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　　噴漆廢氣處理工程技術規范

　　1 適用范圍

　　本標準規定了機械、電氣設備、家電、汽車、船舶、家具等行業噴漆廢氣處理工程的設計、施工、驗收以及運行管理的技術要求，可作為環境影響評價、可行性研究、設計施工、環境保護驗收及建成后運行與管理的技術依據。

　　2 規范性引用文件

　　(1)環境保護有關法律法規

　　(2)《大氣污染物綜合排放標準》GB162971996

　　3 總體設計

　　3.1 一般規定

　　3.1.1 酸洗廢水處理工程的設計建設，除應遵守本技術規范外，還應符合國家現行的相關強制性標準的規定。

　　3.1.2 應根據工業企業酸洗廢水的水質、水量、處理要求、處理目的等條件確定酸洗廢水處理工程的處理規模和處理工藝，做到保護環境、經濟合理、技術可靠。

　　3.1.3 處理工程技術方案的選擇應符合環境影響評價報告書批復文件的要求，滲濾液處理后出水應穩定達到GB8978 1996和有關地方排放標準的規定。

　　4 工藝技術要求

　　噴涂工序包括噴涂、流平和烘干，每個工序均有VOC排放。某汽車噴涂金屬車間底色漆，在噴漆室、流平室及烘干室的VOC產生量分別為60% 、35%、5%，罩光漆在3個工序的產生量分別為50%、20%和30% 。噴漆室或噴涂工序主要污染物為VOC和漆霧(顆粒物)，流平和烘干工序主要污染物為VOC。漆霧顆粒微小(絕大部分在10μm以下)、黏度大、易黏附在物質表面，凈化有機廢氣之前必須去除漆霧，然后再進一步去除廢氣中的甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等揮發性有機物。

　　目前國內外漆霧處理方法包括：過濾法、低溫冷凝法、油吸收法、水吸收法等，較多采用的是過濾法和水吸收法。經過除霧處理后的噴涂廢氣和流平、烘干廢氣主要含有揮發性有機物，還需經一步凈化治理。

　　凈化處理方法, 目前比較廣泛使用的有液體吸收法、直接燃燒法、催化燃燒法和活性炭吸附等四種不同的方法?；钚蕴课椒▋艋士蛇_95%以上, 若無再生裝置, 則運行費用太高;液體吸收法凈化率只有60%-80%, 這種方法實際應用存在吸收效率不高、油霧夾帶現象, 一般難以達到國家排放標準, 而且存在著二次污染問題; 催化燃燒法凈化率也可達95%, 但適合于處理高濃度、小風量且廢氣溫度較高的有機廢氣, 而噴漆廢氣中的“ 三苯”濃度一般低于300mgm3, 因此采用催化燃燒法處理也不合適。

　　目前大部分工廠在處理噴漆廢氣時采用水簾洗滌裝置或顆粒炭吸附法, 水簾洗滌法處理后的噴漆廢氣一般達不到《大氣污染物排放標準》GB16297- 96中的標準。顆粒炭吸附法一般未采取再生措施, 設施運行一定時間后需更換新炭。

　　各種廢氣處理裝置適用范圍見圖

　　5 工藝流程及參數

　　5.1　吸附法

　　吸附法是利用活性炭對有機成分的吸附作用,使有害成分從氣體中分離出來。在處理有機廢氣的方法中,吸附法應用極為廣泛,與其他方法相比具有去除效率高、凈化徹底、能耗低、工藝成熟等優點;缺點主要是當廢氣中有膠粒物質或其它雜質時,吸附劑容易失效。吸附法主要適用于低濃度的有機廢氣凈化。決定吸附法處理效率的關鍵是吸附劑。對吸附劑的要求一般是具有密集的細孔結構,內表面大,吸附性能好,化學性質穩定,耐酸堿、耐水、耐高溫高壓,對空氣阻力小等特點,常用的吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、人工氟石、爐灰渣等。在目前應用的吸附劑中活性炭性能最好,應用最廣泛。

　　活性炭又分顆粒狀和纖維狀兩類,相比較而言,顆粒狀活性炭氣孔均勻,除小孔外,還有0.5-5μm的大孔,比表面積一般為600～1600m2g,被處理氣體要從外向內擴散,通過距離較長,所以吸附解吸均較慢,經過氧化處理過的顆粒狀活性炭具有更強的親和力,一般用于固定床式活性炭吸附法。而纖維狀活性炭氣孔均較小,比表面積大,它是靠分子間相互引力發生吸附,相互不發生化學反應,是物理吸附過程,小孔直接開口向外,氣體擴散距離短,吸附解吸均較快,一般用于吸附濃縮法。固定床式活性炭吸附法適用于排放的有機廢氣濃度為0-0.1mgm3,風量為0-48000m3h 的工程;吸附濃縮法適用于有機廢氣濃度為0-0.6mgm3,風量為0-600000m3h的工程。

