噴涂有機(jī)廢氣處理：
4.1噴涂烘干有機(jī)廢氣的特點(diǎn)
噴涂中含有一定比例的溶劑，噴涂作業(yè)中還要添加一些稀釋劑，因此在噴涂、流平及干燥過程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物，其中含有苯有機(jī)物毒性很大，不但對操作工人的身體健康造成直接危害，同事也污染了周圍的大氣環(huán)境。
4.2噴涂廢氣污染物的來源
一般噴涂的組成包括：成膜物質(zhì)（基料）、顏料、填料、助劑、溶劑等，在噴涂作業(yè)時(shí)還要配上稀釋劑（稀料）。
成膜物質(zhì)是涂料中最重要的組成部分，成膜時(shí)隨著涂料中溶劑的揮發(fā)。黏結(jié)劑分子或者乳液中的聚合物微粒相互靠近而凝聚，將顏料和填料黏結(jié)起來，形成連續(xù)涂膜，并使涂膜牢靠地黏結(jié)在基層上。成膜物質(zhì)固定在物體的表面，很少進(jìn)入噴涂廢氣中。
顏料又稱為著色顏料，在涂料中的主要作用是使涂膜具有異地等的遮蓋力和所需要的各種色彩。顏料在涂料中所占比例小，進(jìn)入廢氣中的更少，但因其有很強(qiáng)的著色能力，造成廢氣中的顆粒物帶有顏色。因此按照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB-16297-1996），對噴涂廢氣中的顆粒物進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)執(zhí)行染料塵限值標(biāo)準(zhǔn)。
填料又稱為體質(zhì)顏料，主要起填充作用，填料能有效改善涂料的貯存穩(wěn)定性和涂膜的相關(guān)性能。填料是構(gòu)成涂料廢氣中顆粒物的一部分，一般附著在漆霧中。
助劑可以改善涂料及涂膜的某些性能，一般用量很小，但對涂料和涂膜的性能確有很大的影響。主要包括：成膜助劑、固化劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，有很多不同的選擇。
溶劑是液體涂料配方中的重要組成部分，是成膜物質(zhì)的載體，目前主要采用的有甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇、乙二醇、丁醚、汽油、混合溶劑等。它與涂料的制造、貯存、施工、漆膜的質(zhì)量有密切的關(guān)系。其主要作用是：
溶解并稀釋涂料中的成膜物質(zhì)，降低涂料的黏度，便于涂刷或噴涂等施工操作；
提高涂料貯存的穩(wěn)定性，防止成魔物質(zhì)凝膠，同時(shí)加入溶劑后會(huì)使桶內(nèi)充滿溶劑蒸氣， 可減少涂料表面結(jié)皮。
改善涂膜的流平性，可避免涂膜太厚，太薄或涂刷性能不好而產(chǎn)生刷痕或起皺等弊病。溶劑是揮發(fā)性的液體，只起溶解和稀釋成膜物質(zhì)的作用，在涂膜干結(jié)時(shí)，它揮發(fā)到空氣中，是噴涂廢氣中的主要污染物。
涂料有水型和溶劑型2種，溶劑型涂料采用的溶劑包括純苯、甲苯、二甲苯、汽油溶劑等。產(chǎn)生的VOC包含苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等。
水型涂料屬于環(huán)保型涂料，目前因其價(jià)格昂貴，使用受限。只在少量出口汽車、機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用，水型涂料廢氣污染物主要包括醇類和醚類等有機(jī)物。
稀釋劑是在噴漆施工過程中用于稀釋涂料的溶劑，一般和涂料中的溶劑相同或相溶，對涂料有良好的溶解性和分散性，同時(shí)對涂料的性能影響較小。各種類型的涂料都有相應(yīng)的稀釋劑，一般彼此不能通用。氨基漆稀釋劑由二甲苯、丁醇混合組成；硝基漆稀釋劑（香蕉水）由酯、醇、苯類混合溶液組成。無苯涂料稀釋劑主要由乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶劑油等組成，能溶解硝基漆、醇酸漆、氨基漆、丙烯酸漆等。稀釋劑和溶劑一樣最終揮發(fā)成為廢氣污染物。
從涂料原料組成分上看，噴涂產(chǎn)生的VOC主要來自于溶劑和稀釋劑，顆粒物主要來自于成膜物質(zhì)和各種固態(tài)添加劑；要從源頭上消除或減輕噴涂廢氣的污染，首先要從涂料的選擇上考慮，采用揮發(fā)分含量低的環(huán)保涂料，特別是水性涂料是采用水溶性及水分散性樹脂及各種助劑制成，不需要加入含苯稀釋劑，以水稀釋即可；污染物主要是醇類和醚類等污染相對低的有機(jī)物，對環(huán)境影響較小。
水性涂料在歐洲的使用率已經(jīng)達(dá)到80%，從2004年4月1日開始，歐盟禁止生產(chǎn)、銷售和使用溶劑型涂料；目前溶劑型涂料的使用收到很大的限制，世界范圍內(nèi)溶劑型涂料被水性涂料取代
4.3有機(jī)廢氣處理工藝
吸收凈化包括噴淋水洗、霧化洗滌、無泵水幕處理、水旋式處理等。
噴淋水洗采用噴嘴組成的噴淋室，將水霧化來沖洗漆霧，水過濾后重復(fù)利用效果一般。
霧化洗滌采用螺旋進(jìn)氣，在高級霧化作用下，氣液充分接觸，廢氣中的細(xì)小顆粒物、未凝固的涂料顆粒及少量有機(jī)廢氣被吸收；
