Anàlisi de la composició dels gasos d'escapament d'un recobriment de pintura en aerosol

1. Formació i components principals dels gasos residuals de pintura en aerosol

El procés de pintura s'utilitza àmpliament en maquinària, automòbils, equips elèctrics, electrodomèstics, vaixells, mobles i altres indústries.

Matèria primera de la pintura —— La pintura està composta de substàncies no volàtils i volàtils, incloent-hi substàncies de pel·lícula no volàtils i substàncies de pel·lícula auxiliars, l'agent de dilució volàtil s'utilitza per diluir la pintura, per aconseguir l'objectiu d'una superfície de pintura llisa i bonica.

El procés de polvorització de pintura produeix principalment contaminació per boira de pintura i gasos residuals orgànics. La pintura, sota l'acció d'alta pressió, es converteix en partícules. En polvoritzar, part de la pintura no arriba a la superfície de polvorització i es difon amb el flux d'aire per formar la boira de pintura. El gas residual orgànic de la volatilització del diluent no s'adhereix a la superfície de la pintura i el procés de pintura i curat alliberarà gasos residuals orgànics (s'han reportat centenars de compostos orgànics volàtils, que pertanyen respectivament a alcans, alcans, olefines, compostos aromàtics, alcohols, aldehids, cetones, èsters, èters i altres compostos).

2. Origen i característiques dels gasos d'escapament del recobriment d'automòbils

El taller de pintura d'automòbils ha de dur a terme un pretractament de la pintura, electroforesi i pintura en aerosol a la peça. El procés de pintura inclou la pintura en aerosol, el flux i l'assecat, en aquests processos es produiran gasos residuals orgànics (COV) i polvorització, per la qual cosa aquests processos necessiten un tractament de gasos residuals de la sala de pintura en aerosol.

(1) Gas residual de la sala de pintura en aerosol

Per tal de mantenir l'entorn de treball de polvorització, d'acord amb les disposicions de la Llei de seguretat i salut laboral, l'aire s'ha de canviar contínuament a la sala de polvorització i la velocitat de canvi d'aire s'ha de controlar dins del rang de (0,25 ~ 1) m/s. La composició principal dels gasos d'escapament d'aire és el dissolvent orgànic de la pintura en aerosol, els seus components principals són hidrocarburs aromàtics (tres benzènics i hidrocarburs no metànics totals), èter d'alcohol i dissolvent orgànic èster. Com que el volum d'escapament de la sala de polvorització és molt gran, la concentració total de gasos residuals orgànics descarregats és molt baixa, normalment d'uns 100 mg/m3. A més, els gasos d'escapament de la sala de pintura sovint contenen una petita quantitat de boira de pintura completament sense tractar, especialment la captura de pintura en aerosol seca a la sala de polvorització. La boira de pintura a l'escapament pot convertir-se en un obstacle per al tractament dels gasos residuals. El tractament dels gasos residuals ha de ser pretractat.

(2) Gas residual de la sala d'assecat

Després de polvoritzar la pintura facial abans d'assecar-la, cal que l'aire flueixi i la pel·lícula de pintura humida amb dissolvent orgànic en el procés d'assecat, per tal d'evitar un accident d'explosió amb agregació de dissolvents orgànics a l'aire interior. L'aire de la sala ha de ser continu, canviant la velocitat de l'aire generalment al voltant de 0,2 m/s, la composició dels gasos d'escapament i la composició dels gasos d'escapament de la sala de pintura, però no conté boira de pintura, la concentració total de gasos residuals orgànics és superior a la de la sala de polvorització, segons el volum d'escapament, generalment la concentració de gasos d'escapament a la sala de polvorització és aproximadament 2 vegades superior, pot arribar als 300 mg/m3, generalment barrejats amb els gasos d'escapament de la sala de polvorització després d'un tractament centralitzat. A més, la sala de pintura, la piscina de circulació d'aigües residuals de la pintura superficial també ha de descarregar gasos residuals orgànics similars.

(3)Dgas d'escapament sec

La composició dels gasos residuals d'assecat és més complexa, a més del dissolvent orgànic, part del plastificant o monòmer de resina i altres components volàtils, però també conté productes de descomposició tèrmica i productes de reacció. L'assecat de la imprimació electroforètica i la capa superior de tipus dissolvent tenen una descàrrega de gasos d'escapament, però la seva diferència de composició i concentració és gran.

