车间废气治理方法｜郑州大凉风公司发布

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简单分为：活性炭吸附法，UV光解分解法，低温等离子击穿法，喷淋塔水洗法，催化燃烧法等。

紫外线-臭氧法是把废气通过一个高密度紫外线照射的区域进行氧化,氧化后的废气再被含有高浓度臭氧的水幕吸收进一步氧化,但有机溶剂经过这两步氧化后仍没有完全分解,吸收废气的水需要再通过一个活性炭床吸附剩余的有机溶剂,另一个已经吸收有机溶剂的活性炭床通高浓度臭氧氧化,两个活性炭床交替进行吸附-氧化。紫外线-臭氧法的优点是氧化过程中不产生CO和NOx,而且可以同时除去漆雾颗粒和有机溶剂,但这种方法的缺点是设备复杂、产生臭氧的成本高、需要处理吸收用水,而且不适应废气排量大的场合。

微生物分解法已经在减少臭味和除去一些有机溶剂上得到成功应用。其优点是不产生NOx,而且处理过程中消耗的能量很少,但该法需要的空间大、微生物处理系统需要维护。目前涂装车间常用的方法有燃烧法、液体吸收法、活性炭吸附法。选择废气治理方法时需要考虑废气排出量、有机溶剂的成分和浓度、设备费用和运转维护费用、设备占有空间的大小等因素。
2.2燃烧法
2.2.1直接燃烧法
直接燃烧系统由燃烧嘴、燃烧室和热交换器组成。当废气中混合溶剂的浓度较高时,从安全上考虑,需要用空气稀释到混合溶剂爆炸下限浓度的1/4～1/5,才能进行燃烧。
将含有有机溶剂的气体加热到700～800℃,使其直接燃烧分解为二氧化碳和水。燃烧时要另外加入燃料,废气在燃烧室停留的时间为0.5～1.0s。碳氢化合物等废气在较高温度下才能完全燃烧,同时也产生光化学烟雾物质NOx,而NOx的产生与燃烧品种、燃烧温度、装置机构和燃烧时所需空气量等有关,其中较重要的是燃烧温度。因此为避免产生光化学烟雾物质NOx,直接燃烧温度应控制在800℃以下。
采用直接燃烧法处理废气,由燃烧炉处理后的燃烧气体温度约500～600℃,为回收热能,需高价的热交换器。直接燃烧法能够产生热量,燃气发电机又有现成的技术,二者结合就可以发电。
直接燃烧法适宜处理高浓度、小风量的涂装废气,效率高、构造简单、设备费用低、余热可利用。

2.2.2催化燃烧法

催化燃烧法,也称触媒燃烧法和触媒氧化法,是用白金、钴、铜、镍等作为催化剂,将含有涂装废气和漆雾的气体加热到200～300℃,通过催化剂层,在较低的温度下,达到完全燃烧。此法适于高浓度、小风量的涂装废气的净化。缺点是表面异物附着易使催化剂中毒失效,且催化剂和设备价格较贵。

2.3液体吸收法

2.3.1液体吸收法的原理

液体吸收法也称为气液传质吸收法,以液体作为吸收剂,使废气中的有害成分被液体吸收,从而达到净化的目的,其吸收过程是气相和液相之间进行气体分子扩散或者是湍流扩散进行物质转移。液体吸收法的关键是吸收剂的选择。

2.3.2水作为吸收剂的液体吸收法

国内已有用水作为吸收剂来处理水溶性涂料,水溶性涂料排出废气的主要成分为亲水性溶剂。废气由酸雾净化器底进入塔内,作为吸收剂的水从吸收塔上部进入并被分散。在气体由下而上和液体从上至下的接触过程中,废气中有害溶剂气体被水吸收,使废气得到净化。净化后气体由吸收塔上部排出,而含有废气的水由塔底排出并流入水槽。需对产生的废水作二次处理。

