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汽車噴涂有機(jī)廢氣處理技術(shù)研究進(jìn)展

2016-02-09 01:10:53陶孝平
資源節(jié)約與環(huán)保 2016年7期
關(guān)鍵詞:冷凝廢氣活性炭

陶孝平

(江蘇潤環(huán)環(huán)境科技有限公司江蘇南京210009)

汽車噴涂有機(jī)廢氣處理技術(shù)研究進(jìn)展

陶孝平

(江蘇潤環(huán)環(huán)境科技有限公司江蘇南京210009)

本文淺談了汽車涂裝過程中有機(jī)廢氣的來源、危害和減排途徑,并介紹了吸附法、燃燒法、低溫冷凝法、活性炭吸附—催化燃燒法和生物處理法等幾種廢氣處理技術(shù),并加以比較,以期為未來汽車涂裝行業(yè)有機(jī)廢氣有效處理提供理論參考和依據(jù)。

噴涂廢氣;廢氣排放;處理技術(shù)

噴涂是汽車制造、維修行業(yè)重要的其中一道工序,也是產(chǎn)生廢氣最多的環(huán)節(jié)。

隨著更嚴(yán)格的《環(huán)境保護(hù)法》、《大氣污染防治法》等新環(huán)保法律法規(guī)的實施,我國對大氣環(huán)境質(zhì)量和企業(yè)廢氣處理要求越來越嚴(yán)格。如何采取有效措施處理噴涂廢氣、減少VOCs排放,是每個汽車制造/維修商應(yīng)該考慮的問題。

1 噴涂廢氣的主要來源

噴涂廢氣主要源于涂料中含有的有機(jī)溶劑在噴涂揮發(fā)的漆霧和干燥過程產(chǎn)生的揮發(fā)性廢氣,稱為揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),主要成分為苯、甲苯、二甲苯等。一般來說,中涂、面涂和清洗溶劑使用過程中產(chǎn)生的VOCs含量最高。具體到生產(chǎn)車間,產(chǎn)生有機(jī)廢氣最多的有噴漆室、晾置室、調(diào)漆間、烘干室等,而不同車間產(chǎn)生的廢氣組分不盡相同。劉郁蔥等[1]對輕型汽車涂裝工藝過程的VOCs化學(xué)組分分析表明,涂裝工藝過程中最主要的VOCs化學(xué)成分是芳香烴以及乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯等OVOCs物質(zhì)。

2 噴涂廢氣的危害

噴涂漆料的有機(jī)溶劑毒性較強,噴涂時苯、二甲苯等揮發(fā)到車間空氣中,對操作工和自然環(huán)境都有害。廢氣經(jīng)呼吸道吸入后可引發(fā)中毒,是目前公認(rèn)的強烈致癌物。長期吸入低濃度的噴漆廢氣,會引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘等慢性呼吸道疾病,嚴(yán)重時會發(fā)生抽搐、昏迷;吸入濃度大于1500mg/m3的苯蒸氣,可引起再生障礙性貧血。此外,有機(jī)廢氣對光化學(xué)煙霧污染現(xiàn)象以及酸雨的形成起重要作用。所以,企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)采取有效的減排措施和處理技術(shù),減小廢氣排放量,降低有害物質(zhì)對人體健康和環(huán)境質(zhì)量的危害。

3 噴涂廢氣減排途徑

3.1使用環(huán)保涂料

環(huán)保涂料是符合國家環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品提出的技術(shù)要求的涂料產(chǎn)品,具有VOC含量低、節(jié)能、零污染等特點。一般地,環(huán)保涂料分為水性涂料、溶劑涂料和粉狀涂料。溶劑涂料的溶劑多為甲苯、二甲苯、酯、醇等,最終均以VOCs的形式揮發(fā)至大氣環(huán)境中;水性涂料的溶劑水占85%以上,有機(jī)溶劑含量較少;而粉末涂料由聚合物、顏料和添加劑組成,噴涂過程總涂料可回收利用,VOCs產(chǎn)生量極少,對環(huán)境的危害很小,使用粉末涂料排放的VOCs量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體涂料[2]。自從《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)汽車制造業(yè)(涂裝)》(HJ/T 293-2006)于2006年生效后,市場上的汽車噴涂漆料開始由溶劑型涂料向水性涂料過渡,環(huán)保型粉末涂料如硅藻泥產(chǎn)品、活性炭墻材等對環(huán)境污染極小。

