汽車4S維修店噴漆有機(jī)廢氣處理的方法工藝
隨著對于環(huán)保要求越來越嚴(yán)格,汽車4S維修店的廢氣治理問題也越來越得到重視。
1.有機(jī)廢氣的定義及危害
揮發(fā)性有機(jī)物(簡稱有機(jī)廢氣)是指在正常狀態(tài)下(20℃,101.3kPa)蒸汽壓在0.1mmHg(13.3Pa)以上,沸點(diǎn)在260℃(500°F)以下的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。這類物質(zhì)因其分子量小、沸點(diǎn)低、易揮發(fā),一般以氣態(tài)的形式存在,主要包括脂肪族、芳香族碳?xì)浠衔?、鹵代烴、醛、酮、醇等。同時,這類物質(zhì)也是大氣臭氧和二次有機(jī)氣溶膠污染的關(guān)鍵前提物。
有機(jī)廢氣的主要危害有:室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度過高時很容易引起急性中毒,輕者會出現(xiàn)頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現(xiàn)肝中毒甚至很快昏迷,有的還可能有生命危險。
2.汽車4S維修店噴漆房的主流形式
汽車4S維修店噴漆房主要分為:橫流式烤漆房、側(cè)面下沖式烤漆房、全下沖式烤漆房。
橫流式烤漆房:氣流從房的一端流向另一端。此種機(jī)型成本低,易安裝。缺點(diǎn)是霧狀物沿著車身側(cè)面移動,且霧氣不能從操作者的面部周圍除去,工作環(huán)境不盡人意。室內(nèi)烤漆溫度不平衡。影響質(zhì)量。
側(cè)面下沖式烤漆房:空氣通過天棚的過濾裝置進(jìn)入烤漆房,由房的側(cè)面墻根排出。這是中檔價格的烤漆房。由于霧狀物遠(yuǎn)離車身,且能從操作者的周圍除去霧氣,因而噴漆效果和工作環(huán)境均較理想。
全下沖式烤漆房體現(xiàn)了當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)??諝鈴奶炫镞M(jìn)入,通過地坑或地下室排放到外面。
目前汽車4S維修店主要采取側(cè)面下沖式烤漆房和全下沖式烤漆房兩種形式。
3.店噴烤漆房風(fēng)量及有機(jī)廢氣的濃度估算
根據(jù)統(tǒng)計,汽車4S店噴烤漆房的內(nèi)部空間在70m3~75m3,換氣次數(shù)在220次/h~320次/h之間,則噴烤漆房廢氣量在15000m3~25000m3之間,本次計算按照20000m3計算。4S店油漆/色漆量使用量一般在2~5kg/d。
油漆用量存在較大的波動,特別是在噴整車漆的時候,油漆用量更大,這也直接造成噴漆廢氣中污染物濃度波動值較大。在實(shí)際噴漆過程中,由于噴漆工操作原因,油漆用量可能更大,需要噴漆車輛較多時,噴漆+烤漆時間也可能被壓縮。
根據(jù)用漆量、漆成分以及噴漆特性,有機(jī)廢氣平均含量為20%,油漆使用量一般在0.2~3.2L/次,烘干工段二甲苯產(chǎn)生量為20.0~436.8mg/m3,TVOC產(chǎn)生量為39.9~873.6mg/m3。
由此可見,污染物濃度波動范圍大,且屬于間歇性排放。
4.現(xiàn)有治理技術(shù)
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,目前汽車4S店噴烤漆廢氣基本都采用的活性炭吸附法。活性炭吸附容量有限,需要在運(yùn)行管理中嚴(yán)格按照要求或者使用頻率進(jìn)行更換、解吸附,以保證活性炭對廢氣的處理效果,但因管理和監(jiān)管的實(shí)際困難,采用活性炭吸附法處理廢氣的店大多沒嚴(yán)格按照要求進(jìn)行活性炭的更換或者解吸附,因此后期處理效果并不理想。
5.其他處理技術(shù)
