噴漆工藝有機廢氣治理技術(shù)

劉珊珊

(浙江中藍環(huán)境科技有限公司，浙江 溫州 325000)

0 前 言

在噴漆工藝中，需要對排出的有機廢氣進行有效處理，保證排出的有機廢氣符合我國排放標準，從而降低對大氣的污染，避免造成更嚴重的二次污染，影響人們的日常生活。采用有效的處理辦法對噴漆工藝中產(chǎn)生的廢氣進行處理也是降低大氣污染最直接的辦法，這對于環(huán)境保護來說具有重大意義。

1 噴漆工藝有機廢氣概述

噴漆工藝在制造業(yè)中占有重要地位。通過噴漆工藝可以對物體表面進行涂裝，可有效提高物體的美觀性，另外還可以提高物體對外界因素的抗腐蝕性以及磨損性，使物體有更長的使用壽命，提高其自身的經(jīng)濟價值以及使用價值。對于噴漆工藝來說，主要采用的原材料為有機溶劑，這種有機原材料也是有機廢氣產(chǎn)生的主要原因[1-2]。對此，想要在噴漆工藝中有效地保護我國環(huán)境，需對揮發(fā)性有機廢氣進行治理，減少揮發(fā)性氣體與大氣的融合，提高我國空氣質(zhì)量。根據(jù)國家及地方有關(guān)標準《工業(yè)涂裝工序大氣污染物排放標準》(DB 33/2146—2018)，相關(guān)污染物的排放及廠界標準見表1。

表1 廢氣執(zhí)行排放標準值

2 常用的有機廢氣處理

按照噴漆工藝中使用的原材料不同，產(chǎn)生的有機廢氣濃度以及類型也是各種各樣，想要對這些有機廢氣進行處理就需采用不同的處理方法。對于一些濃度較低并且揮發(fā)性較強的有機廢氣進行處理時，可以聯(lián)合使用兩種或兩種以上的處理辦法對有機廢氣進行處理，進一步保護了我國空氣質(zhì)量，平衡了我國的生態(tài)系統(tǒng)。

2.1 吸附法

使用吸附法處理有機廢氣時可以將活性炭或沸石分子篩作為吸附劑，這兩種吸附劑可以有效吸附有機廢氣，從而降低有機廢氣的排放量，平衡我國的生態(tài)環(huán)境。吸附法利用活性炭、硅藻土、無煙煤等吸附力強的物質(zhì)吸附有機氣體。活性炭吸附主要是通過自身的微孔較多、表面積較大以及吸附容量高的優(yōu)點，可以對揮發(fā)性有機廢氣進行吸附。這種活性炭可以單獨對某一揮發(fā)性氣體進行吸附，也可以在濃縮之后采用燃燒法進行配合，進一步對有機廢氣進行處理。

其優(yōu)點是凈化率高，過關(guān)的活性炭可到達99%以上，具有使用率高、投資率低、簡單操作的優(yōu)點。然而，使用活性炭也有一定的缺點，因活性炭表面積大且有豐富的微孔等特點也使得該物質(zhì)的占地面積較大，并且具有耐高溫性不強，使用次數(shù)有限等缺點。若活性炭的使用次數(shù)超過一定范圍時就會形成危險廢物造成二次污染。沸石分子篩主要有較高的吸附作用，并且耐高溫性較強，同樣也可以與燃燒法進行配合對有機廢氣進一步處理。

2.2 冷凝回收法

冷凝回收法對有機廢氣進行處理的主要工作原理是利用有機廢氣的化學(xué)性質(zhì)，通過對有機廢氣進行加壓、冷卻，使有機廢氣溫度進一步降低促進有機化合物氣體量達到飽和，從而使有機廢氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，有效將有機廢氣從空氣中分離出來，并可以對其中的有機物進行二次利用。一般流程為預(yù)處理、吸附、脫附、冷凝回收五個步驟。

預(yù)處理環(huán)節(jié)主要是對進行處理的有機廢氣進行溫濕度控制以及除塵工作，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下堅實基礎(chǔ)，降低后續(xù)的吸附?jīng)_擊。吸附脫附環(huán)節(jié)主要是采用活性炭為吸附介質(zhì)，通過吸附碳將空氣中的有機廢氣進行吸附，當吸附碳吸附飽和之后放入冷凝系統(tǒng)中，進行后期的冷凝回收。冷凝回收是該方法的最后一個核心步驟，該環(huán)節(jié)主要是將高濃度、低溫等有機廢氣中的有機物進行回收，對有機物進行二次利用[3-4]。

2.3 生物法

針對不同類型的有機廢氣采用不同的處理方法可以取得更好的效果。生物法其原理主要是通過微生物對有機廢物進行分解，將有機廢氣在微生物的作用下變?yōu)槎趸己退Ｊ褂蒙锓▽τ袡C廢物進行處理可以降低處理成本，并且很難產(chǎn)生二次污染。但生物法的要求較高，主要包含以下方面。

1)使用生物法對有機廢氣進行處理時，有機廢氣具有一定的水溶性和生物降解性。

2)采用生物法對有機廢氣進行處理時，處理時間較長，在處理過程中有較復(fù)雜的操作，主要對處理過程中的濃度進行一定的操控。

2.4 燃燒法

燃燒法顧名思義利用高溫將有機廢氣燃燒起來，將廢氣燃燒殆盡，以此將有機廢物轉(zhuǎn)化成潔凈的氣體。其優(yōu)點是凈化率較高，可以到達95%甚至更高。相應(yīng)的缺點是消耗能源量較大，要想達到燃燒有機廢氣的溫度，以甲苯為例需要燃燒值800℃左右，并且高溫情況下易出現(xiàn)二次污染。

