1. Formarea și principalele componente ale gazelor reziduale provenite de la vopseaua pulverizată
Procesul de vopsire este utilizat pe scară largă în utilaje, automobile, echipamente electrice, electrocasnice, nave, mobilă și alte industrii.
Materia primă pentru vopsea —— vopseaua este compusă din substanțe nevolatile și volatile, nevolatile, inclusiv substanțe peliculare și substanțe peliculare auxiliare, agentul de diluare volatil este utilizat pentru a dilua vopseaua, pentru a obține scopul unei suprafețe de vopsea netede și frumoase.
Procesul de pulverizare a vopselei produce în principal ceață de vopsea și poluare cu gaze organice reziduale. Vopseaua, sub acțiunea presiunii ridicate, transformă particulele în particule. La pulverizare, o parte din vopsea nu ajunge la suprafața de pulverizare, difuzându-se odată cu fluxul de aer pentru a forma ceață de vopsea. Gazele organice reziduale rezultate din volatilizarea diluantului și solventul organic nu se atașează de suprafața vopselei, iar procesul de vopsire și întărire eliberează gaze organice reziduale (s-au raportat sute de compuși organici volatili, aparținând alcanilor, olefinelor, compușilor aromatici, alcoolilor, aldehidelor, cetonelor, esterilor, eterilor și altor compuși).
2. Sursa și caracteristicile gazelor de eșapament provenite de la acoperirea automobilelor
Atelierul de vopsire auto trebuie să efectueze pretratarea vopselei, electroforeza și vopsirea prin pulverizare a piesei de prelucrat. Procesul de vopsire include vopsirea prin pulverizare, fluidizarea și uscarea, în cadrul acestor procese se produc gaze reziduale organice (COV) și pulverizare prin pulverizare, așadar aceste procese necesită tratarea gazelor reziduale din camera de vopsire prin pulverizare.
(1) Gaze reziduale din camera de vopsire prin pulverizare
Pentru a menține mediul de lucru în timpul pulverizării, conform prevederilor Legii privind securitatea și sănătatea în muncă, aerul din camera de pulverizare trebuie schimbat continuu, iar viteza de schimbare a aerului trebuie controlată în intervalul de (0,25~1) m/s. Compoziția principală a gazelor de eșapament este solventul organic al vopselei pulverizate, principalele sale componente fiind hidrocarburile aromatice (trei benzene și hidrocarburi nemetanice totale), eterul alcoolic, solventul organic esteric. Deoarece volumul de gaze de eșapament din camera de pulverizare este foarte mare, concentrația totală a gazelor reziduale organice evacuate este foarte scăzută, de obicei în jur de 100 mg/m3. În plus, gazele de eșapament din camera de vopsire conțin adesea o cantitate mică de ceață de vopsea complet netratată, în special în cazul vopselei pulverizate uscate, ceața de vopsea din camera de pulverizare poate deveni un obstacol în calea tratării gazelor reziduale, iar tratarea gazelor reziduale trebuie pretratată.
(2) Gaze reziduale din camera de uscare
După pulverizare și uscare, vopseaua trebuie să lase aerul să circule și să se ude pelicula de vopsea cu solvent organic volatil în timpul procesului de uscare. Pentru a preveni agregarea solvenților organici în aerul interior sau explozia, aerul din încăpere trebuie să fie continuu, iar viteza aerului trebuie să fie, în general, controlată la aproximativ 0,2 m/s, compoziția gazelor de eșapament și compoziția gazelor de eșapament din încăperea de vopsea fiind diferite, dar fără a conține ceață de vopsea. Concentrația totală de gaze organice reziduale este mai mare decât cea din încăperea de pulverizare. În funcție de volumul gazelor de eșapament, concentrația de gaze de eșapament din încăperea de pulverizare este, în general, de aproximativ 2 ori mai mare, putând ajunge la 300 mg/m3, de obicei amestecate cu gazele de eșapament din încăperea de pulverizare după tratarea centralizată. În plus, în baia de circulație a apelor uzate din încăperea de vopsire de suprafață trebuie să se deverseze gaze organice reziduale similare.
(3)Dgaze de eșapament uscate
Compoziția gazelor reziduale rezultate în urma uscării este mai complexă; pe lângă solventul organic, o parte din plastifiant sau monomerul de rășină și alte componente volatile, conține și produse de descompunere termică, produse de reacție. Grundul electroforetic și stratul superior de uscare cu solvent au evacuare de gaze de eșapament, dar diferența dintre compoziție și concentrație este mare.