2.3.3油作为吸收剂的液体吸收法

中空纤维型膜组件是将几十万乃至上百万根中空纤维弯成U形装入耐压器中,纤维顶端固定在耐压容器的顶端,用胶粘剂粘牢,固化后切割,形成整齐的开口端。

该实验需要使用两个中空纤维膜组件,一个组件吸附,另一个组件同时脱附有机溶剂再生,二者交替进行吸附-脱附。在吸附组件中,废气开口端进入中空纤维膜,从中空纤维膜的孔排出,吸收剂被泵送,逆向流过中空纤维的外表面吸附有机溶剂。这里吸收剂要求对空气基本不吸附,但需要很有效地吸附有机溶剂,而且还要求它是惰性的、基本不挥发、无毒的是有机液体物质。该实验中使用硅油作吸收剂。吸附了有机溶剂的吸收剂进入脱附组件中,在抽真空的气氛下加热除去有机溶剂而使吸收剂再生。

2.4活性炭吸附法

2.4.1活性炭吸附的原理

以活性炭作为涂装车间废气吸附剂已有许多年的应用经验。活性炭价格便宜,表面有疏水性,比表面积(500～1200m2/g)大,因而具有优异的吸附性能,可使有机溶剂蒸气吸附在其表面上,当加热烘干吸附剂时,被吸附的气体解析出来,冷却成液态,从而达到回收溶剂的目的。具有疏水性表面的分子筛价格昂贵。在以去除有机溶剂为目的的场合,活性炭是较适宜的吸附剂。

2.4.2传统活性炭吸附法

我国过去采用粒径在5mm左右的活性炭在吸收塔内做成厚度0.8～1.5m吸附炭层。

来自喷漆室和烘干室的废气,经过滤器和冷却器后,除去废气中的漆雾,并降低到所需的温度。由吸收塔下部进入吸收塔,吸收废气中的有害气体,净化后的干净气体被排放到大气中。处理废气流速0.3～0.6m/s,但仅限于低浓度废气,溶剂清除效率可达95%。当处理废气通过吸附层时,大部分的吸附质在吸附层内被吸附,随着吸附时间延续,活性炭层的吸附能力降低,其有效部分越来越薄,当出口处气体中含有被吸附质时,这时整个活性炭层被穿透。若继续使用,处理后气体中所含吸附质越来越多,当出口侧浓度达到入口浓度时,则活性炭达到饱和状态。此时需要脱附,使活性炭重新具有活性。传统活性炭再生方法有水蒸汽、非活性气体、高温烧结和减压蒸馏法。常用的水蒸汽再生法使脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体,然后再进入分离器使溶剂和水分离,回收溶剂。如果水中还含有亲水的醇类、丙酮等,需经处理后才能排放。

2.4.3活性炭吸附法的新发展

活性炭纤维作为吸附材料,其使用寿命比普通粒状活性炭长3～4倍。国内也出现采用活性炭纤维(ACF)作为吸附介质回收有机溶剂的装置。对于回收的溶剂利用有两种方法:重新分馏利用或燃烧产生热量。燃烧需要在设备中增加催化燃烧室及热风循环系统,将从活性炭纤维上脱附的有机溶剂高温催化燃烧并为设备的运行提供能量,就不再需要蒸气脱附有机溶剂。

现在国际上较新的发展是采用活性炭纤维布(ACFC)作为吸附介质通电加热脱附回收有机溶剂。这种方法具有以下优点:有机溶剂在固相和流体相之间的质量转移快,比粒状活性炭快2～20倍;使用寿命长;活性炭纤维布能够快速加热、不需要水蒸汽脱附,因而操作和维护简便,脱附的有机溶剂不需要除水,可以直接应用。

用活性炭纤维布做成两个直径20cm长50cm的圆柱形组件。一个圆柱形组件吸附,另一个组件同时脱附有机溶剂再生,二者交替进行吸附-脱附,较好行吸附,时间间隔为1h。

实验中含3～18g/m3二氯甲烷的污染空气以320m3/h的速率流过,出口二氯甲烷的浓度降低到120mg/m3,即二氯甲烷的平均排出量为3g/h。直接施加电流进行加热圆柱形组件,可以使其表面温度升高到约60℃,然后用5m3/h,即流速16m/h的氮气流吹走脱附的二氯甲烷,冷却后回收利用。这套装置每天24h连续工作17个月,没有出现任何操作问题,运转性能很好。
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