介紹一個用吸附-催化燃燒裝置來處理噴漆廢氣實(shí)例，噴漆廢氣經(jīng)水簾洗滌后，先利用除漆和脫水裝置進(jìn)行預(yù)處理，再以活性炭纖維為吸附劑，結(jié)合多單元分流組合式吸附床，采用PLC電腦來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行；實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，對于處理低涂的噴漆廢氣，該技術(shù)具有凈化效率高、節(jié)能降耗、自動化水平高等優(yōu)點(diǎn)。

　　噴漆廢氣凈化處理方法,目前比較廣泛使用的有液體吸收法、直接燃燒法、催化燃燒法和活性炭吸附等四種不同的方法?；钚蕴课椒▋艋士蛇_(dá)95%以上,若無再生裝置,則運(yùn)行費(fèi)用太高;液體吸收法凈化率只有60%~80%,這種方法實(shí)際應(yīng)用存在吸收效率不高、油霧夾帶現(xiàn)象,一般難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),而且存在著二次污染問題;催化燃燒法凈化率也可達(dá)95%,但適合于處理高濃度、小風(fēng)量且廢氣溫度較高的有機(jī)廢氣,而噴漆廢氣中的“三苯”濃度一般低于300mg/m3,因此采用催化燃燒法處理也不合適。目前大部分工廠在處理噴漆廢氣時采用水簾洗滌裝置或顆粒炭吸附法,水簾洗滌法處理后的噴漆廢氣一般達(dá)不到《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-96中的標(biāo)準(zhǔn)。顆粒炭吸附法一般未采取再生措施,設(shè)施運(yùn)行一定時間后需更換新炭,因此運(yùn)行成本較高。

　　1某家具廠噴漆廢氣的污染源強(qiáng)分析

　　某家具廠主要產(chǎn)品為辦公用品,全部出口,生產(chǎn)車間配有1條噴漆流水線和1個噴漆室(配有2個噴槍)。噴漆室尺寸為:3500×2000,排氣量按14000m3/h設(shè)計(jì);溶劑使用熱固化型、丙烯樹脂類,消耗量為15kg/h,溶劑中甲苯的釋放量為4.5kg/h,預(yù)測總排氣中甲苯的濃度為300mg/m3。涂料中的有機(jī)溶劑大部分在噴漆室內(nèi)蒸發(fā),產(chǎn)生的漆霧粒徑在20～200mm之間。該廠的噴漆室配有水簾洗滌裝置,由于噴漆廢氣主要含涂料粉塵和“三苯”,難溶于水,因此僅采用水簾洗滌的辦法處理效率很低,一般達(dá)不到環(huán)保有關(guān)要求,漆物的去除率只有50%“,三苯”的去除率不到10%。后來該廠采用在水簾洗滌后用顆粒炭固定床來處理,由于未采取再生處理裝置,約1.5個月左右就需更新新炭,這樣操作不僅運(yùn)行費(fèi)用高,而且操作麻煩。

　　針對噴漆廢氣的特點(diǎn),應(yīng)業(yè)主的要求并結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀認(rèn)為采取吸附-催化燃燒法來處理“三苯”等有機(jī)廢氣比較合理,由于噴漆廢氣經(jīng)水幕機(jī)洗滌后仍具有粘性并含有一定的水分,因此在吸附床前應(yīng)增加預(yù)處理部分以除去漆物和水分。

　　2裝置的工藝流程及特點(diǎn)

　　2.1工藝流程

　　圖1是采用除漆脫水裝置結(jié)合活性炭纖維吸附-催化燃燒工藝處理噴漆廢氣的流程,由于整個系統(tǒng)集吸附-脫附-催化燃燒于一體。為保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行,吸附器采用多單元分流組合式結(jié)構(gòu),正常運(yùn)行時,處在脫附狀態(tài)的只有一個單元,而其它單元處于吸附或冷卻狀態(tài);有機(jī)廢氣收集后經(jīng)過濾器進(jìn)入n-1個單元吸附,凈化后氣體排入空氣。正常吸附前先將催化床燃燒室預(yù)熱到300℃,一定時間后當(dāng)某一單元內(nèi)的活性炭纖維吸附飽和時,打開脫附閥門,用120℃熱風(fēng)進(jìn)行脫附,解吸出的高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)到催化床燃燒分解為CO2和H2O,凈化后高溫氣體通過列管熱交換器預(yù)熱脫附氣體,少部分經(jīng)煙囪排放,其余補(bǔ)充新鮮空氣后作為脫附熱風(fēng)返回,停止電加熱管預(yù)熱,通過放空閥和補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)整個催化燃燒系統(tǒng)熱平衡。每個單元吸附和脫附時的蝶型氣動閥門由PLC工業(yè)電腦可編程程序控制器按設(shè)定時差有序開關(guān),整個電控裝置分手動和自動兩組,并配有自動報(bào)警系統(tǒng)。

　　2.2凈化裝置特點(diǎn)

