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汽车涂装喷漆室VOCs废气治理方案

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-11-17
       随着我国经济的高速发展,汽车成为人们日常生活中必不可少的交通工具。汽车给人们带来巨大便利的同时,也引发了许多环境污染问题。其中汽修行业产生的喷漆废气是造成大气污染的原因之一。汽修喷漆废气中含有漆雾颗粒及VOCs等成分,具有大风量、低浓度,间歇性、工艺复杂等特点。近年来全国各地汽车4S店喷漆烤漆房成为环境污染重大课题,喷漆过程中包含甲醛、苯等有害废气,由于人们对废气不了解、处理技术不成熟、处理成本比高等原因,将喷漆产生的废气直接排放。这些不经过处理的废气在一定的情况下会造成大气污染、影响植物生长和人类的健康。在汽车涂装行业中,由于喷漆室所占能耗占比之大,喷漆节能减排技术一直是涂装技术的重中之重。汽修行业是当前大气污染治理的重要组成部分,是城市蓝天行动的重要一环。汽车修补涂装喷漆作为VOCs治理的主要行业之一,历来为政府环保部门所关注,经过两年多的发展,该标准在逐步落地,全市已有部分喷漆房安装了废气治理设施。末端治理大多采取的工艺是UV光解+活性炭吸附,为保证长期稳定排放达标,此工艺安装后的运维费用较高。 广东大辰环境经过几年的积淀和潜心探索我公司开必了基于VCO经典处理工艺“沸石转轮吸附+催化燃烧”的新产品——沸石转轮作为末端治理设备。模式面向4S店进行推广。
 
一、汽修业喷漆废气特点:
汽修行业的喷漆作业一般表现为非连续性,受行业特点影响,喷漆一般为对车辆的局部进行修补漆,而且喷漆和烘干多数为一体的。这就决定了此行业的废气排放具有如下特征:

1.间歇式作业:通常是一辆车喷烤结束再换下一辆,底漆和面漆作业之间有时间间隔,换车空隙有时间间隔等,这些特征决定了废气排放的非连续性,表现在对净化设备的要求是即开即用。

2.油漆兼容性: 油性漆和水性漆混合使用,按照环保部门源头治理的要求以及漆的种类不断丰富,水性漆被应用到越来越多的环节,传统的油漆逐步被替代。但由于水性漆尚不够成熟,因此短期内只能是部分应用,并呈逐年上升趋势,还无法完全取代油性漆。因此在此背景下,更多的是两种漆的混合使用。在考虑VOCs废气治理工艺时必须兼顾。

3.净化效率:风量大、浓度低,汽车喷漆作业的特点对漆层表面气体流速要求较高,因此虽然喷漆量不大,但风量设置并不小,一般的喷漆房分为两种风量,一种是15000m3/h,另外的是25000m3/h。浓度基本在100-300mg/m3之间。按照北京市排放标准要求,非甲烷总烃的浓度要<20mg/m3,这就要求净化效率不能低于80%。

4.预处理:漆雾的处理是喷漆废气处理的重点和难点,漆雾去除效率如何直接关系到后续净化设备的效果和使用寿命。对汽修行业而言,由于用漆量不大,采用三级过滤即可解决。

5.场地有限、供电量不足,老的喷漆房的安装位置是固定的,随着时间的推移,车间的管路、物品和工具会把空间占满,很难有大的空间去布置和安装新设备;且电负荷一般在建厂之初就定了,后续扩容很麻烦。因此在考虑安装VOC净化设备时要尽可能考虑这些因素,能在原有位置取代旧设备是一个比较理想的务实选择,新增设备的能耗尽可能低。
 
 
二、常见工艺比较:
汽修废气治理常用方法
工艺方法 去除效率 主要优点 主要缺点
 
活性炭吸附法
60—90%  
1.净化效率高,可达排放;
2.设备构造简单,易于安装;
1.活性炭须经常换,费用高;
2.多数设备装填量不足,影响处理效果;
3.属于危废,需专门机构处理;
4.活性炭易燃,安全性差。
 
等离子法
30—70%  
1.设备小巧,易于安装;2.可以即开即用。
1.净化效率低,难以长期稳定达标;
2.易发生爆炸;
3.有臭氧和氮氧化物等二次污染物;
4.预处理要求高、能耗高。
 
