處理油性噴漆廢氣的工程應(yīng)用

解海祥

（臺州市天弘環(huán)保科技有限公司 浙江臺州 318000）

引言

對機殼、零件表面進(jìn)行噴漆處理，是臺州市某機車、電動車機殼生產(chǎn)企業(yè)的主要生產(chǎn)工藝之一，噴漆過程使用的油漆為油性漆，廢氣中的主要污染因子為乙酸丁酯、非甲烷總烴等。針對該公司排放廢氣的特征，采用以干式過濾+活性炭吸附-脫附催化燃燒設(shè)備。至該項目建成運行以來，排放口各項廢氣污染因子均穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)排放。

1 工程概況

1.1 污染源強分析及設(shè)計風(fēng)量、排放標(biāo)準(zhǔn)

該公司擁有平板涂裝流水線3 條，用于底漆和面漆流平、烘干，每條平板涂裝流水線配2 個噴漆臺，噴漆臺6 個，噴槍12把，單只噴槍噴涂最大流速8kg/h，每個噴臺的尺寸為4.00×2.20×2.20，每個噴臺配套2 臺風(fēng)機為4-72-6A,4KW。

油漆主要成分：

底漆：丙烯酸樹脂80%，色粉5%，丁醚5%，乙酸丁酯10%；

面漆：聚氨酯樹脂82%，色粉5%，助劑1%，丁醚2%，乙酸丁酯10%；

稀釋劑：丁醚10%，乙酸丁酯40%，甲乙酮50%；

底漆配比1∶0.5，面漆配比1∶0.3。

廢氣處理后要求達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中的新污染源二級排放標(biāo)準(zhǔn)，15m 排氣筒排放濃度非甲烷總烴為120mg/m3，顆粒物為120mg/m3。

1.2 工程設(shè)計

根據(jù)環(huán)保要求，考慮光氧催化、等離子凈化設(shè)備不安全性，[2]目前處理油性噴漆廢氣較為認(rèn)可的是活性炭吸附脫附催化燃燒和沸石轉(zhuǎn)輪，但沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備造價高，運行和后期維護成本也非常高，因此選用活性炭吸附脫附催化燃燒。同時需要配套干式過濾器。工藝如下：

噴漆廢氣→干式過濾器→活性炭吸附床→離心風(fēng)機→高空排放。工藝流程說明：利用風(fēng)機負(fù)壓將噴漆廢氣收集進(jìn)入干式過濾裝置，先取出廢氣中的顆粒物，再進(jìn)入蜂窩狀活性炭床，利用其多微孔及巨大的表面張力等特性吸附有機氣體，凈化后高空排放；活性炭吸附飽和后，用熱氣流使有機氣體脫出并送往催化燃燒床，在催化劑的作用下氧化分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。

經(jīng)過實際測量，每臺風(fēng)機風(fēng)量約為10000m3/h，6 個噴臺共12個風(fēng)機。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實際和淡旺季的變化情況，廢氣處理分成2 套不同風(fēng)量的處理系統(tǒng)，一套是配套2 條生產(chǎn)線80000m3/h，另一套是配套1 條生產(chǎn)線40000m3/h。2 套活性炭吸附設(shè)備共用一套脫附催化燃燒室。

1.3 主體設(shè)備參數(shù)

1.3.1 干式過濾器，3 套

過濾器的設(shè)備尺寸為1.8m×2.0m×1.8m，內(nèi)部配套3 道過濾，從前到后分別G3、G4 過濾棉、F7 中效過濾袋。G3 為過濾纖維棉，能過濾部分顆粒物，而且容塵量較大，較為適合做預(yù)處理，G4進(jìn)一步截留顆粒物質(zhì)，最后的F7 截留剩余的小顆粒物。3 道過濾后保護后續(xù)的活性炭。G3、G4 更換周期為7 天一次，F(xiàn)7 更換周期為3 月一次。

