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汽车4S店废气净化技术

作者:白羊 人气:发表时间:2019-11-14
汽车4S店废气净化技术

 
我国工业化和城市化仍在快速发展,资源能源消耗持续增长,大气环境面临 前所未有的压力,环境形势十分严峻,汽车涂装行业有机废气排放具有工序多, 成分复杂、大风量浓度低、漆雾多等特点,给废气处理工程带来了挑战。在发展经济的同时,对环境保护也应足够重视。近年来全国各地汽车 4S 店喷漆烤漆房成为环境污染重大课题,喷漆过程中包含甲醛、苯等有害废气,由于人们对废气不了解、处理技术不成熟、处理成本比高等原因,将喷漆产生的废气直接排放。这些不经过处理的废气在一定的情况下会造成大气污染、影响植物生长和人类的健康。


 
一 、喷漆烤漆废气的成分及危害
 
1.1 喷漆烤漆废气的形成及主要成分
一般喷漆分为两类
(1)通过喷枪借助于空气压力,分散成均匀而微细的雾滴,涂施于被涂物的表面的一种方法(可分为空气喷漆,无气喷漆以及静电喷漆等各式各样的喷漆方法)
 
(2)人造漆的一种,用树脂、颜料、溶剂、添加剂等制成。通常用喷枪均匀地喷涂在物体表面,然后将涂料干燥固化,形成一个硬涂膜。具有保护、美观、标示的作用,主要用于汽车、飞机、木器、皮革等。该物质有毒性,对身体有一定影响,不同品牌的喷漆由于成分含量不同毒性也不同。
 烤漆分为两大类,一类低温烤漆固化温度为 25°C-80°C,
 另外一类就称 为高温烤漆其固化温度为 85°C-300°C。 
 
 
喷漆工艺广泛应用于机械、汽车、电气设备、家电、船舶、家具等行业。喷漆原料——油漆涂料由不挥发份和挥发份组成,不挥发份包括成膜物质和辅助成膜物质,挥发份稀释剂是用来稀释油漆,达到漆物表面光滑美观的目的。
   汽车烤漆废气净化技术喷涂过程中产生漆雾和有机废气污染,油漆在高压作用下雾化成微粒,在喷涂时,部份油漆未到达喷漆物表面,随气流弥散从而形成漆雾;有机废气来自稀释剂的挥发,有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面,在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气(有文献报道可达上百种挥发性有机物,分别属于烷烃、环烷烃、烯烃、芳香类化合物、醇、醛、酮、酯、醚及其他化合物)。喷漆和烤漆废气的成分:主要是“三苯类”、挥发性有机废气(VOCs)的处理。 
 
 
1.2 喷漆烤漆废气的主要危害
喷烤漆行业的废气,废气量大,浓度高,含有的有机物种类多,一般烤漆行业的废气含有三苯、醇类、酮类、醚类、酯类等有机物。喷烤漆行业的废气中含有的有机物种类多,其中以“三苯”含量高,危害大,苯、甲苯和二甲苯都为无色、有芳香气味的,沸点为 80.1℃,是挥发性有机物,都具有易挥发、易燃的特点。急性毒作用,主要对中枢神经系统,慢性主要作用造血组织及神经系统,但若造血功能完全破坏,短期吸入高浓度(1500mg/m3 以上)的苯蒸气,即可引起再生障碍性贫血,经常吸入低浓度的苯蒸气也会引起恶心、呕吐、神智不清等神经症状,少数还可以引起神经衰弱症候群,甲苯对中枢神经的毒害比苯强,可发生致命的颗粒性白细胞消失症,并引起白血病。对皮肤也有刺激作用。据报道,苯质量浓度在 188~375mg/m3 时,长期接触即可有明显的自觉症状。苯、甲苯和二甲苯是以蒸气状态存在于空气中。中毒作用一般是由于吸入蒸气或皮肤吸收所致。由于苯属芳香烃类,使人一时不易警觉其毒性。如果长期接触一定浓度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒,可出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱症。甲苯、二甲苯对生殖功能亦有一定影响,并导致胎儿先天性缺陷(即畸形)。对皮肤和粘膜刺激性大,对神经系统损害比苯强,长期接触还有引起膀胱癌的可能。同时,由于喷烤漆行业使用的油漆具有粘附性,如高浓度的漆雾如不加以治理,随风扩散,粘附在建筑物上,影响其美观,沉降在花草树木中,将影响植物的光合作用等。甲苯的慢性危害,较苯小,浓度在 430~1300mg/m3 下,可出现中毒症状,三苯混合还可对眼睛、鼻粘膜产生刺激症状,且神经系统症状也更为严重。漆雾对作业工人的危害不容忽视,企业可采取切实可行的喷漆废气治理措施,减小污染物排放,降低有毒有害物质对操作工人的健康损害。
 
 
 
1.3 废气执行排放标准值(GB16297-1996 二级)
 
 
二 喷漆烤漆废气处理技术
VOCS处理技术大体可分为回收和消除技术两大类。
回收技术主要包括:活性炭吸附法、吸收技术、变压吸附、冷凝法和膜分离法等物理方法,回收法是通过物理方法,用温度、压力、选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离 VOC 的。消除技术主要包括:燃烧法、生物法、低温等离子体法和催化氧化法等技术。消除法主要是通过化学或生化反应,用热、催化剂和微生物将有机物转变成为 CO2和水。根据 VOC 处理技术应用状况的分析可知,VOCS 气体特性对处理技术选择有重要影响。
 