無泵水幕噴漆室和無泵水激噴漆室是利用高速排風(fēng)誘導(dǎo)提水，將排風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)合二為一，形成無泵的水循環(huán)系統(tǒng)，由于漆霧經(jīng)過水幕、水簾以及氣水通道與水幕強(qiáng)烈攪拌，形成多級凈化過程，提高了凈化效率。
水旋式噴漆室主要是靠在柵格上的水旋器來分離空氣中的漆霧，當(dāng)含有漆霧的空氣直接被吸收入水旋器與柵格板下的水面撞擊后，同水一起以漩渦運(yùn)動(dòng)流入水旋器，漆霧和空氣分離。目前廣泛采用的是水幕、水旋及水激式噴涂設(shè)備，均能取得較好的凈化效果，但因甲苯、二甲苯等有機(jī)物不溶于水，對該類有機(jī)污染物的去除效率甚微。還需要進(jìn)一步處理。
吸附法是目前廣泛使用的有機(jī)廢氣處理技術(shù)，其原理是利用吸收劑的多孔結(jié)構(gòu)，將廢氣中的VOC捕獲。吸附劑應(yīng)能滿足：比表面積和空隙率大，吸附能力強(qiáng)，具有一定的顆粒度，較好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，使用壽命長，價(jià)格低廉，原料來源充足。處理噴涂廢氣選用的吸附劑有活性炭、活性炭纖維、焦炭粉粒等。活性炭過濾吸附法是一種較為經(jīng)濟(jì)的方法，與其他方法比較，具有去除效率高、能耗低、工藝成熟、易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是處理設(shè)備較大。活性炭吸附飽和后，需對飽和的炭床進(jìn)行脫附再生。
直接燃燒法（或?yàn)闊嵫趸┦峭ㄟ^燃燒來消除有機(jī)物廢氣污染物的方法，是使用有機(jī)廢氣在溫度600-800℃和滯留時(shí)間0.3-0.5S的條件下直接燃燒，變成二氧化碳和水，適用于濃度較高的有機(jī)廢氣。為降低燃料費(fèi)用，需要回收排放氣中的熱量。
催化燃燒法是一種類似燃燒法的方式來處理VOC，操作溫度較普通燃燒法低一半，通常為200-400℃，將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，同時(shí)發(fā)出燃燒熱。它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴重催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰，由于溫度降低，允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來代替昂貴的特殊材料，大大地降低了設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。對于大流量、低濃度的有機(jī)廢氣、燃燒或催化燃燒處理費(fèi)用太高，不經(jīng)濟(jì)。
等離子電離法主要是通過脈沖電暈的技術(shù)，將有機(jī)廢氣中的有機(jī)物分化成空氣中的無害物質(zhì)，適合于處理低濃度（1-1000PPM）劇毒劇臭有害氣體，操作簡單。但該技術(shù)還不夠成熟，在處理有害氣體時(shí)還是有其欠缺的地方，如不能完全徹底地把有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體，副產(chǎn)品較多；且在氧等離子體下產(chǎn)生大量臭氧；能耗高；脫除效率較低等。
臭氧是公認(rèn)的強(qiáng)氧化劑，能迅速氧化分解有機(jī)污染物。但價(jià)格昂貴，能耗高。
4.3.7廢氣處理光催化氧化（光觸媒）法
光觸媒氧化是在外界特殊光的作用下發(fā)生催化作用，光催化氧化反應(yīng)是以半導(dǎo)體及空氣為催化劑，以光為能量，將有機(jī)物降解為CO2和H2O。采用的半導(dǎo)體是目前反應(yīng)效率最高的納米TiO2光催化劑，經(jīng)過特殊處理后達(dá)到理想效果。
在光催化氧化反應(yīng)中，通過紫外光照射在納米TiO2光催化劑上產(chǎn)生電子空穴對，與表面吸附的水分和氧氣反應(yīng)生產(chǎn)氧化性很活潑的氧氫自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2-、O-）。能夠把各種廢臭氣體如醛類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物及其他VOC有機(jī)物、無機(jī)物在光催化氧化的作用下還原成二氧化碳、水、以及其他無害物質(zhì)，同時(shí)具有除臭、消毒、殺菌的功效，由于在光催化氧化反應(yīng)過程中無任何添加劑，因此不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
光觸媒氧化適合在常溫下將廢氣中的廢臭氣體完全氧化成無害的物質(zhì)，適合處理濃度高、氣量大、穩(wěn)定性強(qiáng)的有機(jī)氣體。
光催化氧化利用人工特殊紫外線燈管產(chǎn)生的真空紫外光作為能源來活化光催化劑，驅(qū)動(dòng) 氧化還原反應(yīng)，而且光催化劑在反應(yīng)過程中并不消耗，利用空氣中的氧作為氧化劑，有效降解有機(jī)廢臭氣體成為光催化節(jié)約能源的最大特點(diǎn)。