※Perills dels gasos d'escapament de pintura en aerosol:

A partir de l'anàlisi, se sap que els gasos residuals de la sala de polvorització, la sala d'assecat, la sala de barreja de pintures i la sala de tractament d'aigües residuals de pintura superficial tenen una baixa concentració i un gran cabal, i els principals components dels contaminants són hidrocarburs aromàtics, èters d'alcohol i dissolvents orgànics d'èster. Segons la "Norma d'emissions integral per a la contaminació atmosfèrica", la concentració d'aquests gasos residuals generalment es troba dins del límit d'emissió. Per tal de complir els requisits de taxa d'emissió de la norma, la majoria de fàbriques d'automòbils adopten el mètode d'emissió a gran altitud. Tot i que aquest mètode pot complir les normes d'emissió actuals, els gasos residuals són essencialment emissions diluïdes sense tractar, i la quantitat total de contaminants gasosos abocats per una gran línia de recobriment de carrosseria pot arribar a centenars de tones, cosa que causa danys molt greus a l'atmosfera.

Boira de pintura en dissolvent orgànic —— benzè, toluè, xilè és un dissolvent tòxic fort, que actua a l'aire del taller. La inhalació de les vies respiratòries dels treballadors pot causar intoxicació aguda i crònica, principalment causant danys al sistema nerviós central i hematopoètic. La inhalació a curt termini d'altes concentracions (més de 1500 mg/m3) de vapor de benzè pot causar anèmia aplàstica, sovint inhalada de baixes concentracions de vapor de benzè també pot causar vòmits i símptomes neurològics com la confusió.

※Selecció del mètode de tractament de gasos residuals per a pintura en aerosol i recobriments:

A l'hora d'escollir els mètodes de tractament orgànic, s'han de tenir en compte els factors següents: el tipus i la concentració de contaminants orgànics, la temperatura i el cabal de descàrrega dels gasos d'escapament orgànics, el contingut de matèria particulada i el nivell de control de contaminants que cal aconseguir.

1Stractament de pintura a temperatura ambient

Els gasos d'escapament de la sala de pintura, la sala d'assecat, la sala de barreja de pintura i la sala de tractament d'aigües residuals de la capa superior són gasos d'escapament a temperatura ambient de baixa concentració i gran cabal, i la composició principal de contaminants són hidrocarburs aromàtics, alcohol i èters i dissolvents orgànics èster. Segons la norma GB16297 "Norma d'emissions integral per a la contaminació atmosfèrica", la concentració d'aquests gasos residuals generalment es troba dins del límit d'emissió. Per tal de complir els requisits de taxa d'emissió de la norma, la majoria de fàbriques d'automòbils adopten el mètode d'emissió a gran altitud. Tot i que aquest mètode pot complir les normes d'emissió actuals, els gasos residuals són essencialment emissions diluïdes sense tractament, i la quantitat total de contaminants gasosos abocats per una gran línia de recobriment de carrosseria pot arribar a centenars de tones, cosa que causa danys molt greus a l'atmosfera.

Per tal de reduir fonamentalment l'emissió de contaminants dels gasos d'escapament, es poden utilitzar conjuntament diversos mètodes de tractament de gasos d'escapament, però el cost del tractament de gasos d'escapament amb un volum d'aire elevat és molt elevat. Actualment, el mètode estranger més madur és concentrar primer (amb la roda d'adsorció-desorció per concentrar la quantitat total aproximadament 15 vegades), per tal de reduir la quantitat total a tractar, i després utilitzar el mètode destructiu per tractar els gasos residuals concentrats. Hi ha mètodes similars a la Xina, el primer utilitza el mètode d'adsorció (carbó activat o zeolita com a adsorbent) per a l'adsorció de gasos residuals de pintura en aerosol de baixa concentració i temperatura ambient, amb la desorció de gasos a alta temperatura, gasos residuals concentrats mitjançant combustió catalítica o mètode de combustió tèrmica regenerativa per al tractament. S'està desenvolupant un mètode de tractament biològic de gasos residuals de pintura en aerosol de baixa concentració i temperatura normal, la tecnologia nacional en l'etapa actual no està madura, però val la pena prestar-hi atenció. Per tal de reduir realment la contaminació pública dels gasos residuals de recobriment, també hem de resoldre el problema des de la font, com ara l'ús de tasses rotatives electrostàtiques i altres mitjans per millorar la taxa d'utilització dels recobriments, el desenvolupament de recobriments a base d'aigua i altres recobriments de protecció del medi ambient.