　　(1)由于噴漆廢氣經(jīng)水幕機(jī)洗滌后仍具有粘性并含有一定水分,因此在吸附床前增加除漆裝置和脫水裝置。除漆裝置過濾材料由多層金屬過濾網(wǎng)、焦炭等組成,采用折板式結(jié)構(gòu),過濾風(fēng)速采用0.4m/s,保證漆霧去除率達(dá)99%以上,并過濾片采用抽屜式結(jié)構(gòu),便于裝卸和清洗。脫水裝置由折板、巖棉等組成,過濾風(fēng)速采用0.5m/s,可有效去除廢氣中的水分。為了保證吸附處理的連續(xù)性,除漆裝置和脫水裝置均采用一用一備。

　　(2)吸附劑采用的活性炭纖維性能優(yōu)越:其比表面積大(1300~2500m2/g),微孔發(fā)達(dá)(微孔體積占總孔體積的80%左右),孔徑分布廣(20~200A),吸附容量大(比粒狀活性炭大幾倍至幾十倍),吸附速度快(比顆粒活性碳要快2~3個數(shù)量級),而且再生容易快速(一般3~5min),脫附徹底,經(jīng)多次吸附脫附后仍保持原有的吸附性能,特別是對ppm級的吸附質(zhì)仍保持很高的吸附量(蜂窩碳或顆粒碳此時的吸附能力則大大降低),因此對有機(jī)廢氣的凈化率高;同時因活性碳纖維耐熱性能好(在空氣中著火點(diǎn)達(dá)500℃以上),且吸附層很薄,不會產(chǎn)生類似顆粒碳或蜂窩碳吸附裝置因熱積蓄而易產(chǎn)生燃燒爆炸的危險(xiǎn)。

　　(3)吸附床采用獨(dú)特的“多單元分流組合式吸附床”,假設(shè)吸附床有n個單元,剛開始時是第1~第n-1個單元在吸附,第n個單元在脫附,一定時間后,切換為第2~第n個單元在吸附,第1個單元在脫附,如此反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。這樣一方面保證生產(chǎn)的連續(xù)性,另一方面利用多單元的循環(huán)交替切換可使吸附劑用量大大減少,不但使吸附床的體積大大減少,而且高價炭纖維因使用量少也不會造成造價高的問題,因此設(shè)備量輕,投資小,占地少,結(jié)構(gòu)緊湊。

　　(4)在催化燃燒床的進(jìn)口以及貴金屬催化劑層之間布置電加熱管,結(jié)合內(nèi)循環(huán)管路,可使床層的預(yù)熱時間短(電加熱管一般在開機(jī)時預(yù)熱30min左右后停止加熱,以后利用催化燃燒熱來維持整個系統(tǒng)的熱平衡),同時采用高效率的熱交換器,并用高性能的輕質(zhì)耐火材料保溫,這樣不僅使廢氣的催化燃燒徹底,同時熱利用效率高,運(yùn)行成本低。

　　(5)采用“PLC電腦可編程序控制器”,通過氣動元件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝過程的全部自動化,整個系統(tǒng)運(yùn)行過程中電腦實(shí)行適時“記憶”,如遇突然停電等,電腦會記憶當(dāng)時工作狀態(tài),待來電等電腦會自動指令延續(xù)上次的狀態(tài)運(yùn)行下去,這樣可以避免出現(xiàn)某些單元過飽和現(xiàn)象,達(dá)到最佳治理效果,同時出現(xiàn)異常故障時電腦會指令自動停機(jī)并發(fā)出聲光報(bào)警,因此,操作簡單、安全、可靠,自動化水平較高,可實(shí)現(xiàn)無人操作。

　　3實(shí)際應(yīng)用效果

　　除漆脫水裝置+活性炭纖維吸附裝置于2001年在該廠投入運(yùn)行,表1結(jié)果表明,經(jīng)本凈化裝置處理后噴漆廢氣中甲苯的出口濃度只有16mg/m3,符合GB16297-96中的排放標(biāo)準(zhǔn)。在凈化設(shè)施運(yùn)行過程中,除漆裝置中的多層金屬網(wǎng)約3周清洗1次,少部分的焦炭約3個月更換1次,少部分廢炭可送附近的燃煤鍋爐處理或當(dāng)其它燃料使用?；钚蕴坷w維吸附-催化燃燒裝置和顆粒炭吸附床的性能參數(shù)比較見表2可知,活性炭纖維吸附-催化燃燒裝置一次性投資與顆粒炭裝置相比增加的費(fèi)用只要2年多即可收回成本。

　　4結(jié)論

　　(1)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,采用預(yù)處理和活性炭纖維吸附-催化燃燒法處理低涂噴漆廢氣凈化效果好,無二次污染,投資及運(yùn)行費(fèi)用低,占地少,操作安全、簡單、可靠,自動化水平高,是一種值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。

　　(2)本處理裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中針對不同種類、不同濃度和溫度的噴漆廢氣,所采取的活性炭纖維用量、吸附單元數(shù)以及單元切換的周期也不同。

　　(3)為了減少人工強(qiáng)度,對于有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)可采用YJ型自動空氣過濾器來作為除漆裝置,這樣可使處理裝置的自動化水平更高。

　　(4)噴漆室排出的廢氣若未經(jīng)水簾洗滌處理,則預(yù)處理部分可省去脫水裝置,同時提高除漆室的設(shè)計(jì)負(fù)荷,可設(shè)計(jì)成二級過濾,并采用不同的過濾結(jié)構(gòu)和過濾材料,以便更有效地去除漆霧。