于亮亮 李俊朋

【摘要】油漆廢渣直接焚燒不易進(jìn)料，極可能會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將油漆廢渣批量堆積然后進(jìn)行熱解，油漆廢渣就具有先軟化縮聚再熱解的特性。本文主要針對(duì)的是某一個(gè)油漆制造廠對(duì)油漆廢渣的研究試驗(yàn)，進(jìn)而提出先熱解后燃燒的方法。這樣做節(jié)約材料，減少對(duì)環(huán)境的污染。

【關(guān)鍵詞】油漆廢渣 熱解特性 熱解工藝

在車(chē)輛的噴漆車(chē)間里，在進(jìn)行噴漆操作時(shí)因?yàn)槟承┰蚴挂恍┯推釣R落因此成為了廢物。又經(jīng)過(guò)一些特定的工藝而使之變成廢渣，對(duì)廢渣再一次進(jìn)行處理。然而如若對(duì)油漆廢渣處理不合適很容易危害環(huán)境。如今大部分工廠選擇化學(xué)方法進(jìn)行回收，但是如果油漆本身分子遭到破壞以后，這種方法就不能再使用了。油漆主要是由高分子構(gòu)成的有機(jī)物，其熱值較高，以此通過(guò)對(duì)油漆熱處理使之再利用，是一種無(wú)害化節(jié)約型的處理方法。在本方法中有兩大難題，其一是廢渣入爐難，其二是污染物的排放問(wèn)題。以下我們將會(huì)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的研究來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

1 油漆廢渣的成分與特性

1.1 油漆廢渣的成分

油漆廢渣主要包含涂漆、面漆和稀釋劑等等。其中化學(xué)成分有天然樹(shù)脂、人造樹(shù)脂、合成樹(shù)脂等，這些基本是由干性油或半干性油改性而成的，包含松香、失水蘋(píng)果酸樹(shù)脂、甲基丙烯酸甲酯等芳香烴占有60%，各種醇和苯占有20%以上。還有許多種類的溶劑和顏料。另外添加劑也使油漆成分更加復(fù)雜。

1.2 油漆廢渣的特性

因?yàn)橛推釅K內(nèi)水分被包裹所以難以蒸發(fā)。而且當(dāng)環(huán)境溫度大于十?dāng)z氏度的時(shí)候，漆渣處于粘稠狀，沒(méi)有形狀，很難用簡(jiǎn)單的方法將其破壞，碎裂后幾分鐘又可以粘一起，粘性很強(qiáng)。在幾個(gè)月內(nèi)都不能被使用。

2 油漆廢渣實(shí)驗(yàn)研究

2.1 元素和工業(yè)分析

油漆廢渣的元素分析和工業(yè)分析的結(jié)果如表1和表2所示。

其中：X表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下標(biāo)ar表示收到基。M代表水分，A代表灰分，V代表?yè)]發(fā)分，C代表固定碳。

圖表表明油漆廢渣具有較高熱值和揮發(fā)分。而且從中我們還能看到油漆廢渣熱能價(jià)值良好。

2.2 熱重實(shí)驗(yàn)分析

通過(guò)熱重實(shí)驗(yàn)，我們可以看出在四十到二百五十?dāng)z氏度和二百五十到六百五十?dāng)z氏度的時(shí)候油漆的熱解反應(yīng)明顯存在問(wèn)題。由此我們可以看出油漆廢渣的分解分為了兩步，一步是簡(jiǎn)單物質(zhì)的分解，另一步是化學(xué)成分的分解。

定義失重反應(yīng)率

由質(zhì)量作用律可得到

f（α） = （1-α）； k 為反應(yīng)速率常數(shù)，。根據(jù)Arrhenius定律有：

k = A ex p（ - E / RT）

將k 和f （ A） 代入方程（ 1） 得到

熱解產(chǎn)物產(chǎn)生之后就會(huì)被氣體帶走，當(dāng)n=1時(shí)，上述式子可以較好地放映出其熱解過(guò)程，由此而得到的參數(shù)如表所示。而且根據(jù)結(jié)果來(lái)看，我們可以得出油漆廢渣比紙張樹(shù)葉等熱解容易，比煤的熱解難。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 氣體成分分析