※Pericolele gazelor de eșapament provenite de la vopseaua pulverizată:
Din analize se știe că gazele reziduale provenite din camera de pulverizare, camera de uscare, camera de amestecare a vopselei și camera de epurare a apelor uzate provenite de la vopseaua superioară au o concentrație scăzută și un debit mare, iar principalele componente ale poluanților sunt hidrocarburile aromatice, eterii alcoolici și solvenții organici esterici. Conform „Standardului general de emisii pentru poluarea aerului”, concentrația acestor gaze reziduale se încadrează în general în limita de emisie. Pentru a respecta cerințele privind rata de emisie din standard, majoritatea fabricilor de automobile adoptă metoda emisiilor la mare altitudine. Deși această metodă poate îndeplini standardele actuale de emisie, gazele reziduale sunt în esență emisii diluate netratate, iar cantitatea totală de poluanți gazoși degajați de o linie mare de vopsire a caroseriei poate ajunge la sute de tone, ceea ce provoacă daune foarte grave atmosferei.
Ceața de vopsea în solvent organic — benzen, toluen, xilen este un solvent toxic puternic, care acționează în aerul din atelier. Inhalarea tractului respirator de către lucrători poate provoca intoxicații acute și cronice, provocând în principal leziuni ale sistemului nervos central și hematopoietic. Inhalarea pe termen scurt a unei concentrații mari (mai mult de 1500 mg/m3) de vapori de benzen poate provoca anemie aplastică. Inhalarea frecventă a unei concentrații scăzute de vapori de benzen poate provoca, de asemenea, vărsături și simptome neurologice precum confuzie.
※Selectarea metodei de tratare a gazelor reziduale pentru vopseaua pulverizată și acoperirea cu vopsea:
La alegerea metodelor de tratare organică, trebuie luați în considerare, în general, următorii factori: tipul și concentrația poluanților organici, temperatura și debitul gazelor de eșapament organice, conținutul de particule în suspensie și nivelul de control al poluanților care trebuie atins.
1S.tratament cu vopsea la temperatura camerei
Gazele de eșapament provenite de la camera de vopsire, camera de uscare, camera de amestecare a vopselei și camera de epurare a apelor uzate de lac superior sunt gaze de eșapament la temperatura camerei, cu concentrație scăzută și debit mare, iar principala compoziție a poluanților este reprezentată de hidrocarburi aromatice, alcooli, eteri și solvenți organici esterici. Conform standardului GB16297 „Standardul general de emisii pentru poluarea aerului”, concentrația acestor gaze reziduale se încadrează în general în limita de emisie. Pentru a respecta cerințele privind rata de emisie din standard, majoritatea fabricilor de automobile adoptă metoda emisiilor la mare altitudine. Deși această metodă poate îndeplini standardele actuale de emisie, gazele reziduale sunt în esență emisii diluate fără tratare, iar cantitatea totală de poluanți gazoși degajați de o linie mare de vopsire a caroseriei poate ajunge la sute de tone, ceea ce provoacă daune foarte grave atmosferei.
Pentru a reduce fundamental emisiile de poluanți din gazele de eșapament, se pot utiliza împreună mai multe metode de tratare a gazelor de eșapament, însă costul tratării gazelor de eșapament cu un volum mare de aer este foarte ridicat. În prezent, metoda externă mai matură este concentrarea mai întâi (cu roata de adsorbție-desorbție pentru a concentra cantitatea totală de aproximativ 15 ori), pentru a reduce cantitatea totală care trebuie tratată, iar apoi utilizarea metodei distructive pentru a trata gazele reziduale concentrate. Există metode similare în China, prima utilizând metoda de adsorbție (cărbune activ sau zeolit ca adsorbant) pentru adsorbția gazelor reziduale prin pulverizare cu vopsea la temperatură ambiantă și concentrație scăzută, iar desorbția gazelor la temperatură înaltă, gazele reziduale concentrate utilizează arderea catalitică sau metoda de ardere termică regenerativă pentru tratare. Metoda de tratare biologică a gazelor reziduale prin pulverizare cu vopsea la temperatură normală și concentrație scăzută este în curs de dezvoltare. Tehnologia internă în stadiul actual nu este matură, dar merită să i se acorde atenție. Pentru a reduce cu adevărat poluarea publică cauzată de gazele reziduale de acoperire, trebuie să rezolvăm și problema de la sursă, cum ar fi utilizarea cupelor rotative electrostatice și a altor mijloace pentru a îmbunătăți rata de utilizare a acoperirilor, dezvoltarea acoperirilor pe bază de apă și a altor acoperiri de protecție a mediului.