2.5 水噴霧法和斷絕法

水噴霧法運用范圍十分廣泛，具體操作步驟是在廢氣排放的歷程中利用水噴灑在廢氣上，廢氣中的水溶性物質(zhì)得到降解，較大的顆粒物吸附水會出現(xiàn)沉降以此達到將污染物和未被污染的氣體分離的效果。斷絕法是利用特殊的過濾質(zhì)料在排放廢氣的過程中用機械將其斷絕，優(yōu)點是操作簡單、技能要求較低。缺點是有機廢物的處理效果不明顯。

3 有機廢氣處理技術(shù)在噴漆行業(yè)中的應(yīng)用

通常情況下，有機物廢氣處理主要是上述幾種方法，一般產(chǎn)生的廢氣多數(shù)是有機物，但也不乏非有機物廢氣的存在或者較多的有機廢氣，采用以上方法過于麻煩，下面簡單論述一些其他廢氣的處理方式。

在我國的汽車制造業(yè)、家具制造業(yè)以及其他工業(yè)涂裝行業(yè)都需使用噴漆工藝對物體表面進行涂裝，在涂裝的過程也會產(chǎn)生有機廢氣。噴漆有機廢氣治理工藝推薦采用活性炭吸附工藝處理，典型工藝包含漆霧專用處理塔、中效過濾器、活性炭吸附等，了解對廢氣處理的各個環(huán)節(jié)(如圖1所示)，可以進一步提高有機廢氣的處理效率。

圖1 有機廢氣處理流程圖

對有機廢氣進行處理時，可以采用“吸附法+燃燒法”對有機廢氣進行處理。采用催化燃燒或直接燃燒再結(jié)合吸附法可以對有機廢氣處理得更加徹底。此外，還有“吸附法+催化燃燒法”或“吸附法+直接燃燒法”也是可行的方法，在使用這兩種廢氣處理方法時，通常使用活性炭或沸石分子篩吸附劑的吸附作用對低濃度有機廢氣進行吸附，當吸附劑吸收有機廢氣達到飽和之后需對吸附劑進行脫附。當?shù)竭_這一環(huán)節(jié)時，低濃度廢氣已經(jīng)經(jīng)過了吸附、脫附兩個處理流程，從而使得低濃度有機廢氣變?yōu)楦邼舛扔袡C廢氣，達到燃燒法的應(yīng)用要求，之后采用燃燒法將有機廢氣通過化學(xué)作用轉(zhuǎn)換為二氧化碳和水[5]。

用“吸附法+燃燒法”對有機廢氣進行處理時，可有效利用兩種處理方法的優(yōu)點。若只采用吸附法對有機廢氣進行處理時，要對活性炭進行頻繁地更換，另外對活性炭的使用次數(shù)也有一定的要求，當活性炭的使用次數(shù)超過一定范圍會進一步產(chǎn)生更危險的廢氣對大氣環(huán)境造成二次污染。處理有機廢氣時可以使用活性炭或沸石分子篩作為吸附劑。若吸附法的處理效率較低時可以進行二級吸附，進一步提高吸附效率。另外，設(shè)置二級吸附也可以進一步提高其保障措施，避免有機廢氣融入大氣中對我國環(huán)境造成威脅。單獨使用吸附法時占地面積比“吸附法+燃燒法”更小，而且操作更加簡單。

若單獨使用燃燒法對有機廢氣進行處理時，也會有一些明顯的缺點。在使用燃燒法對有機廢氣進行處理時可以采用催化燃燒或直接燃燒，這兩種方法的區(qū)別主要在于燃燒的溫度不同。直接燃燒法是在空氣中直接將有機廢氣點燃，從而達到將有機廢氣進行分解的目的。使用直接燃燒法時，其燃燒溫度比較高，并且消耗的能源也較大。使用催化劑燃燒可以提高對有機廢氣的處理效率，并且在處理過程中更加安全，催化劑燃燒時，其燃燒溫度更低，提高了對能源的保護。

因此，采用“吸附法+直接燃燒法”或“吸附法+催化燃燒法”都可以進一步提高對廢氣的處理效率，但使用這種方法需耗費的資金和運行費用比較大，常用于汽車制造業(yè)、工程機械制造等行業(yè)

4 結(jié) 論

政府和社會已經(jīng)早早意識到環(huán)境保護的重要性，其中空氣污染的問題已經(jīng)迫在眉睫。但為了國家的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)不能停下，以此減少廢氣產(chǎn)生是各大工業(yè)生產(chǎn)的一個重點問題?，F(xiàn)階段已經(jīng)提出了不少解決方法。而針對大氣治理也出現(xiàn)了很多高效、可行的辦法。在我國目前的制造業(yè)方面，噴漆工藝排出的有機廢氣是影響我國大氣質(zhì)量的主要元素之一。因此，對有機廢氣處理方法進行優(yōu)化和改進可以進一步地降低能源消耗以及資金投入過大的問題，保證我國有一個更加良好的空氣環(huán)境，促進涂裝行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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