在氣相色譜上對(duì)熱解氣體進(jìn)行取樣分析，我們發(fā)現(xiàn)不同溫度情況下熱解氣體各成分的體積分?jǐn)?shù)，CmH由于是大分子隨著熱解溫度的提高而減少。隨著氣體體積變大，密度降低，熱解溫度降低，氣體質(zhì)量有所提高。得到的熱解氣體質(zhì)量占到油漆廢渣質(zhì)量的39%～42%。

3.2 殘?jiān)煞址治?/p>

實(shí)驗(yàn)中熱解殘?jiān)?8.2%～21.4%，分析總結(jié)可知，熱值在16.53～19.09MJ/kg時(shí)熱解殘?jiān)梢钥紤]當(dāng)作燃料使用。

3.3 焦油熱解分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采取分液漏斗來(lái)對(duì)水上和水下的焦油進(jìn)行收集，因?yàn)橄到y(tǒng)缺陷，無(wú)法收集已經(jīng)溶于水的焦油，使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。根據(jù)質(zhì)量平衡和產(chǎn)生焦油的質(zhì)量計(jì)算其熱值，得35.5～43.2MJ/kg.

3.4 熱解過(guò)程中質(zhì)能平衡分析

為了使人們對(duì)油漆廢渣的熱解有一個(gè)更為直觀清晰的概念，在以下的質(zhì)能平衡中采用了平均值來(lái)計(jì)算，用熱解氣體體積和密度換算得燃?xì)赓|(zhì)量，冷卻之后可以通過(guò)稱量直接得到殘?jiān)|(zhì)量。水分直接采用實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其余物質(zhì)均以焦油計(jì)算。

冷卻方法可以分為水噴淋和沖涮熱解氣體的方法，其水蒸氣溶于水中釋放熱量用于提高水溫。熱解反應(yīng)當(dāng)中電爐損耗的熱量經(jīng)過(guò)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致了熱解之后的物質(zhì)熱值之和比原來(lái)的熱值大。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)耗能大，所以其經(jīng)濟(jì)性只能通過(guò)產(chǎn)物的熱值來(lái)衡量。其中總熱值為64%，殘?jiān)约敖褂头謩e占了19%和32%。

4 熱解工藝的設(shè)計(jì)

以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤庖院?，油漆廢渣產(chǎn)生的氣體大部分氣體熱值是小分子，燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染比較小，是相對(duì)清潔的燃料。最重要的是，熱解殘?jiān)粫?huì)黏結(jié)，可以和煤一起放進(jìn)爐灶中燃燒。所以，先熱解再燃燒的方法處理油漆廢渣是非常合理的解決辦法。

雖然油漆廢渣因?yàn)轲ば源?，所以直接焚燒不容易，但是上述?shí)驗(yàn)中熱解和焚燒分離出油漆廢渣的處理工藝完全可以克服這一難題，并且解決了其揮發(fā)迅速而引起的直接投放時(shí)火焰外沖的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

油漆廢渣具有一定危險(xiǎn)性，不能直接排放到空氣中，以免污染周?chē)h(huán)境。由于它的熱值較高，所以用熱化學(xué)的方式獲取油漆廢渣的熱能是處理油漆廢渣的有效方式，無(wú)害化，資源化。先熱解再焚燒的處理方法可以有效解決油漆廢渣不能直接焚燒的問(wèn)題，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，保護(hù)了我們的環(huán)境，值得我們?nèi)ネ茝V應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

于亮亮（1983-）女，漢，陜西寶雞人，陜西黃河電子集團(tuán)有限公司，工程師助理，本科學(xué)歷，化學(xué)方向。

李俊朋（1985-）男，漢，陜西西安人，陜西黃河電子集團(tuán)有限公司，工程師助理，本科學(xué)歷，應(yīng)用化學(xué)方向。