光催化法
30—70%  
1.设备小巧,易于安装;2.可以即开即用。
1.净化效率低,难以长期稳定达标;
2.有臭氧二次污染物;
3.灯管易脏,需定期清理和更换。
4.对预处理要求极高。
                 
二、经过前期大量的实地考察和技术交流,最后确定的治理工艺路线为沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧工艺,转轮净化设备采用优质的疏水性石分子筛作为吸附介质,取代活性炭。沸石分子筛具有良好的吸附选择和吸附容量大等特点,在VOC治理领域得以大范围应用;同时又具有活性炭所无法比拟的安全性,可高温完全活化。经过系统原位再生重复使用,大大提升了设备的使用寿命,而无须经常更换介质。
 
沸石转轮吸附+催化燃烧工艺

沸石转轮主要是对废气进行吸附净化,经过吸附后废气达标排放;同时吸附截留下来的VOC分子经过小气量热解析后,进入催化燃烧炉进行彻底分解。最后生成二氧化碳和水排放到空气中。

工艺流程图:



工作过程:
       喷涂废气经过收集后,先通过过滤器去除废气中漆雾颗粒,然后在风机作用下进入分子筛吸附设备,废气中的有机物VOCs被分子筛所吸附,洁净的气体进入烟囱达标排放;吸附饱和后,脱附风机、CTO开始工作,在脱附风机作用下,高温空气进入到转轮脱附腔中,将吸附的有机废气解析出来。脱附后的高浓度废气进入CTO装置当中,经过两级催化燃烧处理,达标排放。CTO燃烧炉内存在热量再利用系统,降低了整个系统的能耗,同时部分燃烧后高温气体进入转轮作为脱附载体,参与下一轮脱附过程 ,这样增大了系统的热能利用,降低了系统的能耗。
 
 应用于汽修行业的沸石转轮+催化燃烧一体机以其紧凑的结构、优越的性价比显示出了极大的特点:

“智能”+“节能”双能化管理:
  
系统具有自动控制、自动监控、自动检测、自我诊断、自动报警和远程信息共享等功能,可确保系统安全稳定、长期可靠地运行,实现智能化的管理和维护。自动监控和自动检测功能可以实时监控系统运行状态,维持在低能耗的状态下运行,达到节能减排的双目的。

“油性”+“水性”两类漆兼用:

      本系统对用户使用的油漆类型及溶剂类型无选择性,无论是单一油漆(或水性漆)还是混合使用均具有良好的适应性。水性漆虽然不含苯系物等有机溶剂,但仍然含有甲醇、乙醇等有机溶剂,一样存在减排的问题。因此选择一种既能满足当前处理需要,又能兼顾未来净化要求的工艺是关键所在,两者得到有效解决和兼顾后,可以避免企业重复投资的问题,避免造成大规模的社会性浪费。
 
 
运行效果:
  
系统在运行一段时间后请专门的检测机构(华测)对净化效果进行评价,并分别检测了油性漆喷涂工况和水性漆喷涂工况下的出口浓度。实践证明,净化效率是令人满意的,排放浓度远低于北京市地方标准的要求。详见下图:



由以上检测结果可以看出,分子筛吸附+催化氧化设备在油性漆和水性漆两种工况下对苯、苯系物和非甲烷总烃的处理效果均较好,检测浓度均远低于《北京市汽修行业废气排放标准》的限值。如: 油性漆作业工况下,苯的检测浓度为0.035mg/m3 ,远低于Ⅱ时段排放要求0.5 mg/m3;非甲烷总烃检测浓度为1.13mg/m3,远低于II时段排放要求20mg/m3,效果非常显著。

运行费用:设备日常运行仅需风机电费。再生时仅需15°电的能耗将催化剂提升到260℃即可,脱附时几乎无能耗。
 

   完整的工艺净化工艺应该包括预处理工艺+吸附设备+脱附再生+燃烧。如果每项目都按照标准配置去安装,不仅造成用户极大的经济负担,而且也会造成明显的浪费,毕竟多数汽修店属于间歇作业,燃烧装置的利用率很低。在实际应用中,为了降低设备投资,我们推出了共享的模式,即在每个点源安装必要的净化工艺设备,而将利用率低的催化燃烧设备拿出来共享。在满足稳定运行和达标排放的基础上,充分提高了设备的利用效率。

 

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