車間廢氣治理方法｜鄭州大涼風公司發布

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簡單分為：活性炭吸附法，UV光解分解法，低溫等離子擊穿法，噴淋塔水洗法，催化燃燒法等。

紫外線-臭氧法是把廢氣通過一個高密度紫外線照射的區域進行氧化,氧化后的廢氣再被含有高濃度臭氧的水幕吸收進一步氧化,但有機溶劑經過這兩步氧化后仍沒有完全分解,吸收廢氣的水需要再通過一個活性炭床吸附剩余的有機溶劑,另一個已經吸收有機溶劑的活性炭床通高濃度臭氧氧化,兩個活性炭床交替進行吸附-氧化。紫外線-臭氧法的優點是氧化過程中不產生CO和NOx,而且可以同時除去漆霧顆粒和有機溶劑,但這種方法的缺點是設備復雜、產生臭氧的成本高、需要處理吸收用水,而且不適應廢氣排量大的場合。

微生物分解法已經在減少臭味和除去一些有機溶劑上得到成功應用。其優點是不產生NOx,而且處理過程中消耗的能量很少,但該法需要的空間大、微生物處理系統需要維護。目前涂裝車間常用的方法有燃燒法、液體吸收法、活性炭吸附法。選擇廢氣治理方法時需要考慮廢氣排出量、有機溶劑的成分和濃度、設備費用和運轉維護費用、設備占有空間的大小等因素。
2.2燃燒法
2.2.1直接燃燒法
直接燃燒系統由燃燒嘴、燃燒室和熱交換器組成。當廢氣中混合溶劑的濃度較高時,從安全上考慮,需要用空氣稀釋到混合溶劑爆炸下限濃度的1/4～1/5,才能進行燃燒。
將含有有機溶劑的氣體加熱到700～800℃,使其直接燃燒分解為二氧化碳和水。燃燒時要另外加入燃料,廢氣在燃燒室停留的時間為0.5～1.0s。碳氫化合物等廢氣在較高溫度下才能完全燃燒,同時也產生光化學煙霧物質NOx,而NOx的產生與燃燒品種、燃燒溫度、裝置機構和燃燒時所需空氣量等有關,其中較重要的是燃燒溫度。因此為避免產生光化學煙霧物質NOx,直接燃燒溫度應控制在800℃以下。
采用直接燃燒法處理廢氣,由燃燒爐處理后的燃燒氣體溫度約500～600℃,為回收熱能,需高價的熱交換器。直接燃燒法能夠產生熱量,燃氣發電機又有現成的技術,二者結合就可以發電。
直接燃燒法適宜處理高濃度、小風量的涂裝廢氣,效率高、構造簡單、設備費用低、余熱可利用。

2.2.2催化燃燒法

催化燃燒法,也稱觸媒燃燒法和觸媒氧化法,是用白金、鈷、銅、鎳等作為催化劑,將含有涂裝廢氣和漆霧的氣體加熱到200～300℃,通過催化劑層,在較低的溫度下,達到完全燃燒。此法適于高濃度、小風量的涂裝廢氣的凈化。缺點是表面異物附著易使催化劑中毒失效,且催化劑和設備價格較貴。

2.3液體吸收法

2.3.1液體吸收法的原理

液體吸收法也稱為氣液傳質吸收法,以液體作為吸收劑,使廢氣中的有害成分被液體吸收,從而達到凈化的目的,其吸收過程是氣相和液相之間進行氣體分子擴散或者是湍流擴散進行物質轉移。液體吸收法的關鍵是吸收劑的選擇。

2.3.2水作為吸收劑的液體吸收法

國內已有用水作為吸收劑來處理水溶性涂料,水溶性涂料排出廢氣的主要成分為親水性溶劑。廢氣由酸霧凈化器底進入塔內,作為吸收劑的水從吸收塔上部進入并被分散。在氣體由下而上和液體從上至下的接觸過程中,廢氣中有害溶劑氣體被水吸收,使廢氣得到凈化。凈化后氣體由吸收塔上部排出,而含有廢氣的水由塔底排出并流入水槽。需對產生的廢水作二次處理。