　　活性炭吸附工藝流程圖

　　傳統的吸附式廢氣處理設備均采用GAC ( Granular Aativated Carbon) 作為廢氣凈化的吸附材料。它們通常采用過熱蒸氣解吸回收。由于吸附器和風閥需要承受過熱蒸氣的壓力和廢氣廢水的侵蝕,其床身通常由厚鋼板焊接成圓筒形罐,設備重,體積大。再加上GAC 吸附器本身的工作阻力大，通常相當于HAC的八倍左右，GAC 噴漆廢氣處理系統所配排氣風機的運行功率大、噪音大。HAC(蜂窩狀活性碳)是由一定配比的吸附劑材料和粘接劑組成，經過一定的制備工藝形成獨特的蜂窩狀活性炭構造的吸附材料。它具有阻力小、結構合適、孔徑分布合理、濕度影響小、吸附性能好的特點。采用HAC 作為廢氣凈化吸附材料的噴漆廢氣處理系統通常采用熱風解吸,催化燃燒凈化有機廢氣。這樣，吸附器和風閥承受較低的風壓，沒有廢水的侵蝕，可以用較薄的鋼板制造。因此，HAC 噴漆廢氣處理系統具有以下特點：(1)一次完成廢氣處理工作，無二次廢水污染;(2)造價低, 設備投資可降低20%～30 %;(3)節省能源，運行費用可降低30 %左右;(4) 重量輕,占地面積少;(5)設備制造、安裝周期短，維修方便。HAC 與GAC 相比，在大風量、低濃度的廢氣凈化處理作業中，有明顯的優勢，為噴漆廢氣處理系統的普及推廣應用提供了一條新途徑。

　　5.2　熱破壞法

　　熱破壞法是目前工藝設備比較成熟、應用比較廣泛的一種方法。有機化合物的熱破壞是十分復雜的,包含一系列高分子分解、聚合及自由基反應,最重要的有機化合物破壞機理是氧化和熱分解。熱破壞法可分為直接火焰燃燒法、催化燃燒法和蓄熱式直接火焰燃燒法等。

　　5.2.1 直接火焰燃燒法

　　直接火焰燃燒法是一種有機物在氣流中直接燃燒和輔助燃料燃燒的方法。在多數情況下,有機物濃度較低,不足以在沒有輔助燃料時燃燒。直接火焰燃燒和催化燃燒法適用于有機廢氣濃度為0.1-1.4mgm3, 發熱值3345kJm3，風量在0-33000m3h的工程。對于高濃度的有機廢氣處理,在適當溫度和停留時間條件下,可達到95%以上的處理效率。

　　5.2.2 催化燃燒法

　　催化燃燒凈化是利用各種工業廢氣可以燃燒的特性,將廢氣經吸附劑濃縮后, 在催化劑和較低溫度(200-400℃)下進行無火焰燃燒, 將有機廢氣氧化分解為二氧化碳和水的技術或者將含有鹵素及其他元素的有機物轉化生成鹵化氫, 二氧化硫及很少的二氧化氮或其它金屬氧化物, 再經過吸收等凈化措施將有害氣體徹底轉化為無害氣體的一種凈化方法。

　　催化劑一般分為三種類型。貴金屬催化劑、非貴金屬催化負載型催化劑、復合氧化物催化劑與稀土(復合)氧化物催化劑。對于噴漆廢氣的催化燃燒, 采用非貴金屬催化負載型催化劑蜂窩載體, 充分利用其高比表面, 壓力降較片粒狀低, 機械強度大、耐磨、而寸熱沖擊的優良性能。同時為防止催化劑中毒, 在廢氣進入反應器前預處理裝置, 消除廢氣中的粉塵和毒物, 定期進行再生和清洗工作。

　　5.2.3 蓄熱式直接火焰燃燒法

　　蓄熱式直接火焰燃燒法是在2個燃燒室的下部分別放置一層蓄熱材料,2個燃燒室交替工作一個燃燒室的蓄熱層在廢氣燃燒時積蓄熱量,而廢氣進入另一個燃燒室前經過蓄熱層進行預熱,預熱溫度為250℃,燃燒室燃燒溫度為800-870℃,詳見圖1 。此系統熱效率可達95%以上,廢氣處理效率可達98 %以上。該方法適用于有機廢氣濃度為112-910mgm3 ,風量在4200-300000m3 h的高濃度大風量的工程。

　　蓄熱式直接火焰燃燒法示意圖

　　5.3 生物膜法

　　就是將微生物固定附著在多孔性介質填料表面,并使污染空氣在填料床層中進行生物處理,將污染物除去,并使之在空隙中降解成CO2、H2O和中性鹽。此方法適用于低濃度的有機廢氣處理,是研究治理有機廢氣的前沿和熱點技術。

　　5.4 組合工藝

　　5.4.1 吸附濃縮-催化燃燒工藝

　　對于大流量、低濃度的有機廢氣，燃燒或催化燃燒處理費用太高，不經濟。利用炭吸附具有處理低濃度和大氣量的優勢，先用活性炭捕獲廢氣中的有機物，然后用很小流量的熱空氣來脫附，這樣可使VOC富集10-15倍，大大地減少了處理廢氣的體積，使后處理設備的規模也大幅度地降低。把濃縮后的氣體送到催化燃燒裝置中，利用催化燃燒處理較高濃度的特點來消除VOC。催化燃燒放出的熱量可以通過間壁換熱器來預熱進入炭吸附床的脫附氣，降低系統的能量需要量。該技術利用炭吸附處理低濃度和大氣量的特點，又利用催化床處理適中流量、高濃度的優勢，形成一非常有效的集成技術。

