淺談涂裝行業(yè)廢氣處理方法

  涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護(hù)層或裝飾層，是產(chǎn)品表面保護(hù)和裝飾采用的最基本的技術(shù)手段。涂裝工藝可以簡單歸納為：前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化（磷化）工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求，除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝，也在不同行業(yè)的不同部門按需擇用。
　　隨著涂裝技術(shù)的飛速發(fā)展，涂裝自動化生產(chǎn)有了明顯的進(jìn)步，靜電噴涂、電泳涂漆、粉末噴涂技術(shù)得到了應(yīng)用推廣。但是，目前涂裝所采用的還都是屬于有機(jī)溶劑型涂料。
　 　根據(jù)涂裝生產(chǎn)工藝，涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：前處理過程中產(chǎn)生的粉塵或酸霧，噴漆時產(chǎn)生的漆霧和有機(jī)溶劑，干燥揮發(fā)時產(chǎn)生的有機(jī)溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機(jī)溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發(fā)性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產(chǎn)線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要 發(fā)生源。
　　涂裝廢氣 的治理可分為防、治兩條途徑。防主要是減少廢氣的排放，治主要是對不可避免的排放氣體進(jìn)行凈化治理。對于涂裝排放的廢氣，可采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行凈化治理。 凈化治理存在兩條途徑，一條是將廢氣中的有機(jī)溶劑回收利用，另一條是將廢氣中的有機(jī)溶劑分解為CO2和H2O。
　　1、有機(jī)溶劑的回收利用
　　涂裝過程中產(chǎn)生的漆霧和揮發(fā)的有機(jī)溶劑，可進(jìn)行回收利用的主要是有機(jī)溶劑�；厥辗椒ㄓ谢钚蕴课�附法、液體吸收法和冷凝法。
　　（1）活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積（500-1200m2／g）大，具有優(yōu)異的吸附性能，使有機(jī)溶劑蒸氣吸附其表面，當(dāng)加熱烘干吸附介質(zhì)時，被吸附的氣體解析出來，經(jīng)冷卻成為液態(tài)，再經(jīng)分離達(dá)到回收溶劑的目的。
　 　活性炭吸附法，需設(shè)置過濾器和冷卻器進(jìn)行預(yù)處理，除去廢氣中的漆霧，并將廢氣降低至適當(dāng)?shù)臏囟�，以保證活性炭不被堵塞，不會因廢氣溫度過高而導(dǎo)致燃燒。 由于活性炭吸附有機(jī)溶劑后，其吸附力將逐漸降低，為了保證吸附效率，需要脫附，使活性炭重新恢復(fù)活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法，脫附后的混合 氣體進(jìn)入冷凝器冷卻成液體，再進(jìn)入分離器，使溶劑和水分離，達(dá)到回收溶劑目的，而分離水需經(jīng)處理后才能排放。當(dāng)前，活性炭吸附法有了新的發(fā)展，即以活性炭 纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭，其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內(nèi)也出現(xiàn)了以活性炭纖維（ACF）作為吸附介質(zhì)，回收有機(jī)溶劑的裝置。對 于回收的溶劑有兩種利用方法：重新分餾利用或燃燒產(chǎn)生熱量。前者要視企業(yè)自身情況，可增加設(shè)備，自行分餾利用或委托溶劑生產(chǎn)廠家分餾利用。
　　后者需要在設(shè)備中增加催化燃燒室及熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，將從活性炭纖維上脫附的有機(jī)溶劑高溫催化燃燒，并為設(shè)備的運(yùn)行提供能量，因此不再需要蒸汽脫附有機(jī)溶劑，并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。
