李雅君 莊燁 謝智煌 林翔 李寰

摘 要：針對我國汽車制造、家具涂裝、金屬制品加工等行業(yè)噴涂工序產(chǎn)生的含漆霧廢氣的治理，提出一種布袋過濾漆霧處理方案。通過搭建布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與布袋性能測試等手段對方案的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。研究還與現(xiàn)有漆霧預(yù)處理方案的處理成本進(jìn)行了對比，結(jié)果表明布袋過濾預(yù)處理方案可以節(jié)省至少50%以上的運(yùn)行費(fèi)用，有很大的競爭優(yōu)勢，日后漆霧處理的應(yīng)用前景可期。

關(guān)鍵詞：涂裝;布袋過濾;成本比較

引言

2010年國家把VOCs防治作為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的重要組成部分，大氣VOCs污染治理越來越受到人們的關(guān)注。表面涂裝行業(yè)作為工業(yè)源VOCs排放大戶是重點(diǎn)整治對象。對于該行業(yè)的VOCs廢氣目前主要采用吸附與燃燒的治理工藝[1]，但是由于涂裝行業(yè)廢氣中普遍含有漆霧等粘性物質(zhì)，容易造成主體吸附設(shè)備堵塞。因此在考慮涂裝行業(yè)VOCs治理工藝時必需兼顧良好的預(yù)處理。

現(xiàn)在的前端漆霧、粉塵過濾方式，主要有濕式處理方法和干式處理方法兩大類。濕式處理方法就是用液態(tài)物質(zhì)（多為水中加凝聚劑）捕捉過噴漆霧，會有污水產(chǎn)生，需要另外配套污水處理系統(tǒng)[2]。干式處理方法即采用干式材料（過濾網(wǎng)等）捕捉過噴漆霧，存在過濾不徹底、需頻繁停機(jī)更換濾材等弊端[3]。本研究提出一種布袋過濾漆霧處理方案，對比現(xiàn)有預(yù)處理方案，判斷方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

1布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)組成及工作原理

布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)主要由布袋除塵器、脈沖噴吹裝置、下部灰斗、下料機(jī)、前端廢氣收集管道和離心風(fēng)機(jī)組成，其結(jié)構(gòu)見圖1所示。

在該系統(tǒng)中，下料機(jī)安裝在布袋除塵器的入口管段中，利用下料機(jī)定時往管道內(nèi)投加石灰石粉末，在離心風(fēng)機(jī)的作用下，使除塵器內(nèi)的布袋涂覆上石灰石粉末。從噴漆房抽出來的帶有漆霧的廢氣經(jīng)過布袋及其表層石灰石粉末的過濾，油漆粘附在表層的石灰石粉上，氣體經(jīng)過布袋過濾送至后續(xù)廢氣治理設(shè)備去，從而達(dá)到分離廢氣中油漆的目的[4]。

脈沖噴吹系統(tǒng)設(shè)置一定的壓差限值，當(dāng)布袋由于外表面漆霧的粘附導(dǎo)致壓差變大，達(dá)到壓力限值后，自動啟動脈沖噴吹系統(tǒng)，而后連鎖下料機(jī)下料。保證整個系統(tǒng)的壓降穩(wěn)定，且布袋表層始終涂覆一層石灰石粉末，避免了漆霧直接粘附在布袋上。

2布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)應(yīng)用情況

研究將試驗(yàn)裝置放置于某機(jī)械零部件的噴漆車間內(nèi)探討不同運(yùn)行時間下，布袋過濾系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性能與處理效果。研究設(shè)備放置于噴漆房內(nèi)處理噴漆房中的漆霧，選擇4.2m/s的布袋過濾風(fēng)速，采用一日一次預(yù)涂灰一噴吹清灰的方式，每天上班時下料機(jī)下灰對布袋進(jìn)行預(yù)涂灰，下班時關(guān)閉設(shè)備對布袋進(jìn)行噴吹觀察布袋的現(xiàn)象。具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表1。

當(dāng)選擇4.2m/s的過濾風(fēng)速對噴漆車間引出的氣體進(jìn)行漆霧過濾時，研究測試了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行15日后的進(jìn)出口顆粒濃度，根據(jù)檢測結(jié)果（表2）可知，當(dāng)前端未進(jìn)行噴漆作業(yè)期時，檢測到進(jìn)口的漆霧濃度為3mg/m3，說明空氣存在一定量的顆粒物粉塵，檢測布袋出口的排放量為0.8mg/m3;當(dāng)噴漆房內(nèi)進(jìn)行噴漆作業(yè)時，檢測到進(jìn)口端的漆霧濃度為10mg/m3，而檢測布袋出口的排放量為0.9mg/m3，說明無論在噴漆或無噴漆作業(yè)的工況下，布袋的出口顆粒物排放量<1mg/m3，都可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3布袋性能表征

