催化燃燒法在噴漆廢氣處理中的應用

 

隨著***家現代化的快速發展趨勢，近年來人們越來越關注環境空氣質量，以揮發性有機化學空氣污染物為主的空氣污染日益嚴重。由于溶劑型涂料和水溶性樹脂涂料稀釋劑的應用，噴漆公司已成為揮發性廢氣的主要污染源。工業廢氣由于易揮發、成分復雜、揮發物不同而無法去除。催化燃燒法是工業廢氣處理的方法之一。解決了直接燃燒溫度標準下低濃度的VOCs蒸氣，具有清潔高效、無二次污染、低能耗的***點。是解決商業服務中VOC處理設備應用的***有效解決方案之一。

 

使用噴漆技術的化工廠、汽車、機械設備、電子設備、船舶等制造業也在不斷發展壯***。噴漆全過程排放的工業廢氣對周圍環境甚至人的身心健康都是有害的。有機廢氣主要是三苯基，部分還考慮了酯類、醚類、***環內酯類等成分。這種揮發性有機化合物輕度至頭痛和惡心，重度至抽搐和暈厥，損害人體免疫系統。為了合理應對這一問題，***家和部分省份實施了一系列相關法律法規和***氣生態環境保護標準，限制和整治有機廢氣造成的危害。

 

一、概述

 

催化燃燒是一種典型的氣固催化反應，它在催化劑的作用下降低了反應的活化能，使其能夠在250 ~ 350℃的較低起燃溫度下進行無焰燃燒。催化劑表面的有機化學物質產生空氣氧化，此外，產生CO2和H2O，并釋放***量熱量。由于其氧化還原反應溫度低，空氣中的N2被******抑制產生高溫氮氧化物。而且由于催化劑可以選擇性催化反應，有可能限制燃料中含氮化合物的空氣氧化全過程，使其***部分產生分子氮。

 

二、催化反應噴出的有機廢氣的組成及危害

 

在整個噴漆過程中，高壓氣體噴漆的噴漆***部分停留在產品工件上，其他沒有到達噴漆表層的噴漆顆粒和熔化噴漆顆粒的水滴漂浮在空氣中，整個噴漆過程中產生的揮發性有機化合物造成噴漆有機廢氣的環境污染。由于不同的噴漆使用的溶劑不同，所以整個噴漆過程中有機廢氣的成分也不同。以汽車噴漆為例，不同加工工藝生產的不同噴漆和建筑涂料中VOCs的組成和比例也有很***差異。某***型汽車涂料公司發現，VOCs的主要成分為甲酸仲丁酯、甲基異丁基酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯和二甲苯，甲苯和乙酸丁酯的比例接近50%。許多與工業園區相關的建筑涂料公司發現，苯、甲苯、二甲苯和正乙烷是揮發性有機化合物的主要成分。經過科學研究噴淋污水中揮發性有機物的***性，主要揮發性有機物為乙酸丁酯、乙苯、甲苯、二甲苯、丁二烯和乙酸丁酯。噴灑有機廢氣不容忽視。空氣中釋放的漆霧被呼吸系統吸入后會引起急慢性中毒，對身體的神經系統和造血系統造成傷害。吸入苯、二甲苯、醋酸丁酯等高濃度有機廢氣，會在短時間內抑制人的記憶能力、注意力和感覺運動能力，長期接觸會對肝臟產生毒副作用，甚至對神經中樞造成損傷。

 

三、噴漆廢氣處理及解決方案

 

去除漆霧后的噴漆廢氣主要含有揮發性有機化合物，其解決技術包括傳統清洗技術、新型清洗技術和復合清洗技術。燃燒法氧化噴漆有機廢氣中的有機燃燒空氣，將其轉化為CO2和H2O無害化學品，達到噴漆廢氣處理的目的。燃燒法可分為直接點火法、加熱燃燒法、催化燃燒法和蓄熱燃燒法。

 

1.直接燃燒法。高濃度易燃工業廢氣應選擇直接燃燒法。直接燃燒法必須有足夠的高溫，并保證點火室內空間有足夠的二氧化碳。如果二氧化碳量不足，點火不完全。如果co2的量太***，可燃濃度值將不會在火界內引起燃燒。為避免蒸汽爆炸，有機廢氣通常在加熱爐或敞口燃燒器中點燃，燃燒溫度超過1100℃；但是，當燃燒不完全時，一些空氣污染物和灰塵會排放到空氣中。此外，燃燒的能量無法回收，導致燃料動能受損。

 

2.催化燃燒法。催化燃燒法被認為是揮發性有機化合物處理設備中的一種高效有機廢氣處理技術。在催化劑的作用下，揮發性有機物在低溫(一般為200 ~ 400℃)下可被空氣氧化成零污染的CO2和H2O。催化燃燒法無二次污染，實際操作簡單，安全系數高，起燃溫度低；然而，VOCs凈化的實際效果是由催化劑的***性決定的。因此，選擇性能******的催化劑，科學開發設計，是高效的催化燃燒新方法。催化燃燒法可以解決廢氣濃度高、排氣量小的問題。但噴漆有機廢氣的排風量***，VOCs濃度一般小于300mg/m3，不適合噴漆廢氣的處理。

 

3.再生燃燒法。當有機廢氣濃度不高時，基本的直接燃燒和催化燃燒都不能保火，必須加入***量的能量，因此應選擇蓄熱式燃燒。目前蓄熱燃燒裝置有兩種:蓄熱加熱燃燒管式反應器(RTO)和蓄熱催化燃燒管式反應器(RCO)。對于RTO設備，一般由蓄熱式換熱器、熱機燃燒室和轉換閘閥組成。常見的基本模式有兩室、三室、多室RTO。在閘閥切換過程中，兩室RTO會產生管道內殘留廢氣與凈化后的有機廢氣一起排放的問題，導致一半以上的清洗周期時間達不到標準，清洗效率低于80%；三室RTO基本上改善了兩室RTO中的凈化室，解決了有機廢氣不經處理就排放的問題，但閘閥太多很難完成同步轉化，導致未經處理的有機廢氣混入清潔蒸汽，達不到標準；多室RTO也是如此。RCO設備一般由蓄熱催化反應爐和旋轉液壓換向閥組成，其中幾個蓄熱催化反應室是分開的。廢氣根據旋轉液壓換向閥的進氣口進入蓄熱催化反應室加熱，蒸汽溫度達到200-500℃后，經過另一個蓄熱催化反應室，在催化劑的作用下被凈化放熱。凈化后的高溫蒸汽吸收動能，通過蓄熱器降溫。***后根據旋轉液壓換向閥的出氣口排出。蓄熱燃燒技術的***勢在于清潔、高效、無二次污染。此外，它完成動能回收，節省燃料，具有******的應用前景。