废气处理

       涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，是产品表面保护和装饰采用的最基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为：前处理→喷涂→干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、皮膜、水洗、烘干等工艺。在前处理除锈工艺中，有时候也会用到喷砂、抛丸或打磨工艺。涂装废气主要来自于前处理、喷涂、烘干（固化）过程，主要集中在喷漆生产线上，其中喷漆室、烘干室是废气的主要发生源。涂装过程中所排放的污染物主要为：前处理过程中产生的粉尘或酸雾，喷漆时产生的漆雾和有机溶剂，干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分，其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂，绝大部分属挥发性排放，其主要的污染物为苯、甲苯、二甲苯等，这三种都属于有机化合物，俗称“三苯”。另外，还有一定浓度的醇醚类和酯类等有机溶剂。

       苯，在常温下是甜味、可燃、有致癌毒性的无色透明液体，并带有强烈的芳香气味。它微溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。由于苯的挥发性大，暴露于空气中很容易扩散。苯主要通过呼吸道吸入（47-80%）、胃肠及皮肤吸收的方式进入人体。一部分苯可通过尿液排出，未排出的苯的代谢物进入细胞后，与细胞核中的脱氧核糖核酸（DNA）结合，会使染色体发生变异，导致癌变。长期接触苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘。有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12-15年。孕期动物吸入苯后，会导致幼体的重量不足、骨骼延迟发育、骨髓损害。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，苯在1类致癌物清单中。

       甲苯，常温下为液体，无色、带特殊芳香味、易挥发。具有麻醉作用，对皮肤有刺激作用。吸入甲苯蒸气时，对中枢神经有强烈的刺激作用。短时间吸入一定浓度的甲苯蒸气时，会引起过度疲惫、激烈兴奋、恶心、头痛等。长期吸入低浓度的甲苯蒸气时，会造成慢性中毒，引起食欲减退、疲劳、白血球减少、贫血。甲苯还可经皮肤吸收，溶解皮肤中的脂肪，应避免与皮肤直接接触。甲苯有急性毒性、刺激性、慢性毒性、致突变性、致畸性等特点。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，甲苯在3类致癌物清单中。

      二甲苯，也是无色透明液体，有芳香烃的特殊气味，广泛用于涂料、树脂、染料、油墨等行业做溶剂；是有机化工的重要原料。二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用。短期内吸入较高浓度本品可出现眼和上呼吸道明显刺激、眼結膜及咽充血、头晕、头痛、恶心、胸闷、四肢无力、意识模糊、脚步不稳，重者有躁动、抽搐或昏迷。长期接触二甲苯会出现神经衰弱、女性有可能导致月经异常。皮肤接触会发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，二甲苯在3类致癌物清单中。

• 涂装废气的处理方法

1.喷漆常温废气的处理

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，如果采用高空排放的办法，短期内并没有超过大气污染排放标准，但是，长此以往，按照总量来算，一些大型的涂装生产线每年排放的气体污染物可能高达数百吨，会对大气造成非常严重的危害。所以，在设计生产线的时候，为了环境保护和人类更长远的发展考虑，必须要提供科学合理的废气处理方案。目前，国外较为成熟的方法是，先将有机废气浓缩(用吸附-脱附转轮将总量浓缩15倍左右)，以减少需处理的有机废气总量，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。

活性炭吸附法

该方法主要是利用活性炭具有的优异的吸附性能，使有机溶剂蒸气吸附其表面，当加热烘干吸附介质时，被吸附的气体解析出来，经冷却成为液态，再经分离到达回收溶剂的目的。

活性炭吸附法，需设置过滤器和冷却器开展预处理，除去废气中的漆雾，并将废气降低至适当的温度，以保证活性炭不被堵塞，不会因废气温度过高而导致燃烧。由于活性炭吸附有机溶剂后，其吸附力将逐渐降低，为了保证吸附效率，需要脱附，使活性炭重新恢复活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脱附法，脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体，再进入分离器，使溶剂和水分离，到达回收溶剂目的，而分离水需经处理后才能排放。当前，活性炭吸附法有了新的发展，即以活性炭纤维代替通常使用的粒状或柱状活性炭，其使用寿命比普通粒状活性炭长3-4倍。国内也出现了以活性炭纤维（ACF）作为吸附介质，回收有机溶剂的装置。对于回收的溶剂有两种利用方法：重新分馏利用或燃烧产生热量。前者要视企业自身情况，可增加设备，自行分馏利用或委托溶剂生产厂家分馏利用。

后者需要在设备中增加催化燃烧室及热风循环系统，将从活性炭纤维上脱附的有机溶剂高温催化燃烧，并为设备的运行提供能量，因此不再需要蒸汽脱附有机溶剂，并且也不存在溶剂回收过程中对于分离水的处理要求。现在国际上最新的发展，是采用活性炭纤维布（ACFC）作为吸附介质，通电加热脱附回收有机溶剂。这种方法具有的优点：有机溶剂在固相和流体相之间的质量转移快，比粒状活性炭快2-20倍；ACFC使用寿命长；ACFC能够快速加热、不需要水蒸汽脱附，因而操作和维护简便，脱附的有机溶剂不需要除水，可以直接应用，并且不存在废水处理问题。

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。目前，RTO燃烧系统作为一种有效的废气处理技术，为很多大型的涂装生产线厂家所采用。

RTO燃烧系统

RTO燃烧系统是Regenerative Thermal Oxidizer Combustion System(可再生热能氧化燃烧系统/热能回收氧化器燃烧系统)的简称，其原理是可燃有机废气在摄氏760~1000度发生热氧化反应，生产二氧化碳和水等。废气首先通过蓄热体加热到接近热氧化温度，而后进入燃烧室进行热氧化，氧化后的气体温度升高，有机物基本转化成二氧化碳和水，净化后的气体，经过另一蓄热体，温度下降，达到国家排放标准后进行排放。

RTO装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可最大限度回收热能，热回收率大于95%，处理VOCs时不用或使用少量的燃料。若要处理低浓度废气，可选浓缩装置，以降低燃料消耗。根据客户需求，可设计两室、三室、多室或单室旋转式RTO装置。

RTO的优点：

对工况要求低，废气中可以含有多种有机成分；

处理风量范围大：1000~300000Nm³/h；

净化率高，两床式RTO净化率在95%以上，三床式RTO净化率在98%以上；

全自动控制，操作简单，操作费用低；

运行费用低，当VOC浓度达到400ppm时，不需要额外的燃料消耗。

不同燃烧室

RTO装置有两室、三室以及多室装置，两室RTO装置VOCs的去除率在95%～98%，三室RTO装置VOCs去除率可达到98%以上。

RTO与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比，具有热效率高（大于等于90%）、运行成本低等优点。它适应于同一生产线上，因产品不同，废气成份经常发生变化或废气浓度波动较大的场合。应用行业包括汽摩、造船、自行车、家电、集装箱等工厂的涂装线、石油化工、橡胶、涂料、粘胶、印刷、漆包线等生产线的废气处理，尤其适用于需要热能回收的企业，可将能源回收用于烘干线，从而达到节约能源的目的。

RTO燃烧系统的燃烧介质可选择燃气、天然气、柴油等，并且RTO废气处理设备一次性投资较高。