2D.tratarea gazelor reziduale de uscare
Uscarea gazelor reziduale aparține categoriei de gaze reziduale cu concentrație medie și înaltă și temperatură înaltă, fiind potrivită pentru tratarea prin metoda arderii. Reacția de ardere are trei parametri importanți: timpul, temperatura, perturbația, adică arderea în condiții 3T. Eficiența tratării gazelor reziduale este, în esență, gradul suficient al reacției de ardere și depinde de controlul condițiilor 3T ale reacției de ardere. RTO poate controla temperatura de ardere (820~900℃) și timpul de staționare (1,0~1,2s) și asigură perturbația necesară (aerul și materia organică sunt complet amestecate), eficiența tratării este de până la 99%, rata de căldură reziduală este ridicată, iar consumul de energie de funcționare este scăzut. Majoritatea fabricilor japoneze de automobile din Japonia și China utilizează de obicei RTO pentru a trata centralizat gazele de eșapament la uscare (grund, strat mediu de acoperire, uscarea stratului superior). De exemplu, linia de acoperire Huadu pentru autoturismele Dongfeng Nissan utilizează tratamentul centralizat RTO pentru uscarea stratului de gaze de eșapament, efectul fiind foarte bun, îndeplinind pe deplin cerințele reglementărilor privind emisiile. Cu toate acestea, din cauza investiției unice mari în echipamente de tratare a gazelor reziduale RTO, acest lucru nu este economic pentru tratarea gazelor reziduale cu debit mic de gaze reziduale.
Pentru linia de producție completă a acoperirilor, atunci când este necesar echipament suplimentar de tratare a gazelor reziduale, se poate utiliza sistemul de ardere catalitică și sistemul de ardere termică regenerativă. Sistemul de ardere catalitică are o investiție mică și un consum redus de energie pentru ardere.
În general, utilizarea platinei ca și catalizator poate reduce temperatura de oxidare a majorității gazelor reziduale organice la aproximativ 315 ℃. Sistemul de ardere catalitică poate fi utilizat pentru tratarea generală a gazelor reziduale prin uscare, fiind potrivit în special pentru alimentarea cu energie electrică prin uscare, problema existentă fiind cum să se evite defecțiunea cauzată de otrăvirea cu catalizator. Din experiența unor utilizatori, pentru uscarea generală a vopselei de suprafață a gazelor reziduale, prin creșterea filtrării gazelor reziduale și alte măsuri, se poate asigura o durată de viață a catalizatorului de 3~5 ani; uscarea electroforetică a vopselei prin gaze reziduale poate provoca ușor otrăvirea cu catalizator, așa că tratamentul gazelor reziduale prin uscarea electroforetică a vopselei trebuie să fie atent, utilizând arderea catalitică. În procesul de tratare și transformare a gazelor reziduale de pe linia de acoperire a caroseriei vehiculelor comerciale Dongfeng, gazele reziduale de la uscarea electroforetică a grundului sunt tratate prin metoda RTO, iar gazele reziduale de la uscarea vopselei superioare sunt tratate prin metoda combustiei catalitice, iar efectul utilizării este bun.
※Procesul de tratare a gazelor reziduale prin vopsire prin pulverizare:
Schema de tratare a gazelor reziduale din industria pulverizării este utilizată în principal pentru tratarea gazelor reziduale din camerele de vopsire prin pulverizare, tratarea gazelor reziduale din fabricile de mobilă, tratarea gazelor reziduale din industria producției de mașini, tratarea gazelor reziduale din fabricile de parapete, producția de automobile și tratarea gazelor reziduale din camerele de vopsire prin pulverizare din atelierele de automobile 4S. În prezent, există o varietate de procese de tratare, cum ar fi: metoda de condensare, metoda de absorbție, metoda de combustie, metoda catalitică, metoda de adsorbție, metoda biologică și metoda ionică.
1. Wmetoda de pulverizare cu apă + adsorbție și desorbție cu cărbune activ + combustie catalitică
Folosind un turn de pulverizare pentru a îndepărta ceața de vopsea și materialul solubil în apă, după filtrul uscat, într-un dispozitiv de adsorbție cu cărbune activ, cum ar fi adsorbția completă cu cărbune activ, apoi stripare (metoda de stripare cu stripare cu abur, încălzire electrică, stripare cu azot), după striparea gazului (concentrația crescută de zeci de ori) prin striparea ventilatorului în dispozitivul de ardere catalitică, arderea în dioxid de carbon și apă, după descărcare.
