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分子筛吸附浓缩转轮在汽车涂装行业中的应用

发布时间:2022-12-10      点击次数:657

汽车涂装是汽车制造过程中“三废”最多的环节;涂料中含有VOCs,但不释放VOCs;涂料在涂装过程中,70%的VOCs将挥发;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。


 

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汽车涂装工艺流程


01汽车涂装废气来源

在汽车涂装生产线中,废气主要产生于烘干室、喷漆室及晾干室区域。汽车涂装废气成分复杂,种类繁多。目前汽车涂装主要排气点如下:


(1)喷漆室废气

劳动安全卫生法规定,涂装工厂喷漆室的风速度应控制在0.25~0.35m/s的范围,排出废气为喷漆挥发的有机溶剂,主要成分为甲苯、二甲苯等,还含有少量未处理漆雾,危害物质为微量的苯、甲苯和二甲苯。二甲苯在大气中主要通过光解进行转化,转化速度慢,滞留大气时间相对较长,所以涂装车间通常以二甲苯排放浓度和排放速率作为对环境影响的主要依据。


(2)晾干间废气

中涂、面漆的湿漆膜在晾干过程中有机溶剂进行挥发,为防止晾干间的有机溶剂聚集发生爆炸事故,晾干间应进行送排风,风速一般控制在0.2m/s左右,排风废气的成份与喷漆室排风废气的成份相近,但没有漆雾,有机废气的总浓度比喷漆室废气偏大,通常与喷漆室排风混合后集中处理。调漆间、废水处理间也有类似晾干间的有机废气排放。


(3)烘干室废气

电泳涂料与中涂面漆烘干均有废气排出,烘干废气的成分包含有机溶剂、树脂固化、热分解生成物等成份。电泳烘干废气中的总有机物浓度一般在500~1000mg/m3,中涂面漆烘干废气的主要组成为有机溶剂,烘干废气中总有机物浓度一般在2500mg/m3左右,都超过了CB16297-1996《大气污染综合排放标准》的废气浓度限值要求,必须处理达标后才能排放。电泳涂料烘干废气的有机物浓度虽然比面漆烘干废气低一些,但其恶臭物质,如甲乙酮肟的浓度更大,嗅觉更易察觉,更应该进行处理。


02汽车涂装废气排放特点

 

汽车涂装废气流动图


汽车涂装废气排放特点


03VOCs治理工艺


目前,汽车涂装生产线采用较多的VOCs治理技术主要有:直接燃烧法、催化燃烧法、液体吸附法、活性炭吸附法等。在大量的实践应用中以上方法均存在处理效果不好、使用安全性不高等问题。目前,汽车涂装VOCs废气多采用沸石浓缩转轮+蓄热式焚烧炉(RTO)或者催化氧化炉(CO)的方法治理。

 

沸石分子筛吸附浓缩转轮+RTO组合工艺

 

沸石分子筛吸附浓缩转轮+CO组合工艺

 

04转轮在废气处理中的应用

大风量、低浓度的有机废气的燃烧或回收,不仅需要非常大规模的设备,而且会造成巨额运行成本。对于该问题,通过使用Napotec®分子筛吸附浓缩转轮装置可以将低浓度、大风量的有机废气浓缩成高浓度、小风量,从而减低设备投资费用和运行成本,实现经济有效有机废气处理。


①转轮工作原理

 

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工作原理

 

Napotec®分子筛吸附浓缩转轮装置利用吸附-脱附浓缩-冷却这一连续性过程,对VOCs废气进行吸附浓缩。其基本原理如下:


沸石分子筛转轮分为吸附区、脱附区和冷却区(面积比为10:1:1)三个功能区域,各区域由耐热、耐溶剂的密封材料分隔开来。沸石分子筛转轮在各个功能区域内连续运转。


在吸附区:废气中的VOCs物质被沸石转轮吸附,吸附后的废气在吸附风机的带动下,直接排入烟囱达标排放。


在脱附区:沸石转轮上吸附的VOCs被高温逆向脱附,脱附温度约为180~200℃。脱附气在脱附风机的带动下进入CO氧化分解。


在冷却区:为保证高的吸附效率,需对高温脱附后的转轮进行冷却。冷却气体冷却转轮吸附材后,自身被预热,作为脱附气的源气,再与来自CO的燃烧室来的高温净化气体进行混合预热,温度提升至180~200℃后逆向进入转轮脱附区进行高温脱附。


②Napotec®分子筛吸附浓缩转轮的特点

高性能、高效率:将吸附性能;良好的疏水性分子筛作为吸附剂使用,对于范围广泛的VOCs种类,不同的各种运转条件,都可以充分提供足够的性能。


高沸点溶剂的处理:使用疏水性沸石分子筛,利用不燃性、高耐热性的特点可以在高温条件下再生。因此,对于使用活性炭时因为有再生温度的限制而无法处理的高沸点VOCs,也能够处理。


惰性:即使是苯乙烯和环己酮等具有热聚合性高的VOCs,也能使用疏水性的分子筛高效率的进行处理。


清洗和活化:沸石分子筛转轮因为是在高温下烧结处理而成的,是无机物的结合体。如果发生蜂窝通路堵塞时,可以进行水洗。另外,沸石分子筛转轮也可以根据实际情况通过热处理进行高温活化。

 

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