涂料行业有机废气来源与治理技术应用分析
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2021-08-30
有机废气是造成大气环境污染的一种重要物质，而涂料生产当中会产生大量的有机废气，如果不进行有效的治理会对大气环境造成破坏。对此笔者结合自身的实践经验对当前涂料行业有机废气的来源和治理技术进行分析，以为涂料行业有机废气的治理提供借鉴。
喷涂行业废气处理能够通过应用先进的设备。先进的加工工艺加强管理等措施降低有机废气的排放量，但是此行业产生有机废气是难以避免的， 仍需要采用较好的末端处理技术进行废气的治理。 对此下文主要对喷涂行业适合的末端废气处理技术进行分析， 并结合笔者的调查和查询的相关资料对涂料行业有机废气治理常用的几种方法进行分析和论述。
2.1 吸附法
涂料行业的有机废气主要包含苯、甲苯、二甲苯、醇类、酯类等物质，这些物质均能够被相应吸附物质进行吸附。从而将废气中的有机物从气相中转移到吸附剂当中，从而有效满足排放标准，其中可以用于涂料行业有机废气吸附的吸附材料包含活性炭、沸石和硅藻土等。 由于活性炭表面积较大。吸附能力较强且价格便宜，其应用更加广泛。但是单纯依靠吸附材料进行吸附。吸附后的吸附材料需要再生或处理，吸附的有机物再利用价值较小。而吸附剂的处理又造成二次污染，因此此方法仅适合一些废气浓度较低， 并且废气量较少不适合其他方法应用的有机废气处理 [3]。
2.2 燃烧处理法
焚烧处理是通过将涂料生产和使用中产生废气，加热到一定温度，利用空气中的氧气将其中的甲苯、二甲苯等有机物氧化为二氧化碳和水，从而使废气得到有效的净化。 此工艺处理效果较好，能有效*废气的排放达标，并且其中的热能可以进行回收利用。 其中当前焚烧处理工艺包含直接燃烧和催化燃烧，直接焚烧是将废气通过天然气或柴油等燃料加热到700℃~800℃，直接将废气中的有机物进行氧化曰催化燃烧是指将废气加热到 300℃~400℃，在催化剂的作用下将废气中的有机物进行氧化。 由于喷涂行业产生的废气大多数浓度并不高，直接燃烧处理需要额外补加大量的燃料，仅适合处理废气浓度在 2000 mg/m3 以上的废气。
2.3 有机溶剂吸收法
喷涂行业产生的有机废气中多数成分都能够在柴油或200#汽油中进行溶解，对此可以利用这类溶剂将喷涂行业产生的废气组分进行吸收， 吸收有机物后的溶剂可以作为燃料和稀释剂使用。 虽然这种方法操作简单，成本也较低，但是其处理效率不高，并且溶剂也具有一定的挥发性，因此喷漆行业应用此方法进行有机废气处理的企业并不多。
2.4 冷凝收集法
涂料生产过程中反应釜中产生的废气具有较高的温度和浓度，因此可以通过冷凝回收的方法进行处理， 但是此方法适合于废气沸点较高。浓度较高且具有回收价值的废气。
2.5 多方法联合处理
当前涂料行业产生的有机废气浓度不高，一般 VOCs浓度均小于 500 Nm 3 /h。 冷凝等方法并不适用，而单纯的吸附处理会产生大量的吸附废料，造成二次污染，而直接焚烧又会消耗大量的能源，因此当前企业多采用多种方法结合的方式进行涂料行业废气的处理。 一般需要首先利用吸附材料将废气中的有机物吸附后，利用高温气流可以将有机物解析的特点，将废气中有机物进行浓缩， 然后将脱附后浓缩的废气送至燃烧设备进行燃烧处理。 针对此工艺当前包含沸石转轮+RTO/RCO，活性炭吸附+RTO/RCO 等。
2.5.1 沸石转轮+RTO/RCO 处理工艺
此工艺中沸石转轮是指利用沸石分子筛作为吸附材料，设计成转轮的形式。通过转轮的旋转实现有机废气的吸附、脱附和沸石分子筛的再生等操作，从而有效将废气进行浓缩， 其中脱附是利用处理后的废气与新鲜空气进行混合，一般控制脱附温度为 300℃左右进行脱附。 而分子筛的再生是利用新鲜空气或低温有机废气将脱附后的高温沸石分子筛冷却至常温。 一般控制废气浓缩至 2000 mg/m3 左右，这样进入焚烧炉处理后。其中有机物的燃烧可以自行满足燃烧所需要的热量，从而有效降低能源的消耗， 而 RTO 和 RCO 是蓄热式氧化器和催化式氧化器的简称。其中两者都装有蓄热陶瓷，其作用是对排出的热量进行有效的回收。降低排气温度，RTO 未装有催化剂，燃烧温度控制在 750℃~900℃左右曰RCO 装有催化剂。燃烧温度控制在 300℃~400℃左右。 经过转轮浓缩后的有机废气经过 RTO/RCO 的高温氧化处理，达标后可以直接进行排放。 但是由于炉子是高温设备，在处理过程中需要做好*工作，如加装阻火器，应用 LEL 等设备进行废气浓度的检测，采用 PLC 或 DCS自控系统进行报警和连锁控制等。
2.5.2 活性炭吸附+RTO/RCO 处理工艺
此处理工艺和沸石转轮+RTO/RCO 处理工艺的原理基本相同，采用活性炭吸附器代替沸石转轮进行有机废气的浓缩。其中使用多个固定床活性炭吸附器交替进行吸附、 脱附和冷却处理。如废气风量为 60000 m 3 /h，可以设置三个 30000 m 3 /h的固定床活性炭吸附器，两个吸附器用于吸附，一个用于脱附和冷却，交替进行处理，其中活性炭的脱附温度控制在 120℃左右。经过活性炭吸附处理后的废气经过 RTO/RCO 的高温氧化处理，达标后可以直接进行排放。但是活性炭更易燃烧，因此需要更加注重*设施的设置，一般需要加装氮气系统，用于*保护，并且可实现活性炭的深度再生，延长活性炭的使用寿命。
3 结束语
涂料行业的有机废气主要来源于涂料生产工艺和使用过程当中，对此企业应针对生产工艺和设备进行优化，尽可能避免有机物的挥发， 同时针对挥发出的有机物进行有效的收集和处理， 当前针对反应釜中废气可以采用冷凝方法进行预处理，对于浓度较低但风量较大的有机废气，可以采用沸石转轮+RTO/RCO 处理工艺或活性炭吸附+RTO/RCO 等吸附和燃烧多联合处理工艺进行治理。