2. Wpulverizare cu apă + adsorbție și desorbție cu cărbune activ + metodă de recuperare a condensului
Se utilizează un turn de pulverizare pentru a îndepărta ceața de vopsea și materialul solubil în apă. După filtrare uscată, se trece la un dispozitiv de adsorbție cu cărbune activ, cum ar fi adsorbția completă cu cărbune activ, apoi se efectuează striparea (metoda de stripare cu stripare cu abur, încălzire electrică, stripare cu azot). După procesare, concentrația de adsorbție a gazelor reziduale se condensează și se recuperează materia organică valoroasă prin condensare. Această metodă este utilizată pentru tratarea gazelor reziduale cu concentrație mare, temperatură scăzută și volum redus de aer. Însă, investiția în această metodă necesită un consum ridicat de energie, costuri de operare, iar concentrația gazelor de eșapament din vopseaua pulverizată „trei benzeni” și a altor gaze de eșapament este în general mai mică de 300 mg/m3, având o concentrație scăzută și un volum mare de aer (volumul de aer din atelierele de vopsire a automobilelor este adesea peste 100.000). Deoarece compoziția solventului organic pentru gazele de eșapament din vopseaua automobilelor este dificilă, solventul de reciclare este dificil de utilizat și produce ușor poluare secundară, prin urmare, această metodă de acoperire nu se utilizează în general în tratarea gazelor reziduale.
3. Wmetoda de adsorbție a gazelor aste
Adsorbția gazelor reziduale din tratarea vopselelor pulverizate poate fi împărțită în adsorbție chimică și adsorbție fizică, însă activitatea chimică a gazelor reziduale „trei benzeni” este scăzută, în general nu se utilizează absorbție chimică. Fluidul absorbant fizic absoarbe mai puțin volatil și absoarbe componentele cu afinitate mai mare pentru încălzire, răcire și reutilizare pentru analiza absorbției de saturație. Această metodă este utilizată pentru deplasarea aerului, temperatură scăzută și concentrație scăzută. Instalația este complexă, investiția este mare, alegerea fluidului absorbant este mai dificilă, există două tipuri de poluare.
4. AEchipament de adsorbție cu carbon activat + oxidare fotocatalitică UV
(1): adsorbția directă a gazului organic prin adsorbție directă pe cărbune activ, pentru a atinge o rată de purificare de 95%, echipament simplu, investiție mică, funcționare convenabilă, dar necesită înlocuirea frecventă a cărbunelui activ, concentrație scăzută de poluanți, fără recuperare. (2) Metoda de adsorbție: adsorbția gazului organic în cărbune activ, desorbția aerului saturat cu cărbune activ și regenerarea acestuia.
5.OEchipament de adsorbție cu carbon activat + plasmă la temperatură joasă
După adsorbția mai întâi cu cărbune activ, apoi cu un echipament de plasmă la temperatură joasă pentru procesarea gazelor reziduale, se tratează standardul de descărcare a gazelor. Metoda ionică constă în utilizarea plasmei (plasmă ION) pentru degradarea gazelor reziduale organice, eliminarea mirosurilor neplăcute, eliminarea bacteriilor și virușilor și purificarea aerului. Aceasta este o tehnologie de înaltă tehnologie la nivel internațional, experți din țară și din străinătate fiind considerați una dintre cele patru tehnologii majore de știință a mediului în secolul XXI. Cheia acestei tehnologii constă în descărcarea prin blocarea mediului de înaltă tensiune sub forma unui număr mare de ioni activi de oxigen (plasmă), care activează gazul și produc o varietate de radicali liberi activi, cum ar fi OH, HO2, O etc., benzen, toluen, xilen, amoniac, alcani și alte gaze reziduale organice, degradarea, oxidarea și alte reacții fizice și chimice complexe, rezultând produse secundare non-toxice, evitând poluarea secundară. Tehnologia are caracteristici precum consum extrem de redus de energie, spațiu mic, operare și întreținere simple și este potrivită în special pentru tratarea diferitelor gaze componente.
Brezumat scurt:
În prezent, există multe tipuri de metode de tratare pe piață. Pentru a îndeplini standardele naționale și locale de tratare, de obicei vom alege mai multe metode de tratare combinate pentru a trata gazele reziduale, în funcție de propriul proces de tratare.
Data publicării: 28 decembrie 2022