2Dtractament de gasos residuals de secà

L'assecat de gasos residuals pertany al grup de gasos residuals de concentració mitjana i alta d'alta temperatura, adequat per al tractament amb mètodes de combustió. La reacció de combustió té tres paràmetres importants: temps, temperatura i pertorbació, és a dir, la combustió en condicions 3T. L'eficiència del tractament de gasos residuals és essencialment el grau suficient de la reacció de combustió i depèn del control de les condicions 3T de la reacció de combustió. L'RTO pot controlar la temperatura de combustió (820 ~ 900 ℃) i el temps d'estada (1,0 ~ 1,2 s), i garantir que la pertorbació necessària (aire i matèria orgànica es barregen completament), l'eficiència del tractament és de fins al 99%, la taxa de calor residual és alta i el consum d'energia de funcionament és baix. La majoria de les fàbriques d'automòbils japoneses al Japó i la Xina solen utilitzar l'RTO per tractar centralment els gasos d'escapament de l'assecat (imprimació, recobriment mitjà, assecat de capa superior). Per exemple, la línia de recobriment Huadu per a automòbils de passatgers Dongfeng Nissan utilitza el tractament centralitzat RTO de l'efecte de l'assecat de gasos d'escapament del recobriment, que és molt bo i compleix plenament els requisits de les normatives d'emissions. Tanmateix, a causa de l'elevada inversió única en equips de tractament de gasos residuals RTO, no és econòmic per al tractament de gasos residuals amb un petit cabal de gasos residuals.

Per a la línia de producció de recobriments completada, quan es necessita l'equip addicional de tractament de gasos residuals, es pot utilitzar el sistema de combustió catalítica i el sistema de combustió tèrmica regenerativa. El sistema de combustió catalítica té una petita inversió i un baix consum d'energia de combustió.

En general, l'ús de / platí com a catalitzador pot reduir la temperatura d'oxidació de la majoria dels gasos residuals orgànics a uns 315 ℃. El sistema de combustió catalítica es pot utilitzar per al tractament general de gasos residuals per assecat, especialment adequat per a l'alimentació elèctrica d'assecat en ocasions de calefacció elèctrica. El problema existent és com evitar la fallada de la intoxicació per catalitzador. Segons l'experiència d'alguns usuaris, per a l'assecat general de pintura superficial de gasos residuals, augmentant la filtració de gasos residuals i altres mesures, es pot garantir que la vida útil del catalitzador sigui de 3 a 5 anys; l'assecat electroforètic de pintura de gasos residuals és fàcil de causar intoxicació per catalitzador, per la qual cosa el tractament de gasos residuals per assecat electroforètic de pintura de gasos residuals ha de ser curós mitjançant la combustió catalítica. En el procés de tractament i transformació de gasos residuals de la línia de recobriment de carrosseries de vehicles comercials Dongfeng, els gasos residuals de l'assecat electroforètic d'imprimació es tracten mitjançant el mètode RTO, i els gasos residuals de l'assecat superior de pintura es tracten mitjançant el mètode de combustió catalítica, i l'efecte d'ús és bo.

※Procés de tractament de gasos residuals amb recobriment de pintura en aerosol:

L'esquema de tractament de gasos residuals de la indústria de la polvorització s'utilitza principalment per al tractament de gasos residuals de sales de pintura en aerosol, el tractament de gasos residuals de fàbriques de mobles, el tractament de gasos residuals de la indústria de la fabricació de maquinària, el tractament de gasos residuals de fàbriques de baranes, la fabricació d'automòbils i el tractament de gasos residuals de sales de pintura en aerosol de tallers d'automòbils 4S. Actualment, hi ha una varietat de processos de tractament, com ara: mètode de condensació, mètode d'absorció, mètode de combustió, mètode catalític, mètode d'adsorció, mètode biològic i mètode iònic.

1. Oestmètode de polvorització d'aigua + adsorció i desorció de carbó activat + combustió catalítica

Utilitzant una torre de polvorització per eliminar la boira de pintura i el material soluble en aigua, després del filtre sec, en un dispositiu d'adsorció de carbó activat, com ara l'adsorció completa de carbó activat, després es fa un stripping (mètode de stripping amb stripping de vapor, calefacció elèctrica, stripping de nitrogen), després del gas de stripping (concentració augmentada desenes de vegades) mitjançant el ventilador de stripping al dispositiu de combustió catalítica, la combustió es converteix en diòxid de carboni i aigua, després de la descàrrega.