1.3.2 活性炭吸附床，6 套

活性炭吸附床的尺寸為2.0×2.8×2.5，床體四周有保溫層，空箱的過濾風(fēng)速為＜1.0m/s，需每套吸附床處理風(fēng)量為20000m3/h，要配套吸附電動閥、脫附電動閥、溫度傳感器、火感應(yīng)器、消防噴淋管路等。每個吸附床需要配套3m3的蜂窩狀活性炭，活性炭規(guī)格為100×100×100mm，壁厚0.5-0.6mm，小孔徑，體密度450kg/m3，脫附溫度＜120℃，風(fēng)阻＜450Pa，吸附碘值＞800。

1.3.3 催化燃燒室，1 套

催化燃燒室的尺寸為1.8×1.8×3.5，設(shè)備有保溫層，配套脫附電動閥、補冷風(fēng)機、脫附風(fēng)機、溫度傳感器、催化劑、加熱管、防爆閥、阻火器等。加熱功率為96kw，催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為載體，以稀土材料作為催化劑的助催化活性組分，以少量的Pd、Pt等貴金屬作為主催化活性組分。[3]催化劑規(guī)格為100×100×50，數(shù)量為500L。催化燃燒室控制溫度在300℃。催化風(fēng)量控制在2000m3/h。

1.3.4 離心風(fēng)機

風(fēng)機是依靠電機傳動提高空氣壓力并輸送氣體的設(shè)備，系統(tǒng)采用4-72 型離心風(fēng)機來帶動氣體。1 臺4-72-12.5c，75kw 和1 臺4-72-10c，37kw。

1.4 設(shè)備特點

（1）采用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了凈化、脫附過程循環(huán)，與回收類有機廢氣凈化裝置相比，無須配備壓縮空氣等附加能源，運行過程不產(chǎn)生二次污染，設(shè)備投資及運行費用低；

（2）使用特殊成型的蜂窩狀活性炭作為吸附材料，由于其比重為條形活性炭纖維的8-10 倍，再生前吸附有機溶劑可以達(dá)到活性炭總重量的10%，具有使用壽命長，吸附系統(tǒng)運行阻力低，凈化效率高等特點；

（3）采用優(yōu)質(zhì)貴金屬鈀、鉑載在蜂窩狀陶瓷上作催化劑，催化燃燒率達(dá)97%以上，催化劑壽命長，分解溫度低，脫附預(yù)熱時間短，能耗低；

（4）采用微機集中控制系統(tǒng)，設(shè)備運行、操作過程實現(xiàn)全自動化，運行過程安全穩(wěn)定、可靠；

（5）在活性炭吸附床前采用預(yù)過濾器過濾小顆粒物，凈化效率高，確保吸附裝置的使用壽命。

2 運行情況

該項目廢氣處理設(shè)施于2018 年5 月調(diào)試完成并投入使用，至今運行已一年，處理效率穩(wěn)定、運行成本較低，排放廢氣各污染因子達(dá)到了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.1 運行效果

該廢氣處理設(shè)施運行至今，定期對其進(jìn)、出口進(jìn)行監(jiān)測的結(jié)果表明，各污染物指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。具體監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 監(jiān)測結(jié)果

2.2 工程經(jīng)濟分析

工程總投資156 萬元，日常運行費用主要包括更換材料費用、電費、人工費用，電費按運行負(fù)荷170KW，功率因子0.75，電費單價1.0 元/度，更換材料費用10 萬元/年，電費40 萬/年，人工費5 萬/年，合計為55 萬/年。

結(jié)語

本文通過對已建成運行的干式過濾+活性炭吸附脫附催化燃燒處理噴漆廢氣的成功應(yīng)用案例的研究分析，表明：干式過濾+活性炭吸附脫附催化燃燒處理噴漆廢氣，針對噴漆廢氣，設(shè)定合理的控制參數(shù)，活性炭的經(jīng)過風(fēng)速控制在＜1.0m/s，擺放高度為0.6m-0.8m，配合定期更換維護，吸附處理效率能穩(wěn)定在85%以上；脫附溫度控制在300℃，配套催化劑500L，風(fēng)量控制在2000m3/h，處理效率能穩(wěn)定在97%以上。