　　活性炭吸附-催化燃燒工藝流程圖

　　5.4.2 霧化洗滌—超細過濾工藝及吸附—催化燃燒工藝

　　噴漆廢氣中漆霧顆粒微小、粘度大，易粘附物質表面，凈化有機廢氣前必須去除漆霧。傳統的漆霧去除方法一般采用水洗式噴漆室，該方法凈化效率低，無法達到前處理要求。通過實驗及工程實踐表明，霧化洗滌—超細過濾工藝去除漆霧效果顯著，效率高達90%以上。

　　1.工藝流程說明

　　噴漆廢氣產生于工件涂裝的噴漆工作臺，高壓空氣噴射出的油漆大部分留在工件上，其它的隨著廢氣帶出，形成漆霧粉塵。這些粉塵含量不高，粒徑較小，絕大部分在10µm以下，若未經處理，將很快堵塞活性炭微孔，使活性炭失效。噴漆廢氣經過霧化洗滌塔凈化處理，由于螺旋進氣及在高級霧化作用下，氣液充分接觸，廢氣中細小粉塵、未凝固的油漆顆粒及少量的有機廢氣被洗滌液吸收，廢氣由洗滌塔內絲網除沫器脫水后進入干式超細過濾器，對粉塵進行深度處理，確保廢氣中粉塵完全脫除。

　　廢氣進入兩臺JY型吸附床, 有機氣體被活性炭吸附, 干凈氣體由排氣筒外排。一臺吸附床經脫附再生后處于備用狀態。脫附再生時, 啟動催化燃燒床電加熱器, 預熱空氣, 并送入吸附床加熱活性炭, 活性炭達到一定溫度后, 吸附的有機氣體解析出來, 送入催化燃燒床, 在催化作用下, 有機氣體燃燒放熱,燃燒尾氣主要回用于活性炭加熱脫附, 部分外排。通過催化燃燒床使活性炭再生, 并完全凈化廢氣。

　　2.主要設備工藝有：

　　霧化洗滌塔。是粉塵、漆霧的預處理設備, 也可去除少量的有機氣體。選用高級霧化系統, 洗滌液可霧化成微小、均勻的液滴, 使氣液充分接觸, 可去除細微顆粒。

　　干式超細過濾器。能較完全地去除粉塵、漆霧,從絲網除沫器帶出的少量水汽也可截除。

　　JY型吸附床。凈化有機廢氣的主要設備, 設計中應重點考慮吸附材料、停留時間、氣流分布等問題。

　　催化燃燒床?；钚蕴吭偕臒崃縼碓? 凈化有機廢氣的最終設備, 是確保有機廢氣凈化效果的關鍵設備。

　　3.工藝參數

　　凈化設施“ 三苯”平均凈化率95.9%, 粉塵凈化率99%, 催化燃燒“ 三苯”轉化率98.2%, 采用霧化洗滌—超細過濾工藝及吸附—催化燃燒工藝治理噴漆廢氣取得很好的運行效果。

　　從上表可知每萬立方米噴漆廢氣運行費用僅5.4元, 運行費用中引風機的電費占76%, 催化燃燒電費占10%, 過濾材料費、水費、人工費等其它費均很低, 凈化系統達到最佳效能比。

　　7 施工與驗收

　　7.1 工程施工

　　7.2 工程驗收

　　8 運行與維護

　　8.1 運行

　　8.2 維護

　　8.3 應急處理措施

　　9.系統的安全生產

　　任何可燃燒物與氧或空氣的混合物都有兩種臨界組成, 即爆炸下限和爆炸上限。從理論上講, 在這兩個極限之間的混合氣體是可燃的或爆炸性的, 因為當一定濃度范圍內的氧和可燃組分混合物被點著后, 在有控制的條件下就形成火焰, 維持燃燒, 而在一個有限的空間內無控制地迅速發展則會形成爆炸。因此, 嚴格控制可燃濃度和氧氣含量極為重要。由于各種碳氫化合物在空氣中爆炸濃度下限時, 其燃燒的熱值及燃燒時的升溫大致相同, 因而常將可燃物濃度與熱值、溫升聯系起來, 把可燃物濃度用爆炸濃度下限的百分數來表示, 為1%LEL(Lower Expensive Limit)。大多數碳氫化合物每1%LEL所含熱值, 大約可使混合氣體溫升15.3℃ 。為安全計, 通常將可燃物濃度沖淡在爆炸濃度下限以下燃燒, 即將廢氣中可燃物濃度控制在25%LEL以下, 以防止由于混合物比例及爆炸范圍的偶然變化, 可能引起的爆炸或回火。為此, 在系統中的脫附風機、補冷風機進口, 均需裝有新鮮空氣進口管道。