在大力提倡環(huán)境保護(hù)的背景下采取有效措施處理汽車涂裝噴漆廢氣具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉琳，邢汶平.淺談汽車涂裝車間廢氣治理技術(shù)[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2017，20（07）：23-26+57.

[2]施媛媛.活性炭吸附催化一體設(shè)備在汽車涂裝噴漆廢氣處理中的應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2017（15）：167-169.

[3]楊建鎖，馬力，孟凡敬.汽車涂裝噴漆廢氣處理技術(shù)探討及應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2015（05）：230-232.