3.2提高噴涂工藝水平

有研究表明,不同的噴涂工藝(人工涂刷、人工噴涂、機(jī)械噴涂等)影響噴漆利用率和污染物排放量[3]。在自動化程度越來越高的汽車涂裝生產(chǎn)線上,主要采用自動噴涂工藝。在采用自動噴涂工藝時,合理設(shè)計和調(diào)整風(fēng)速,可以提高噴涂效率,減少過有機(jī)廢氣的產(chǎn)生。目前,靜電旋杯噴涂工藝和高壓無氣噴槍噴涂工具在行業(yè)內(nèi)相對較先進(jìn)。所以,不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝,同時淘汰落后的生產(chǎn)設(shè)備,將有利于減少有機(jī)廢氣的排放。另外,在汽車制造和維修過程中,建議采用節(jié)能降耗、無污染的工藝,如磷化工藝、除油工藝等。

4 噴涂廢氣處理技術(shù)

當(dāng)前,國內(nèi)外噴涂廢氣處理方法主要有低溫冷凝法、活性炭吸附—催化燃燒法、生物處理法等。

4.1低溫冷凝法

冷凝法是利用在不同溫度條件下,不同廢氣組分的飽和蒸汽壓各異,通過降低廢氣溫度,使之凝結(jié)為液態(tài)后進(jìn)行回收的方法。冷凝法處理法所需設(shè)備和操作條件相對簡單,冷凝回收的物質(zhì)純度較高,但該方法需要將廢氣冷卻到很低的溫度,不經(jīng)濟(jì)實用。該方法多用于處理高濃度、水蒸氣含量高、廢氣成分單純、具回收價值的VOCs廢氣。

4.2活性炭吸附—催化燃燒法

活性炭吸附—催化燃燒法是有效利用活性炭吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點,將兩種方法結(jié)合起來的廢氣處理技術(shù),實現(xiàn)連續(xù)、高效、節(jié)能的處理效果,處理效率進(jìn)一步提高,運行費用有所降低,總體來看既經(jīng)濟(jì)又有效。該方法主要靠吸附和脫附兩個過程來達(dá)到處理效果。噴涂廢氣經(jīng)過預(yù)處理后,在活性炭的吸附作用下,廢氣得以吸附和凈化治理;活性炭吸附飽和后,在催化床中,通過催化燃燒,將有機(jī)物徹底分解。對于低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣來說,活性炭吸附-催化燃燒法不失為一種既經(jīng)濟(jì)又具環(huán)保效益的選擇。

4.3生物處理法

生物處理法是在微生物的分解作用下,將有機(jī)廢氣氧化分解為二氧化碳和水等無害物質(zhì)的方法。生物處理法具有所需成本低、不易造成二次污染等優(yōu)點,是一種環(huán)境友好型的廢氣治理技術(shù)。根據(jù)處理原理,該方法對氣體的水溶性和生物降解性有一定要求,反應(yīng)所需時間較長、且操作維護(hù)較繁瑣。該方法適合處理中、低濃度的有機(jī)廢氣。

5 結(jié)語

鑒于汽車噴涂廢氣的危害性,有必要嚴(yán)格控制和治理汽車涂裝廢氣。在選擇VOCs處理方法時,綜合考慮成本、處理效率等因素,根據(jù)實際情況采取切實有效的處理措施,嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn),使廢氣治理取得更好效果。

[1]劉郁蔥,夏澤群,高宗江,等.輕型汽車和汽車塑料配件涂裝工藝過程的VOCs組分特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016.

[2]任勇,賈黎.汽車涂裝行業(yè)VOCs減排途徑分析[J].環(huán)境影響評價,2015,27(4):58-60.

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