喷漆涂装废气处理工艺（喷漆废气的危害）

一、喷漆涂装废气主要成分：

1.喷漆废气的形成及主要成分

喷漆工艺广泛应用于机械、汽车、电气设备、家电、船舶、家具等行业。

喷漆原料——油漆涂料由不挥发份和挥发份组成，不挥发份包括成膜物质和辅助成膜物质，挥发份稀释剂是用来稀释油漆，达到漆物表面光滑美观的目的。

油漆喷涂过程中主要产生漆雾和有机废气污染，油漆在高压作用下雾化成微粒，在喷涂时，部份油漆未到达喷漆物表面，随气流弥散从而形成漆雾;有机废气来自稀释剂的挥发，有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气(有文献报道可达上百种挥发性有机物，分别属于烷烃、环烷烃、烯烃、芳香类化合物、醇、醛、酮、酯、醚及其他化合物)。

2.汽车涂装废气的来源与特点

汽车涂装车间要对工件进行漆前处理、电泳和喷漆。涂漆工序包括喷漆、流平和烘干，在这些工序中会产生有机废气(VOCs)及过喷漆雾，故而这些工艺都需要进行喷漆房废气处理。

(1)喷漆室废气

为维持喷涂的作业环境，根据劳动安全卫生法的规定，喷涂作业时，喷漆室内应连续换风，换风速度应控制在(0.25～1)m/s的范围内。喷漆室换风排气废气的主要组成为喷漆挥发的有机溶剂，其主要成分为芳香烃(三苯及非甲烷总烃类)、醇醚类、酯类有机溶剂，由于喷漆室的排风量很大，所以排出的有机废气总浓度很低，通常在100mg/m3左右。另外，喷漆室的排气中经常还含有少量未处理完全的漆雾，特别是干式漆雾捕集喷漆室，排气中漆雾较多，可能成为废气处理的障碍，废气处理前必须预处理。

(2)晾置室废气

面漆在喷涂之后烘干之前，要进行流平晾置，湿漆膜在晾置过程中有机溶剂挥发，为防止晾置室内有机溶剂聚集发生爆炸事故，晾置室应连续换风，换风速度一般控制在0.2m/s左右，排风废气的成分与喷漆室排风废气的成分相近，但不含漆雾，有机废气的总浓度比喷漆室废气偏大，根据排风量大小不同，一般在喷漆室废气浓度的2倍左右，可达到300mg/m3，通常与喷漆室排风混合后集中处理。另外，调漆间、面漆污水循环水池也要排放类似的有机废气。

(3)烘干废气

烘干废气的成分比较复杂，除包含有机溶剂、部分增塑剂或树脂单体等挥发成分，还包含热分解生成物、反应生成物。电泳底漆与溶剂型面漆烘干均有废气排出，但其成分与浓度差别较大。

二、喷漆废气的危害：

分析可知，来自喷漆室、晾置室、调漆间、面漆污水处理间的废气，为低浓度、大流量常温废气，污染物的主要组成为芳香烃、醇醚类、酯类有机溶剂。对照《大气污染综合排放标准》，这些废气的浓度一般在排放限值以内，为应对标准中排放速率要求，多数汽车厂采取高空排放的办法。这种办法虽然可以满足目前排放标准，但废气实质上是未经处理稀释排放，一条大型的车身涂装线每年排放的气体污染物总量可能高达数百吨，对大气造成的危害非常严重。

漆雾中的有机溶剂——苯、甲苯、二甲苯等属强毒性溶剂，作业时散发至车间空气中，工人经呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒，主要引起中枢神经及造血系统的损害，短期吸入高浓度(1500mg/m3以上)的苯蒸气，即可引起再生障碍性贫血，经常吸入低浓度的苯蒸气也会引起呕吐、神智不清等神经症状。

三、喷漆涂装废气处理方法选择：

选择有机的处理方法，总体上应考虑以下因素：有机污染物的类型及其浓度、有机的排气温度和排放流量、颗粒物含量以及需要达到的污染物控制水平。

1、喷漆常温的处理

来自喷漆室、晾置室、调漆间和面漆污水处理间的废气为低浓度、大流量的常温废气，污染物的主要组成为芳香烃、醇醚类和酯类有机溶剂。对照GB16297《大气污染综合排放标准》，这些废气的浓度一般在排放限值以内，为应对标准中的排放速率要求，多数汽车厂采取高空排放的办法。这种办法虽然可以满足目前的排放标准，但废气实质上是未经处理稀释排放，一条大型的车身涂装线每年排放的气体污染物总量可能高达数百吨，对大气造成的危害非常严重。

为从根本上减少废气污染物的排放，可以联合利用几种废气处理方法进行处理，但大风量的废气处理成本很高。目前，国外较为成熟的方法是，先将浓缩(用吸附-脱附转轮将总量浓缩15倍左右)，以减少需处理的总量，再采用破坏性方法对浓缩的废气进行处理。国内也有类似的方法，先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附剂)对低浓度、常温喷漆废气进行吸附，用高温气体脱附，浓缩的废气采用催化燃烧或蓄热式热力燃烧的方法进行处理。低浓度、常温喷漆废气的生物处理方法正在研发之中，国内现阶段的技术尚不成熟，但值得关注。为真正减少涂装废气公害，还需从源头上解决问题，如采用静电旋杯等手段提高涂料的利用率、发展水性涂料等环保涂料等。

