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沸石浓缩转轮净化系统治理汽车涂装废气

日期:2018-03-30  人气:

1 汽车涂装业VOC现状

汽车涂装是汽车制造过程中 “三废”最多的环节;涂料中含有 VOC,但不释放 VOC;涂料在涂装过程中,70%的VOC将挥发;一条大型的车身涂装线每年排放的VOCs总量可能高达数百吨。目前汽车涂装主要排气特点如下:

(1)喷漆室废气

根据相关标准,涂装工厂喷漆室的风速度应控制在0.25~0.35m/s的范围,排出废气为喷漆挥发的有机溶剂,还含有少量未处理**的漆雾。

(2)晾干间废气

中涂、面漆的湿漆膜在晾干过程中有机溶剂进行挥发,为防止晾干间的有机溶剂聚集,晾干间应进行送排风,风速一般控制在0.2m/s左右,排风废气的成份与喷漆室排风废气的成份相近,但没有漆雾,有机废气的总浓度比喷漆室废气偏大,通常与喷漆室排风混合后集中处理。

调漆间、废水处理间也有类似晾干间的有机废气排放。

(3)烘干室废气

电泳涂料与中涂面漆烘干均有废气排出,烘干废气的成分包含有机溶剂、树脂固化、热分解生成物等成份。

电泳烘干废气中的总有机物浓度一般在 500~1000 mg/m3,中涂面漆烘干废气的主要组成为有机溶剂,烘干废气中总有机物浓度一般在 2500 mg/m3左右,都超过了相关标准的废气浓度限值要求,必须处理达标后才能排放。电泳涂料烘干废气的有机物浓度虽然比面漆烘干废气低一些,但其恶臭物质的浓度更大,嗅觉更易察觉,更应该进行处理。

2 沸石浓缩转轮处理汽车涂装VOC技术

2.1 沸石的概念

沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐,选择吸附、**吸附,可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂; 内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附,通过改性得到新型的人造沸石,新型复合材料由于较高的空隙率、好的化学稳定性,可调的孔结构和高的比表面积(介孔壁上附有微孔),大为提高了吸附 VOC的能力。沸石在介孔孔壁上存在微孔结构,微孔对低浓度废气显示出了良好的吸附性能,这是因为沸石的孔径更大,在有序的介孔壁上附有微孔,这些结构上的差异使沸石的传质阻力非常小,从穿透点到吸附饱和之间的时间要短,吸附速率更快。沸石的比表面积为1126m2/g,平均孔径更大,介孔壁上附有微孔,因此传质阻力小,吸附有机物速率更快,微孔和介孔共存的特点,平均孔径大,对大分子和高浓度的VOCs 具有更好的吸附能力。

2.2 沸石与活性炭吸附的比较

活性炭成本较低,但存在寿命短、不稳定、受水气影响大、难脱附高沸点有机物、热气流再生过程中易着火等缺点。

沸石具有均匀微孔,其孔径与一般有机分子大小相当,具有耐高温、不可燃、良好的热稳定性和水热稳定性等优点。

2.3沸石转轮的运行过程

沸石转轮为蜂窝状结构。转轮吸附材料是可以吸附有机溶剂的疏水性分子筛。转轮被分为3个区域即处理区、冷却区和再生区,转轮在一个电机带动下旋转,旋转速度1-6转/小时。转轮为蜂窝状结构。转轮吸附材料是可以吸附有机溶剂的疏水性分子筛。转轮被分为3个区域即处理区、冷却区和再生区,转轮在一个电机带动下旋转,旋转速度1-6转/小时。含有机溶剂的气体从处理区流过后变成相对干净的空气,其有机溶剂含量**可降至50mg/m3以下,达到国家环保排放要求。部分含有机溶剂的空气在再生风机的作用下从冷却区流过后,被再生加热器加热到 180℃左右,然后流过转轮的再生区。当再生空气流过转轮时,吸附在转轮上的有机溶剂在高温作用下被脱附出来,同时被再生空气带走。转轮工作时,再生空气与处理空气的比例在 1/3~1/10之间,再生空气中有机溶剂的浓度**可达到处理前浓度的10倍

2.4 沸石吸附的后续处理

涂装废气采用沸石转轮吸附+蓄热式燃烧方式,配用蓄热式焚化炉更**、节能。蓄热式焚化炉(RTO):废气经过**换热器至 460~500℃,这样可减少焚化炉的燃料消耗量,直燃式焚化炉一般操作温度约為730~760℃,利用高温将VOC废气燃烧反应成CO2及H2O。

2.5沸石脱附及换热

蓄热式焚化炉对经转轮脱附出来的VOCs进行高温732℃裂解,裂解后的成分与O2反应,生成****和水蒸汽换热系统:氧化炉出来的气体与脱附后的气体进行热交换,以使将进入氧化炉的气体温度达到合适温度,从而减少氧化炉燃烧燃料。将换热后的热空气回收后通入到转轮的脱附区域,利用疏水型沸石的高温脱附性能,将吸附在沸石里面的小分子VOCs颗粒与沸石分开,并与热空气一起进入下一个环节的过程。

3 设备参数对去除效率的影响

(1)废气的温、湿度:控制进流温度低于 40℃、相对湿度小于80%以下;

(2)转轮转速:每小时转轮转速 3 至 4.5 圈之间(随进流VOC 浓度值略变);

(3)浓缩倍率:增加浓缩倍率将使得系统处理效率随之降低,但却可使得后端焚化设备减少燃料使用;

(4)脱附温度:足够的脱附温度有助于脱附程序的进行,但过高的脱附温度将可能使得转轮基材的余热无法在冷却区有效降温,以致于吸附区时转轮轮体仍处高温状态、不利于吸附程序进行。


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