　　現(xiàn)在國際上最新的發(fā)展，是采用活性炭纖維布（ACFC）作為吸附介質(zhì)，通電加熱脫附回收有機(jī)溶劑。
　　這種方法具有的優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)溶劑在固相和流體相之間的質(zhì)量轉(zhuǎn)移快，比粒狀活性炭快2-20倍；ACFC使用壽命長；ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附，因而操作和維護(hù)簡便，脫附的有機(jī)溶劑不需要除水，可以直接應(yīng)用，并且不存在廢水處理問題。
　 �。�2）液體吸收法是以液體作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達(dá)到凈化的目的。液體吸收法的關(guān)鍵是吸收劑的選擇。一般采用水作為吸收劑來處理水溶性涂料廢氣，采用柴油吸收涂裝生產(chǎn)烘干過程的有機(jī)溶劑廢氣。水作為吸收劑，存在廢水處理的問題，柴油作為吸收劑，因其本身易揮發(fā)、易燃，存在二次污 染和安全風(fēng)險，并且再生和處理也存在一些問題。因此，液體吸收法的應(yīng)用不廣泛。
　 �。�3）冷凝法是通過采用低溫，使有機(jī)物組分冷卻至露點(diǎn)以下，進(jìn)行液化回收。其適用于處理高濃度廢氣，特別是含有害物單純組分的廢氣；可作為燃燒與吸附凈 化的預(yù)處理；可處理含有大量水蒸汽的高溫廢氣。該法所需設(shè)備和操作條件比較簡單，回收物純度高，但是，對廢氣的凈化程度受冷凝溫度的限制，要求凈化程度高，或處理低濃度廢氣時，需要將廢氣冷卻到很低的溫度，經(jīng)濟(jì)上不合算。
   2、有機(jī)溶劑分解
　　是指把有機(jī)溶劑分解成CO2和H2O。分解有機(jī)溶劑的方法有燃燒法、催化燃燒法、紫外線－臭氧法和微生物分解法。
　 �。�1）燃燒法：采用燃燒法處理涂裝廢氣時，當(dāng)廢氣中混合溶劑的濃度較高時，從安全考慮，需用空氣稀釋到混合溶劑爆炸下限濃度的1／4-1／5，才能進(jìn)行 燃燒處理。燃燒法需將含有的有機(jī)溶劑廢氣加熱到700-800℃，使其燃燒或氧化分解為CO2和H2O。廢氣在燃燒室停留0.5-1.0s，碳?xì)浠�合物�?廢氣在較高溫度下完全燃燒，同時產(chǎn)生光化學(xué)煙霧物質(zhì)NOx。NOx的產(chǎn)生與燃燒品種、燃燒溫度、裝置結(jié)構(gòu)和燃燒時所需空氣量有關(guān)，其中最重要的是燃燒溫 度。為避免產(chǎn)生大量的光化學(xué)煙霧物質(zhì)NOx，燃燒溫度應(yīng)控制在800℃以下。
　　廢氣經(jīng)燃燒處理后可達(dá)標(biāo)排放。由于燃燒后的氣體溫度達(dá)500-600℃，可設(shè)置熱交換器，將熱能回收利用于廢氣燃燒前的預(yù)熱，以減少燃料用量�；蛘邔�廢氣用于發(fā)電，如福特汽車公司引進(jìn)了吸收涂料VOC發(fā)電設(shè)備，用以吸收涂裝車間揮發(fā)的有機(jī)溶劑作為發(fā)電能源。
　 　（2）催化燃燒法是將含有機(jī)溶劑的廢氣加熱到200-320℃，然后和催化劑接觸，進(jìn)行無火焰的催化燃燒，生成CO2和H2O。催化燃燒的技術(shù)性較強(qiáng)，在選擇催化溫度前，必須了解有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分，否則很容易造成不完全氧化，使有機(jī)溶劑的微粒吸附在催化劑載體表面，久而久之，使催化劑的活性下降，影響凈化率。其實只要控制得當(dāng)，這種現(xiàn)象完全可以避免。
　　用于催化燃燒的催化劑，以貴金屬Pt、Pd最多，還有稀土金屬催化劑。
　�。�3）紫外線－臭氧法：紫外線－臭氧法的優(yōu)點(diǎn)是，氧化過程中不產(chǎn)生CO和NOx，而且可以同時除去漆霧顆粒和有機(jī)溶劑，但其缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)臭氧的成本高、需要處理吸收用水，而且不適合廢氣排量大的場合。
　�。�4）微生物分解法：微生物分解法已經(jīng)在減少臭味和除去一些有機(jī)溶劑上得到成功應(yīng)用。
　　其優(yōu)點(diǎn)是，不產(chǎn)生NOx，而且處理過程中消耗的能量很少，但該法需要的空間大、微生物處理系統(tǒng)維護(hù)比較復(fù)雜。