2、烘干废气处理

烘干废气属于中、高浓度的高温废气，适合采用燃烧的方法处理。燃烧反应都有3个重要参数：时间、温度、扰动，也即燃烧3T条件。废气处理的效率实质上是燃烧反应的充分程度，取决于燃烧反应的3T条件控制。RTO可以控制燃烧温度(820～900℃)和逗留时间(1.0～1.2s)，并保证必要的扰动(空气与有机物充分混合)，的处理效率可达99%，并且废热率高，运行能耗较低。日本及国内的多数日资汽车厂通常采用RTO对烘干(底漆、中涂、面漆烘干)废气进行集中处理。例如，东风日产乘用车花都涂装线采用RTO集中处理涂装烘干废气效果很好，完全满足排放法规要求。但由于RTO废气处理设备一次性投资较高，用于废气流量较小的废气处理时不经济。

对于已建成的涂装生产线，需增加废气处理设备时，可采用催化燃烧系统和蓄热式热力燃烧系统。催化燃烧系统投资小、燃烧能耗低。

一般来说，采用把/铂作为催化剂可将氧化大多数有机废气的温度降到315℃左右。催化燃烧系统可以用于一般的烘干废气处理，特别适用于烘干电源采用电加热的场合，存在的问题是如何避免催化剂中毒失效。从一些用户的使用经验来看，对一般的面漆烘干废气，通过增加废气过滤等措施，可以保证催化剂的寿命为3～5年;电泳漆烘干废气容易造成催化剂中毒，所以电泳漆烘干废气的处理应慎重采用催化燃烧方式。在东风商用车车身涂装线的废气处理改造过程中，电泳底漆烘干废气采用RTO法处理、面漆烘干废气采用催化燃烧方式处理，使用效果良好。

四、喷漆涂装废气处理工艺：

喷涂行业废气处理方案主要用于喷漆房废气处理、家具厂废气处理、机械制造业废气处理、护栏厂废气处理、汽车制造及汽车4S店喷漆房废气处理。目前存在多种处理工艺，如：冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法、生物法和离子法等。

1、水喷淋法+活性炭吸附脱附+催化燃烧

利用喷淋塔除去漆雾和可溶于水的物质，再经过干式过滤器，进去活性炭吸附装置，等活性炭吸附满的时候，再脱附(脱附方法有蒸汽脱附、电加热脱附、氮气脱附)，将脱附之后的气体(浓度较原来提高几十倍)由脱附风机进入催化燃烧装置燃烧，燃烧成二氧化碳和水，后排出。

2、水喷淋+活性炭吸附脱附+冷凝回收法

利用喷淋塔除去漆雾和可溶于水的物质，再经过干式过滤器，进去活性炭吸附装置，等活性炭吸附满的时候，再脱附(脱附方法有蒸汽脱附、电加热脱附、氮气脱附)，将处理后的废气吸附浓缩后冷凝，冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大，喷漆废气中的“三苯”及其它废气浓度一般低于300mg/m3，浓度低，风量大(汽车制造业喷漆车间的风量常在10万级以上)，且由于汽车涂装废气中有机溶剂的成分复杂，回收的溶剂难以处理利用，并易产生二次污染，所以涂装废气处理中一般不采用此法。

3、废气吸附法

喷漆废气处理吸附可分为化学吸附和物理吸附，但“三苯”废气化学活性低，一般不采用化学吸收。物理吸收液吸收较少的挥发性，它吸收的成分具有较高的亲和力的加热，冷却和再利用分析饱和吸收。该方法用于排气量，低温度，低浓度。安装复杂，投资大，吸收液的选择更加困难，有两个污染

4、活性碳吸附+UV光催化氧化设备

(1)：直接通过活性炭直接吸附有机气体，达到净化率95%，设备简单，投资小，操作方便，但需要经常更换活性碳，低浓度污染物，无恢复。(2)吸附法：有机气体在活性炭吸附，活性炭饱和空气解吸和再生。

5、活性炭吸附+低温等离子设备

先经过活性炭吸附后，再用低温等离子设备处理废气后，将处理后达标的气体排出，离子法是利用等离子Plasma(ION等离子体)降解有机废气、祛除恶臭、杀灭细菌、病毒、净化空气是国际上比较的高新技术，国内外专家称之为21世纪环境科学四大技术之一。该技术的关键是通过高压脉冲介质阻挡放电的形式产生大量活性离子氧(等离子体)，将气体激活，产生各种活性自由基，如OH、HO2、O等，对苯、甲苯、二甲苯、氨气、烷烃类等有机废气发生降解、氧化等复杂的物理和化学反应，且副产物无毒，避免二次污染。该技术具有能耗极低，占地空间小，运行维护简单等特点，特别适用多种组分气体的处理。

小结：

现在市面上有很多种废气处理方法，为了达到国家和地方的处理标准，通常我们会选几种处理方法组合起来处理废气，要选用符合自己实际的处理工艺进行处理。


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