2. Oestpolvorització d'aigua + adsorció i desorció de carbó activat + mètode de recuperació de condensació

Utilitzant una torre de polvorització per eliminar la boira de pintura i el material soluble en aigua, després del filtre sec, en un dispositiu d'adsorció de carbó activat, com ara l'adsorció completa de carbó activat, després es procedeix a la decapació (mètode de decapació amb decapació amb vapor, calefacció elèctrica, decapació amb nitrogen). Després del processament, la concentració d'adsorció de gasos residuals es condensa i es condensa per separació i es recupera la matèria orgànica valuosa. Aquest mètode s'utilitza per al tractament de gasos residuals amb alta concentració, baixa temperatura i baix volum d'aire. Però la inversió d'aquest mètode, l'alt consum d'energia, el cost operatiu, la concentració de gasos d'escapament de pintura en aerosol "tres benzè" i altres gasos d'escapament és generalment inferior a 300 mg/m3, baixa concentració, gran volum d'aire (el volum d'aire del taller de pintura de fabricació d'automòbils sovint supera les 100.000), i a causa de la composició del dissolvent orgànic d'escapament del recobriment d'automòbils, el dissolvent de reciclatge és difícil d'utilitzar i fàcil de produir contaminació secundària, per la qual cosa el recobriment en el tractament de gasos residuals generalment no utilitza aquest mètode.

3. Oestmètode d'adsorció de gasos

L'adsorció del tractament de gasos residuals de pintura en aerosol es pot dividir en adsorció química i adsorció física, però l'activitat química dels gasos residuals "tres benzènics" és baixa, generalment no s'utilitza absorció química. El fluid absorbent físic absorbeix menys volàtils i absorbeix els components amb major afinitat per a l'escalfament, el refredament i la reutilització per analitzar l'absorció de saturació. Aquest mètode s'utilitza per al desplaçament d'aire, baixa temperatura i baixa concentració. La instal·lació és complexa, la inversió és gran, l'elecció del fluid d'absorció és més difícil, hi ha dues contaminacions.

4. AEquip d'adsorció de carboni activat + oxidació fotocatalítica UV

(1): adsorció directa de gas orgànic directament a través del carbó activat, per aconseguir una taxa de purificació del 95%, equip senzill, petita inversió, funcionament convenient, però cal substituir sovint el carbó activat, baixa concentració de contaminants, sense recuperació. (2) Mètode d'adsorció: gas orgànic en l'adsorció de carbó activat, desorció d'aire saturat de carbó activat i regeneració.

5.UnEquip d'adsorció de carboni activat + plasma de baixa temperatura

Després de l'adsorció de carbó activat, i després amb un equip de plasma de baixa temperatura que processa els gasos residuals, es tractarà l'estàndard de la descàrrega de gasos. El mètode iònic consisteix a utilitzar plasma (plasma ION) per degradar els gasos residuals orgànics, eliminar la pudor, matar bacteris i virus i purificar l'aire. És una comparació internacional d'alta tecnologia. Experts nacionals i internacionals són considerats una de les quatre principals tecnologies de ciència ambiental del segle XXI. La clau de la tecnologia és que, a través de la descàrrega de blocs de medi polsat d'alta tensió en forma d'un gran nombre d'ions actius d'oxigen (plasma), l'activació del gas produeix tota una varietat de radicals lliures actius, com ara OH, HO2, O, etc., benzè, toluè, xilè, amoníac, alcans i altres gasos residuals orgànics, oxidació i altres reaccions físiques i químiques complexes, i subproductes no tòxics, evitant la contaminació secundària. La tecnologia té les característiques d'un consum d'energia extremadament baix, espai reduït, funcionament i manteniment senzills, i és especialment adequada per al tractament de diversos gasos components.

Bbreu resum:

Ara hi ha molts tipus de mètodes de tractament al mercat. Per tal de complir amb els estàndards de tractament nacionals i locals, normalment escollirem diversos mètodes de tractament combinats per tractar els gasos residuals, per triar-los d'acord amb el seu propi procés de tractament real.