涂装废气处理设备

涂装废气处理设备概述

涂装废气主要是涂料中含有的有机溶剂和涂膜在喷涂及烘干时的分解物，统称为挥发性有机化合物（VOCs），主要成份有苯、甲苯和二甲苯，这些成分对人的健康和生活环境有害，并且有恶臭。如果人长期吸入低浓度的有机废气，会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病，这是目前大家*的强烈致癌物。

涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，是产品表面保护和装饰采用基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为：前处理→喷涂→干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、钝化（磷化）工艺。针对不同的涂层及对抗腐蚀的要求，除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。在前处理除锈工艺中，喷砂、抛丸或打磨工艺，也在不同行业的不同部门按需择用。

根据涂装生产工艺，涂装废气主要来自于前处理、喷涂、干燥过程，所排放的污染物主要为：前处理过程中产生的粉尘或酸雾，喷漆时产生的漆雾和有机溶剂，干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分，其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂，大部分属挥发性排放，其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。涂装中排放的有害废气主要集中在喷漆生产线上，其中喷漆室、晾干室、烘干室是废气的主要发生源。

2.涂装废气处理设备的方法

对于涂装排放的废气，可采用适当的方法进行净化治理。净化处理存在两条途径，一条是将废气中的有机溶剂回收利用，另一条是将废气中的有机溶剂分解为CO2和H2O。

2.1有机溶剂的回收利用

涂装过程中产生的漆雾和挥发的有机溶剂，可进行回收利用的主要是有机溶剂。回收方法有活性炭吸附法、液体吸收法和冷凝法。

（1）活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面积（500-1200m2／g）大，具有优异的吸附性能，使有机溶剂蒸气吸附其表面，当加热烘干吸附介质时，被吸附的气体解析出来，经冷却成为液态，再经分离达到回收溶剂的目的。

活性炭吸附法，需设置过滤器和冷却器进行预处理，除去废气中的漆雾，并将废气降低至适当的温度，以保证活性炭不被堵塞，不会因废气温度过高而导致燃烧。由于活性炭吸附有机溶剂后，其吸附力将逐渐降低，为了保证吸附效率，需要脱附，使活性炭重新恢复活性。较为常用的活性炭再生法是水蒸汽脱附法，脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体，再进入分离器，使溶剂和水分离，达到回收溶剂目的，而分离水需经处理后才能排放。当前，活性炭吸附法有了新的发展，即以活性炭纤维代替通常使用的粒状或柱状活性炭，其使用寿命比普通粒状活性炭长3-4倍。国内也出现了以活性炭纤维（ACF）作为吸附介质，回收有机溶剂的装置。对于回收的溶剂有两种利用方法：重新分馏利用或燃烧产生热量。前者要视企业自身情况，可增加设备，自行分馏利用或委托溶剂生产厂家分馏利用。

后者需要在设备中增加催化燃烧室及热风循环系统，将从活性炭纤维上脱附的有机溶剂高温催化燃烧，并为设备的运行提供能量，因此不再需要蒸汽脱附有机溶剂，并且也不存在溶剂回收过程中对于分离水的处理要求。

现在新的发展，是采用活性炭纤维布（ACFC）作为吸附介质，通电加热脱附回收有机溶剂。

这种方法具有的优点：有机溶剂在固相和流体相之间的质量转移快，比粒状活性炭快2-20倍；ACFC使用寿命长；ACFC能够快速加热、不需要水蒸汽脱附，因而操作和维护简便，脱附的有机溶剂不需要除水，可以直接应用，并且不存在废水处理问题。

（2）液体吸收法是以液体作为吸收剂，使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的目的。液体吸收法的关键是吸收剂的选择。一般采用水作为吸收剂来处理水溶性涂料废气，采用柴油吸收涂装生产烘干过程的有机溶剂废气。水作为吸收剂，存在废水处理的问题，柴油作为吸收剂，因其本身易挥发、易燃，存在二次污染和安全风险，并且再生和处理也存在一些问题。因此，液体吸收法的应用不广泛。

（3）冷凝法是通过采用低温，使有机物组分冷却至露点以下，进行液化回收。其适用于处理高浓度废气，特别是含有害物单纯组分的废气；可作为燃烧与吸附净化的预处理；可处理含有大量水蒸汽的高温废气。该法所需设备和操作条件比较简单，回收物纯度高，但是，对废气的净化程度受冷凝温度的限制，要求净化程度高，或处理低浓度废气时，需要将废气冷却到很低的温度，经济上不合算。

2.2有机溶剂分解法

有机溶剂分解法有燃烧法、光氧催化法、等离子法、生物法、UV光解法。

（1）燃烧法

燃烧包括直接燃烧和催化燃烧，在国外较为成熟应用也较为广泛，适合处理高浓度、小风量的VOCs，对整个技术的安全性与气密性要求较高。处理大风量、低浓度的VOCs时需要有相关的浓缩技术对其进行前处理。

工作原理：高温燃烧，就是将废气中的有机成分在高温条件下进行燃烧处理生成二氧化碳和水。而催化燃烧则是在其中燃烧时借助催化剂的作用，降低反应所需的温度，让废气再室温下即可燃烧生成二氧化碳和水。

（2）光氧催化法

光催化氧化技术是利用特种紫外线波段，将废气分子破裂，打断其分子链，同时，通过分解空气中的水和氧，使其成为具有高活性的臭氧或自由羟基，从而氧化废气分子，生成水和二氧化碳。加入催化剂，可提高反应速率和处理废气的效率，从而达到净化废气的目的。

（3）等离子法

等离子体催化法适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，如化工、医药等行业。但是一次性投资巨大，且有一定的安全隐患。

有机废气经等离子激发、离解活化，然后活化的废气经高能射线在稀有金属氧化物表面，与废气中的氧气发生催化氧化反应，转化为二氧化碳和水等物质。

（4）生物法

生物法有机废气的发展来源于污水生物处理，生物膜法是大风量、低浓度有机废气治理的前沿。它是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，并使污染空气在填料床层中进行生物处理，可将其中污染物除去，并使之在空隙中降解；挥发性有机物等污染物吸附在孔隙表面,被孔隙中的微生物所耗用，并降解成CO2、H2O和中性盐。用于有机废气生物法的处理装置，目前主要有生物过滤器和生物滴滤过滤器，目前在国外已应用于甲苯、二氯甲烷、硫化氢、二硫化碳等废气的处理。采用生物法处理有机废气，运行费用低，处理效果稳定，但处理效率较低，一般在60-85%。对于不同的废气产生情况可采用不同的处理方法。

（5）UV光解法

UV光解法利用UV光解净化设备发出特制的高能UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解H2S、硫化物、VOC类、苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，*达到脱臭及杀灭细菌的目的。