2.3.3油作為吸收劑的液體吸收法

中空纖維型膜組件是將幾十萬乃至上百萬根中空纖維彎成U形裝入耐壓器中,纖維頂端固定在耐壓容器的頂端,用膠粘劑粘牢,固化后切割,形成整齊的開口端。

該實驗需要使用兩個中空纖維膜組件,一個組件吸附,另一個組件同時脫附有機溶劑再生,二者交替進行吸附-脫附。在吸附組件中,廢氣開口端進入中空纖維膜,從中空纖維膜的孔排出,吸收劑被泵送,逆向流過中空纖維的外表面吸附有機溶劑。這里吸收劑要求對空氣基本不吸附,但需要很有效地吸附有機溶劑,而且還要求它是惰性的、基本不揮發、無毒的是有機液體物質。該實驗中使用硅油作吸收劑。吸附了有機溶劑的吸收劑進入脫附組件中,在抽真空的氣氛下加熱除去有機溶劑而使吸收劑再生。

2.4活性炭吸附法

2.4.1活性炭吸附的原理

以活性炭作為涂裝車間廢氣吸附劑已有許多年的應用經驗?；钚蕴績r格便宜,表面有疏水性,比表面積(500～1200m2/g)大,因而具有優異的吸附性能,可使有機溶劑蒸氣吸附在其表面上,當加熱烘干吸附劑時,被吸附的氣體解析出來,冷卻成液態,從而達到回收溶劑的目的。具有疏水性表面的分子篩價格昂貴。在以去除有機溶劑為目的的場合,活性炭是較適宜的吸附劑。

2.4.2傳統活性炭吸附法

我國過去采用粒徑在5mm左右的活性炭在吸收塔內做成厚度0.8～1.5m吸附炭層。

來自噴漆室和烘干室的廢氣,經過濾器和冷卻器后,除去廢氣中的漆霧,并降低到所需的溫度。由吸收塔下部進入吸收塔,吸收廢氣中的有害氣體,凈化后的干凈氣體被排放到大氣中。處理廢氣流速0.3～0.6m/s,但僅限于低濃度廢氣,溶劑清除效率可達95%。當處理廢氣通過吸附層時,大部分的吸附質在吸附層內被吸附,隨著吸附時間延續,活性炭層的吸附能力降低,其有效部分越來越薄,當出口處氣體中含有被吸附質時,這時整個活性炭層被穿透。若繼續使用,處理后氣體中所含吸附質越來越多,當出口側濃度達到入口濃度時,則活性炭達到飽和狀態。此時需要脫附,使活性炭重新具有活性。傳統活性炭再生方法有水蒸汽、非活性氣體、高溫燒結和減壓蒸餾法。常用的水蒸汽再生法使脫附后的混合氣體進入冷凝器冷卻成液體,然后再進入分離器使溶劑和水分離,回收溶劑。如果水中還含有親水的醇類、丙酮等,需經處理后才能排放。

2.4.3活性炭吸附法的新發展

活性炭纖維作為吸附材料,其使用壽命比普通粒狀活性炭長3～4倍。國內也出現采用活性炭纖維(ACF)作為吸附介質回收有機溶劑的裝置。對于回收的溶劑利用有兩種方法:重新分餾利用或燃燒產生熱量。燃燒需要在設備中增加催化燃燒室及熱風循環系統,將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒并為設備的運行提供能量,就不再需要蒸氣脫附有機溶劑。

現在國際上較新的發展是采用活性炭纖維布(ACFC)作為吸附介質通電加熱脫附回收有機溶劑。這種方法具有以下優點:有機溶劑在固相和流體相之間的質量轉移快,比粒狀活性炭快2～20倍;使用壽命長;活性炭纖維布能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附,因而操作和維護簡便,脫附的有機溶劑不需要除水,可以直接應用。

用活性炭纖維布做成兩個直徑20cm長50cm的圓柱形組件。一個圓柱形組件吸附,另一個組件同時脫附有機溶劑再生,二者交替進行吸附-脫附,較好行吸附,時間間隔為1h。

實驗中含3～18g/m3二氯甲烷的污染空氣以320m3/h的速率流過,出口二氯甲烷的濃度降低到120mg/m3,即二氯甲烷的平均排出量為3g/h。直接施加電流進行加熱圓柱形組件,可以使其表面溫度升高到約60℃,然后用5m3/h,即流速16m/h的氮氣流吹走脫附的二氯甲烷,冷卻后回收利用。這套裝置每天24h連續工作17個月,沒有出現任何操作問題,運轉性能很好。
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