研究分別記錄了設(shè)備運(yùn)行一周和兩周后的布袋外觀，如圖2所示，運(yùn)行一周后的布袋仍然保持干凈，但是運(yùn)行兩周后的布袋表面比較臟，分析其原因可能是由于噴漆房內(nèi)空氣中的顆粒物粘在設(shè)備灰斗中，進(jìn)行下灰操作時，石灰石粉末與灰斗接觸變臟，粘到布袋上導(dǎo)致布袋也看著比較臟。

為了了解這些看上去臟的東西或者漆霧是否會粘到布袋上影響布袋的透氣性，研究對連續(xù)運(yùn)行一周后的布袋預(yù)涂灰后的初始壓差和噴漆作業(yè)后的壓差進(jìn)行一周的統(tǒng)計，結(jié)果如圖3所示。噴漆作業(yè)后的壓差根據(jù)當(dāng)日噴漆量的多少成正相關(guān)性變化，而布袋預(yù)涂灰后的初始壓差始終保持在700Pa上下波動，可以初步判斷經(jīng)過兩周的現(xiàn)場試驗(yàn)，布袋的透氣性維持在一個相對的狀態(tài)。

同時研究還對不同實(shí)驗(yàn)階段的布袋各采樣兩個進(jìn)行透氣性分析測試。具體的測試結(jié)果見表3。

測試顯示干凈布袋透氣率約為4.870m3/m2.min。在布袋過濾風(fēng)速為4.2m/min時，運(yùn)行一周和兩周后的透氣率分別為3.802m3/m2.min和3.462m3/m2.min，根據(jù)布袋廠家提供的信息，每個布袋的透氣性本身存在一定的波動范圍，測試結(jié)果有一定的下降，但在布袋透氣性波動范圍內(nèi)可以認(rèn)為基本無影響。說明運(yùn)行兩周后的布袋不存在糊袋和堵塞的情況。

4經(jīng)濟(jì)性對比

研究按照某汽車噴涂企業(yè)廢氣治理工程340000 m3/h處理風(fēng)量的工程條件，在不改變吸附+燃燒的主體治理工藝的前提下，分別測算了采用框架式過濾器和布袋過濾兩種預(yù)處理方案的建設(shè)成本和使用成本，對比兩種方案的經(jīng)濟(jì)適用性。其中框架式過濾器設(shè)計四級，更換周期分別按照一級12次/年，二級8次/年，三級6次/年，四級5次/年計算。布袋過濾成本考慮脈沖噴吹系統(tǒng)的設(shè)備投入，石灰石粉末按照不重復(fù)利用進(jìn)行核算。具體的測算結(jié)果見表4。

如表4所示，當(dāng)按照常規(guī)布袋4m/min的過濾氣速，布袋過濾設(shè)備的投入成本是框架式過濾器預(yù)處理方案的1.7倍;但考慮長期運(yùn)行的運(yùn)行成本時，布袋過濾預(yù)處理系統(tǒng)的年運(yùn)行成本可以節(jié)省78%的成本，最終采用布袋過濾方案成本可以節(jié)省62%?？梢姴捎貌即^濾預(yù)處理方案對年運(yùn)行成本存在顯著性影響，預(yù)處理系統(tǒng)的總成本測算中，布袋過濾預(yù)處理方案優(yōu)勢明顯。

5結(jié)論

采用布袋過濾預(yù)處理方式可以有效對噴漆房空氣中的漆霧顆粒進(jìn)行過濾去除，運(yùn)行尾氣可以滿足1mg/m3的預(yù)處理要求。采用布袋過濾預(yù)處理方式不僅可以省去頻繁的過濾器更換工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動清理。采用布袋過濾預(yù)處理方案雖然增加了設(shè)備的投入成本，但可以省去頻繁的停機(jī)、人工更換過濾器，節(jié)省至少50%以上的運(yùn)行費(fèi)用，預(yù)處理系統(tǒng)的年總運(yùn)行成本明顯比框架式過濾器方案低，有很大的競爭優(yōu)勢，日后的涂裝廢氣預(yù)處理的應(yīng)用前景可期。

參考文獻(xiàn)：

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[4]魏玉龍，張川，韓俊，崔德源.石灰粉干式噴房控制系統(tǒng)簡介[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2018，21（02）：56-59.