末端治理技術(shù)分兩兩大塊:回收利用技術(shù)、銷毀技術(shù)以及這兩種技術(shù)的組合工藝形式?;厥绽眉夹g(shù)包含:冷凝法、吸收(洗滌)法、吸附法、膜分離法;銷毀技術(shù)包含:燃燒法、催化燃燒法、生物降解法、光催化降解法、等離子體技術(shù)。其中膜分離技術(shù)、光催化降解法以及等離子體技術(shù)為近幾年興起的新技術(shù)。
光催化降解法:光催化降解有機(jī)廢氣有兩種形式:一種是一定波長的光直接照射使有機(jī)廢氣分解;另一種是催化劑存在下,光照有機(jī)廢氣使之分解。田中啟一和三口伸一郎等利用紫外光分解有機(jī)廢氣作了研究,有機(jī)氯化物和氟氯烴在波長185nm的紫外光照射下,兩種物質(zhì)都能在極短的時間內(nèi)分解,鹵代物的分解速度大于氟氯烴;三氯乙烯幾秒鐘內(nèi)即能分解成氧氣、氯氣、氟氣等。光分解可產(chǎn)生中間產(chǎn)物,可通過氫氧化鈉溶液處理或延長滯留時間等手段最終去除。光催化劑的基本原理就是在一定波長照射下,光催化劑使H2O生成(-H),然后-OH將(VO)氧化成二氧化碳、水。由于其相中具有較高的分子擴(kuò)散和質(zhì)量傳遞速率及較易進(jìn)行的鏈反應(yīng),光催化劑對氣相化學(xué)污染物的活性比水溶液中高得多。
低溫等離子體催化技術(shù):采用等離子體技術(shù)分解有機(jī)廢氣污染物時,等離子體中的高能電子起決定性的作用。數(shù)萬度的高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞,將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能,發(fā)生激發(fā)、離解、電離等一系列過程使氣體處于活化狀態(tài)。電子能量較低(<10eV)時,產(chǎn)生活性自由基,活化后的污染物分子經(jīng)過等離子體定向鏈化學(xué)反應(yīng)后被脫除。當(dāng)電子平均能量超過污染物分子化學(xué)鍵結(jié)合能時,分子鍵斷裂,污染物分解。
用等離子體聯(lián)合催化劑處理揮發(fā)性有機(jī)化合物,降解率比較高,一般都能達(dá)到90%以上。
6.不同治理技術(shù)的相關(guān)參數(shù)
6.1催化氧化法,廢氣量1000m3/h~100000m3/h,濃度范圍2000mg/m3~8000mg/m3,適宜溫度范圍≥0℃,適合處理噴涂、化工等行業(yè)中高濃度有機(jī)廢氣的治理,廢氣中無催化劑中毒物質(zhì),單位處理能力投資8~10萬元/1000m3,處理單位氣體運(yùn)行費(fèi)用0.4~1元/1000m3。
6.2吸附-蒸汽脫附-回收,廢氣量10000m3/h~150000m3/h,濃度范圍1000mg/m3~662500mg/m3,適宜溫度范圍0℃~45℃,適合處理印刷、化工等行業(yè),中等濃度,廢氣成分較為單一廢氣。單位處理能力投資0.5~4.2萬元/1000m3,處理單位氣體運(yùn)行費(fèi)用4~8元/1000m3。
6.3低溫等離子法:廢氣量1000m3/h~60000m3/h,濃度范圍<2000mg/m3,適宜溫度范圍<80℃,適合處理大風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣的治理,對油漆霧廢氣處理更適用。單位處理能力投資1.5~3萬元/1000m3,處理單位氣體運(yùn)行費(fèi)用0.8~1.4元/1000m3。
6.4光催化降解法:廢氣量1000m3/h~60000m3/h,濃度范圍<1000mg/m3,適宜溫度范圍<80℃,適合處理大風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣的治理,對油漆霧廢氣處理更適用。單位處理能力投資1~2萬元/1000m3,處理單位氣體運(yùn)行費(fèi)用0.8~1.4元/1000m3。