半導(dǎo)體光催化具有氧化性強(qiáng)的特點(diǎn)，對臭氧難以氧化的某些有機(jī)物如三氯甲烷、四氯化炭都能有效地加以分解，所以對難以降解的有機(jī)物具有特別意義，光催化的有效氧化劑是氧氫自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2、O-），其氧化性高于常見的臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸等。
光催化氧化對從烴到羧酸的種類眾多有機(jī)物都有效，即使對烷子有機(jī)物如鹵代烴、染 料、含氮有機(jī)物、有機(jī)磷殺蟲劑也有很好的去除效果，只要經(jīng)過一定時(shí)間的反應(yīng)可達(dá)到完全凈化。
在理論上，光催化劑的壽命是無限的，無需更換。
以下是采用不同方法處理惡臭有機(jī)氣體的技術(shù)對比。
| SPM系列UV高效光解法 | 生物法 | 活性炭 吸附法 | 等離子法 | 噴淋法 |
工 作 原 理 | 利用高能UV紫外線光分解惡臭物質(zhì)及空氣中的氧分子，產(chǎn)生游離氧，即活性氧，其與氧分子結(jié)合，產(chǎn)生臭氧。通過高能紫外線及臭氧對惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同光解氧化作用，使惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風(fēng)管道排出。 | 利用培養(yǎng)出的微生物，將惡臭氣體中的有機(jī)污染物質(zhì)，降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)。 | 利用活性炭內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，有巨大比表面積，來吸附（通過范德華力，即分子間作用力）惡臭氣體分子。 | 利用電子、離子、自由基和中性粒子小于分子，能夠順利進(jìn)入分子內(nèi)部，打開分子鏈，破壞分子結(jié)構(gòu)的原理，以每秒鐘300萬至3000萬速度的等量發(fā)射和回收，轟擊發(fā)生臭氣的分子，從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，將有害物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 | 通過噴淋塔將惡臭氣體捕捉到液體（可以是清水、化學(xué)試劑溶液、強(qiáng)氧化劑溶液或是有機(jī)溶劑）中，附著于顆粒物質(zhì)上的臭氣分子通過濕法吸收氧化后被從空氣中去除。 |
效 率 | 脫臭效果可達(dá)95%以上，脫臭效果大大超過國家1993年頒布的惡臭物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)；（GB14554-93） | 微生物活性好時(shí)除臭效率可達(dá)90%，隨微生物活性降低除臭效率降低，對高濃度氣體處理效果不理想。 | 前期除臭效率可達(dá)85%，后期效率降低甚至失效，需要經(jīng)常更換。 | 適合低濃度的惡臭氣體凈化，正常運(yùn)行情況下除臭效率可達(dá)90%。 | 對低濃度、大風(fēng)量惡臭氣體處理效果較好，可達(dá)85%，流量大時(shí)處理效果不太理想。 |
處 理 成 分 | 能處理氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等混合氣體。 | 需要培養(yǎng)專門微生物處理，只能處理一種或幾種性質(zhì)相近的氣體。 | 適用于低濃度、大風(fēng)量臭氣，對醇類、脂肪類效果明顯。但處理含水量大的氣體效果不好。 | 能處理多種臭氣組成的混合氣體。 | 需根據(jù)處理氣體的種類選用不同的噴淋液。堿洗對硫化氫、脂肪酸類有效。 |
壽 命 | 紫外燈管壽命在 10000小時(shí)以上。 | 養(yǎng)護(hù)得當(dāng)能長期發(fā)揮作用。 | 對活性炭需經(jīng)常進(jìn)行更換。 |
| 需經(jīng)常投加噴淋 |
在光解催化氧化設(shè)備內(nèi)，高能紫外線光束與空氣反應(yīng)產(chǎn)生臭氧、照射Ti02表面形成OH（自由基）對惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng)，同時(shí)大分子惡臭氣體在紫外線作用下使其結(jié)構(gòu)鏈斷裂，并將有機(jī)惡臭氣體轉(zhuǎn)化為無臭的小分子化合物或完全礦化，生成水和二氧化碳。之后經(jīng)過排風(fēng)管引入煙囪大氣中，整個(gè)分解氧化過程在一秒中完成，其反應(yīng)過程如下：
TiO2 +hv→ h++e- h++e-→
h++ OH→·OH h++ H2O→OH +H+
e-+O2→O2- O2+ H+→ HO2·
2H2O·→O2+ H2O2 H2O2 + O2 →·OH + H+ +O2
·OH +dye →···→CO2+H2O H+ +dye→···→CO2+H2O
粵公網(wǎng)安備 44133002100048 號