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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

2022年12月10日 10:32:02人氣:4048來(lái)源:青島納博科環(huán)保科技有限公司

汽車涂裝是汽車制造過(guò)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(guò)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(dá)數(shù)百噸。


 

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汽車涂裝工藝流程


01汽車涂裝廢氣來(lái)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(diǎn)如下:


(1)噴漆室廢氣

勞動(dòng)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(jī)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(guò)光解進(jìn)行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化速度慢,滯留大氣時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),所以涂裝車間通常以二甲苯排放濃度和排放速率作為對(duì)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(guò)程中有機(jī)溶劑進(jìn)行揮發(fā),為防止晾干間的有機(jī)溶劑聚集發(fā)生爆炸事故,晾干間應(yīng)進(jìn)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(méi)有漆霧,有機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)溶劑,烘干廢氣中總有機(jī)物濃度一般在2500mg/m3左右,都超過(guò)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(dá)標(biāo)后才能排放。電泳涂料烘干廢氣的有機(jī)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(jué)更易察覺(jué),更應(yīng)該進(jìn)行處理。


02汽車涂裝廢氣排放特點(diǎn)

 

汽車涂裝廢氣流動(dòng)圖


汽車涂裝廢氣排放特點(diǎn)


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(shí)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(wèn)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(jī)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(huì)造成巨額運(yùn)行成本。對(duì)于該問(wèn)題,通過(guò)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(jī)廢氣濃縮成高濃度、小風(fēng)量,從而減低設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行成本,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效有機(jī)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(guò)程,對(duì)VOCs廢氣進(jìn)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(gè)功能區(qū)域,各區(qū)域由耐熱、耐溶劑的密封材料分隔開來(lái)。沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運(yùn)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(jī)的帶動(dòng)下,直接排入煙囪達(dá)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(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)入CO氧化分解。


在冷卻區(qū):為保證高的吸附效率,需對(duì)高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)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(lái)自CO的燃燒室來(lái)的高溫凈化氣體進(jìn)行混合預(yù)熱,溫度提升至180~200℃后逆向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進(jìn)行高溫脫附。


②Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的特點(diǎn)

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(duì)于范圍廣泛的VOCs種類,不同的各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件,都可以充分提供足夠的性能。


高沸點(diǎn)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(diǎn)可以在高溫條件下再生。因此,對(duì)于使用活性炭時(shí)因?yàn)橛性偕鷾囟鹊南拗贫鵁o(wú)法處理的高沸點(diǎn)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(jìn)行處理。


清洗和活化:沸石分子篩轉(zhuǎn)輪因?yàn)槭窃诟邷叵聼Y(jié)處理而成的,是無(wú)機(jī)物的結(jié)合體。如果發(fā)生蜂窩通路堵塞時(shí),可以進(jìn)行水洗。另外,沸石分子篩轉(zhuǎn)輪也可以根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)熱處理進(jìn)行高溫活化。

 

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