2.1.1活性炭吸附法
活性炭吸附是目前最广泛使用的回收技术,其原理是利用吸附剂(粒状活性炭和活性炭纤维)的多孔结构,将废气中的 VOC 捕获。将含 VOC 的有机废气通过活性炭床,其中的 VOC 被吸附剂吸附,废气得到净化,而排入大气。活性炭多是粉末状或颗粒状,大部分情况下不能直接用于各种净化设备中,必须使活性炭具有一定形状和支撑强度,才能使用,活性炭经过特殊的工艺处理后,能产生丰富的微孔结构,这些人眼看不到的微孔能够依靠分子力,吸附各种有害的气体和液体分子,从而达到净化的目的,活性炭吸附过程包括吸附净化和热脱再生,吸附净化过程是将有机废气由排期风机送入吸附床,有机废气在吸附床被吸附剂吸附从而使气体得到净化,净化后的气体排向大气即完成净化过程。脱附再生即用来自催化的热空气吹扫吸附剂,使吸附的有机物脱附出来达到使吸附剂的吸附能力再生的目的。当炭吸附达到饱和后,对饱和的炭床进行脱附再生;通入水蒸气加热炭层,VOC被吹脱放出,并与水蒸汽形成蒸汽混合物,一起离开炭吸附床。
 
 炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的情况,其废气处理设备的尺寸和费用正比于气体中 VOC 的数量,却相对独立于废气流量;因此,炭吸附床更倾向于稀的大气量物流,一般用于 VOC 浓度小于 5000PPM 的情况。适于喷漆、印刷和轻工等温度不高,湿度不大,排气量较大的场合,尤其对含卤化物的净化回收更为有效。但它不耐高温,在湿润的条件下不能保持很好的吸附能力,易燃的缺点。 
 
2.1.2  光氧催化技术法
利用高能高臭氧 UV 紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。UV+O2→O-+O*(氧)O+O2→O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能 UV 紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。
 
  UV 光氧催化氧化法,运行费用最低,且最安全。处理单元运行时的耗电只是其配套的紫外灯管,只需要定期少量的更换耗材费用。最安全,是因为多相混合催化氧化法的运行只有少量的灯管的功率,整个处理过程不涉及易燃易爆品、高温、高压电等问题,所以不存在火、电等安全隐患。
 
 综合可知 UV 光氧催化设备非常安全,运行稳定,去除效 率高,运行费用低,无二次污染,是处理方法中较优越的废气处理方案。目前因废气对环境污染的严重性,对废气治理也是迫在眉睫所需要处理的工程,光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的。光化学氧化技术是在可见光或紫外光作用下使有机污染物氧化降解的反应过程。
 
三、光氧催化氧化技术原理  
高能高臭氧 UV 紫外线光束照射废气,裂解工业废气如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物 H2S、VOC 类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物,如 CO2、H2O 等。利用高能高臭氧 UV 紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)利用高能臭氧 UV 紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。臭氧对有机物具有极强的氧化作用。气体利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能 UV 紫外线光束及臭氧对气体进行协同分解氧化反应,使气体降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。
众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对工业废气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。工业废气利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能 UV 紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应,使工业废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。利用高能-C 光束裂解工业废气中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到净化及杀灭细菌的目的.从净化空气效率考虑,我们选择了-C 波段紫外线和臭氧发结合电晕电流较高化装置采用脉冲电晕放吸附技术相结合的原理对有害气体进行消除,其中-C 波段紫外线主要用来去除硫化氢、氨、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙酸乙酯、乙烷、丙酮、尿烷、树脂等气体的分解和裂变,使有机物变为无机化合物。
 
 UV 光氧催化氧化法技术优势
(1)模块设计、灵活简便:充分考虑了各类废气性质的不稳定性和复杂性,从工程的设计、配套、安装、调试、维护等方面提供了极大的可行性、可靠性和灵活性。
(2)安全可靠:因采用光解原理,模块采用隔爆处理,消除了有机废气易爆安全隐患,防火、防爆、防腐性能好,设备性能安全稳定。
(3)适应性强:可适应高浓度,大气量,不同恶臭气体物质的脱臭净化处理,可每天 24 小时连续工作,运行稳定可靠。 
(4)无需预处理:恶臭气体无需进行特殊的预处理,如加温、加湿等,设备工作 环境温度在摄氏-30℃-95℃之间,湿度在 30%-98%、PH 值在 2-13 之间均可正常工作。
(5)设备占地面积小,自重轻:适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件,设备占地面积<2平方米/处理 30000m3/h 风量。
(6)高效除恶臭:能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,以及各种恶臭味,脱臭效率最高可达 99%以上,脱臭效果 大大超过国家 1993 年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93).GB16297-1996 大气污染综合排放标准。
 
总结
废气处理技术,目前对有机废气治理采用的处理方法有很多,所用的设备也比较多,而相对热门的生物处理方法又面临着占地面积大,易受负荷变化影响,围广的环保处理新技术已成为近年来研究热点。就我国城市废气处理研究现状,综合经济技术而言,更适宜采用 UV 光氧催化氧化法,也是目前比较新型技术,

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