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探析轨道车辆涂装VOCs废气治理技术

时间:2020-10-27来源:本站浏览:14

1 轨道交通车辆制造中产生的涂装废气特征

轨道交通车辆涂装涂层包括防锈底漆、腻子、中涂漆和面漆,车辆内表面和底架下表面喷涂阻尼降噪涂料,部分列车底部喷涂防火涂料,目前涂装主要采用的仍是溶剂型涂料。其中,涂料中的溶剂组分又以苯系物( 甲苯、二甲苯较多) 、酯、醇、醚、酮为主,一般的涂料中有机溶剂占比为40%~ 60%。在喷涂工序,车辆车体每次完成一个涂层的喷涂后,都将进入喷漆室和烘干室,喷漆室和烘干室的VOCs产生量比例大约为5∶1~6∶1。

喷漆室废气主要污染物为未附着至工件表面的漆雾和工件表面涂料挥发出来的VOCs。为保证喷涂后工件的表面质量,喷漆室的气流要参考我国相关设计标准,喷漆室通常采用上进下排的气流组织方式,喷涂作业区空载风速不小于0.35m/s,有载时风速不低于0.5m/s。温度条件为18~28 ℃。因此,喷漆室废气的特点是风量大、VOCs浓度低( 大约为100~500mg/m3 ) ,且含一定的雾滴( 其中漆雾不超过1mg /m3 ) 。

烘干室由于要保持一定的温度,所以废气的风量不大,其组分与涂料中溶剂的组分基本一致( 醇类、酯类、醚类、酮类、苯系物等) ,由于烘干室温度相对较高,所以溶剂会在此工序中大量挥发出来,VOCs浓度一般在2500mg /m3 左右,产生的废气为VOCs中等浓度、高温型废气。

2 轨道交通车辆喷涂VOCs废气治理方案的选择

车辆喷涂车间生产一般都是喷漆室和烘干室同时工作,虽然烘干室废气的浓度和温度都较高,但是由于烘干室的风量较小( 约为喷漆室的1 /8~ 1 /12) ,因此车辆喷涂车间产生的VOCs废气一般采用2个工段的废气经混合后集中处理,且废气特性基本属于低温、低浓度、大气量、易吸附的VOCs废气。基于车辆涂装生产产生的VOCs废气特征和目前我国较高的排放标准要求,如北京地区工业涂装废气排放标准要求非甲烷总烃≤50mg /m3,总VOCs处理效率≥90%。综合该治理系统的一次性投资、长期运行费用、环保达标排放等性能,车辆涂装废气治理较为合理的处理技术为“废气的吸附浓缩净化+脱附废气的高温热氧化”组合治理方案。

吸附浓缩使用的吸附剂一般有分子筛和活性炭2 种,即将大风量低浓度的废气,吸附后实现达标排放,动态吸附饱和的区域,经再生气再生,气量降低若干倍,但再生气中污染物浓度则增加若干倍,从而实现系统处理能耗合理的目标。

表1 为分子筛和活性炭的性能对比。

活性炭的吸附能力较分子筛强,但随着使用时间和再生次数的增加,活性炭设备的吸附能力会明显下降。活性炭虽然在脱附再生后处理效率可以有效提高,但是在7 d 的运行周期内下降较快,很可能在最后几天出现不达标的情况,并且即使进行再生脱附,吸附效率也明显下降,一般在300d左右就必须更换。因此,为保证稳定的吸附处理效率,喷涂行业VOCs废气治理常用的吸附剂以沸石分子筛为主,同时疏水性改性沸石分子筛的应用进一步增加了其使用价值,浓缩工艺则以转轮吸附浓缩工艺为主。

高浓度VOCs废气的治理方案通常为燃烧法或热氧化法。目前主流燃烧方案有催化氧化( CO) 、蓄热热氧化( RTO) 和蓄热催化氧化( RCO)


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