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分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪在汽車涂裝行業(yè)中的應(yīng)用

時間:2022-12-10 閱讀:4120
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汽車涂裝是汽車制造過程中“三廢”最多的環(huán)節(jié);涂料中含有VOCs,但不釋放VOCs;涂料在涂裝過程中,70%的VOCs將揮發(fā);一條大型的車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達數(shù)百噸。


 

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汽車涂裝工藝流程


01汽車涂裝廢氣來源

在汽車涂裝生產(chǎn)線中,廢氣主要產(chǎn)生于烘干室、噴漆室及晾干室區(qū)域。汽車涂裝廢氣成分復(fù)雜,種類繁多。目前汽車涂裝主要排氣點如下:


(1)噴漆室廢氣

勞動安全衛(wèi)生法規(guī)定,涂裝工廠噴漆室的風(fēng)速度應(yīng)控制在0.25~0.35m/s的范圍,排出廢氣為噴漆揮發(fā)的有機溶劑,主要成分為甲苯、二甲苯等,還含有少量未處理漆霧,危害物質(zhì)為微量的苯、甲苯和二甲苯。二甲苯在大氣中主要通過光解進行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化速度慢,滯留大氣時間相對較長,所以涂裝車間通常以二甲苯排放濃度和排放速率作為對環(huán)境影響的主要依據(jù)。


(2)晾干間廢氣

中涂、面漆的濕漆膜在晾干過程中有機溶劑進行揮發(fā),為防止晾干間的有機溶劑聚集發(fā)生爆炸事故,晾干間應(yīng)進行送排風(fēng),風(fēng)速一般控制在0.2m/s左右,排風(fēng)廢氣的成份與噴漆室排風(fēng)廢氣的成份相近,但沒有漆霧,有機廢氣的總濃度比噴漆室廢氣偏大,通常與噴漆室排風(fēng)混合后集中處理。調(diào)漆間、廢水處理間也有類似晾干間的有機廢氣排放。


(3)烘干室廢氣

電泳涂料與中涂面漆烘干均有廢氣排出,烘干廢氣的成分包含有機溶劑、樹脂固化、熱分解生成物等成份。電泳烘干廢氣中的總有機物濃度一般在500~1000mg/m3,中涂面漆烘干廢氣的主要組成為有機溶劑,烘干廢氣中總有機物濃度一般在2500mg/m3左右,都超過了CB16297-1996《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的廢氣濃度限值要求,必須處理達標(biāo)后才能排放。電泳涂料烘干廢氣的有機物濃度雖然比面漆烘干廢氣低一些,但其惡臭物質(zhì),如甲乙酮肟的濃度更大,嗅覺更易察覺,更應(yīng)該進行處理。


02汽車涂裝廢氣排放特點

 

汽車涂裝廢氣流動圖


汽車涂裝廢氣排放特點


03VOCs治理工藝


目前,汽車涂裝生產(chǎn)線采用較多的VOCs治理技術(shù)主要有:直接燃燒法、催化燃燒法、液體吸附法、活性炭吸附法等。在大量的實踐應(yīng)用中以上方法均存在處理效果不好、使用安全性不高等問題。目前,汽車涂裝VOCs廢氣多采用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+蓄熱式焚燒爐(RTO)或者催化氧化爐(CO)的方法治理。

 

沸石分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪+RTO組合工藝

 

沸石分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪+CO組合工藝

 

04轉(zhuǎn)輪在廢氣處理中的應(yīng)用

大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣的燃燒或回收,不僅需要非常大規(guī)模的設(shè)備,而且會造成巨額運行成本。對于該問題,通過使用Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪裝置可以將低濃度、大風(fēng)量的有機廢氣濃縮成高濃度、小風(fēng)量,從而減低設(shè)備投資費用和運行成本,實現(xiàn)經(jīng)濟有效有機廢氣處理。


①轉(zhuǎn)輪工作原理

 

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工作原理

 

Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪裝置利用吸附-脫附濃縮-冷卻這一連續(xù)性過程,對VOCs廢氣進行吸附濃縮。其基本原理如下:


沸石分子篩轉(zhuǎn)輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)(面積比為10:1:1)三個功能區(qū)域,各區(qū)域由耐熱、耐溶劑的密封材料分隔開來。沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。


在吸附區(qū):廢氣中的VOCs物質(zhì)被沸石轉(zhuǎn)輪吸附,吸附后的廢氣在吸附風(fēng)機的帶動下,直接排入煙囪達標(biāo)排放。


在脫附區(qū):沸石轉(zhuǎn)輪上吸附的VOCs被高溫逆向脫附,脫附溫度約為180~200℃。脫附氣在脫附風(fēng)機的帶動下進入CO氧化分解。


在冷卻區(qū):為保證高的吸附效率,需對高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進行冷卻。冷卻氣體冷卻轉(zhuǎn)輪吸附材后,自身被預(yù)熱,作為脫附氣的源氣,再與來自CO的燃燒室來的高溫凈化氣體進行混合預(yù)熱,溫度提升至180~200℃后逆向進入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進行高溫脫附。


②Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的特點

高性能、高效率:將吸附性能;良好的疏水性分子篩作為吸附劑使用,對于范圍廣泛的VOCs種類,不同的各種運轉(zhuǎn)條件,都可以充分提供足夠的性能。


高沸點溶劑的處理:使用疏水性沸石分子篩,利用不燃性、高耐熱性的特點可以在高溫條件下再生。因此,對于使用活性炭時因為有再生溫度的限制而無法處理的高沸點VOCs,也能夠處理。


惰性:即使是苯乙烯和環(huán)己酮等具有熱聚合性高的VOCs,也能使用疏水性的分子篩高效率的進行處理。


清洗和活化:沸石分子篩轉(zhuǎn)輪因為是在高溫下燒結(jié)處理而成的,是無機物的結(jié)合體。如果發(fā)生蜂窩通路堵塞時,可以進行水洗。另外,沸石分子篩轉(zhuǎn)輪也可以根據(jù)實際情況通過熱處理進行高溫活化。

 

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