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汽修行业喷漆废气处理工艺技术进展

日期:2019-08-05 13:43

随着我国汽车行业的迅速发展,汽车保有量逐年增加。越来越多的汽车进入人们的生产生活中。在汽车维修的工序中会产生大量的喷漆废气,不仅造成大气环境污染,同时危害威胁操作工人健康。简述了汽修行业喷漆废气的成分及危害,介绍了漆雾的干式与湿式处理方法,并针对喷漆废气的综合治理技术做了简要介绍。阐述了这些技术的工作原理、净化流程以及优缺点,并对今后汽修行业喷漆废气治理的研究和应用给出提出了建议。

1 前言

随着我国经济的高速发展,汽车成为人们日常生活中必不可少的交通工具。汽车给人们带来巨大便利的同时,也引发了许多环境污染问题。其中汽修行业产生的喷漆废气是造成大气污染的原因之一。汽修喷漆废气中含有漆雾颗粒及VOCs 等成分,具有大风量、低浓度,间歇性、工艺复杂等特点。

随着我国汽车业的蓬勃发展,产业带来的环境负面影响也渐渐引起了社会的重视。其中喷漆废气中的VOCs治理也成为大气污染治理的重要组成部分,引起了政府的高度关注。政府部门一直在采取有效措施,加强监管,促使汽车行业各企业逐渐重视VOCs 的治理,节能减排,绿色生产,实现可持续性发展。以北京市为例,北京市针对汽车维修行业制定了大气污染物排放标准,见表1。表中I 时段为2017 年1 月1 日之前,Ⅱ时段为之后,可以从表中结果看到Ⅱ时段较I 时段的排放标准严格了近一倍,所以,加强汽修行业VOCs综合治理具有十分重要的意义。

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2 汽修行业喷漆废气成分及特点

汽修行业,以4S店为例,主要的喷漆废气来源烤漆房。据统计,汽车4S 店喷烤漆房的内部空间在70~75m3,换气次数在220~320次/h 之间,喷烤漆房废气量在15000 ~ 25000m3 之间。汽修喷漆油漆用量波动较大,特别是在喷整车漆的时候,油漆用量更大,这也直接造成喷漆废气中污染物浓度波动值较大。另外,与汽车涂装行业不同的是,实际工作生产中,汽修企业只有在维修汽车时才会产生喷漆废气,因此废气具有不连续、间断性的特点。曾培源等在某汽车涂料生产车间采集若干样品并对其分析,检测出15 种VOCs,包括苯系物( 甲苯、二甲苯等) 、酯类( 乙酸乙酯、乙酸丁酯等) 、酮类( 甲基异丁基酮) 和醚类( 乙二醇丁醚) 等。值得一提的是,油漆车间的VOCs排放主要来自于溶剂型色漆及中涂漆,采用水性漆可大幅降低VOCs排放,VOCs排放仅为传统溶剂型油漆工艺的1 /3左右。表2为溶剂型色漆和水性色漆的VOCs含量对比。

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3 喷漆废气漆雾处理方法

与其他工业废气不同,喷漆废气中不仅含有VOCs等有机污染物质,还含有大量过喷漆雾。过喷漆雾是由于在汽车喷涂过程中一部分漆液无法达到车身表面从而进入周围环境形成的。漆雾中固态物质与液态物质并存,其中液态物质以气溶胶的式存在。漆雾颗粒具有颗粒小,粘度大等特点,若不对漆雾进行预处理,漆雾颗粒会粘附在吸附剂、催化剂、生物填料的表面,形成堵塞,使之失去处理活性。因此,对喷漆废气的处理应优先对废气中的漆雾进行预处理,此过程十分重要。

目前国内外对于漆雾的预处理方法很多,处理材料的种类也十分多样,总的来说,处理方式分为干式处理法和湿式处理法。

3. 1 干式处理法

干式处理法就是使用干式过滤材料对漆雾进行拦截与过滤。工作原理是将滤料固定在过滤装置上,通过风机的作用使含有漆雾的废气进入过滤器,使之粘附在滤料上被过滤,过滤后的废气进入下一级处理系统,达到预处理的目的。具有代表性的方法有滤料过滤法和石灰石干式吸附法。目前常用的干式过滤材料有漆雾棉、初效棉、中效棉、迷宫纸、玻纤阻漆网和地网棉等。其中漆雾棉、初效棉、中效棉等过滤材料的材质主要是玻璃纤维,是一种环保型过滤材料,工作时玻璃纤维与空气磨擦产生静电,更有效捕捉喷漆时产生的漆雾颗粒。葛兆星介绍了一种迷宫纸在含漆雾废气的处理中的应用。该迷宫纸使用特制复合型瓦楞纸通过折叠冲孔黏合形成V 形孔,运用文丘里旋风效应来拦截漆雾颗粒。该干式过滤材料对漆雾的分离效率大于一般的干式材料,可达98%,其使用寿命是纤维网的5倍多。陈音瑜介绍了应用于油漆车间的一种石灰石干式吸附处理法,石灰石处理漆雾的流程见图1。该处理过程可通过更换喷漆室各模块石灰石频率及降低石灰石消耗来石灰石的使用量,从而提高石灰石收集漆雾的效率。

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3. 2 湿式处理法

湿式处理法就是根据相似相溶原理,使用液态物质( 多为在水中加絮凝剂) 捕捉漆雾。工作原理是利用循环水与漆雾充分混合来捕捉过喷漆雾,处理后的废水含有大量具有粘性的油漆废渣,易粘附在管道内壁和水池表面,降低净化效率,需要加入絮凝剂来对油漆废渣进行改性,凝聚,使之成团从而固液分离,净化循环水,提高利用率,降低成本。湿式处理法根据操作方式的不同可分为文丘里式、水帘式( 水幕式) 、水旋式等。

3. 2. 1 文丘里式净化法

文丘里式喷漆室主要由送风系统、排风系统、循环水系统、文丘里系统组成,工艺流程如图2 所示,文丘里净化法主要利用文丘里效应,循环水负压通过文丘里器管道,在喉管段气流速度逐渐增大,经过风口的水流被充分雾化,利用雾化后的水雾捕捉空气中的漆雾颗粒,使漆雾与循环水中的凝聚剂充分接触,而后流入循环水池,定期捞出浮渣后达到净化的目的。

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