隨著經濟發展,應用噴漆工藝的化工、房地產、汽車、機械、電子產品、船舶等行業也隨之不斷壯大。噴涂過程中排放的廢氣對周圍環境甚至人類健康帶來危害,噴漆廢氣主要以三苯(苯、甲 苯、二甲 苯)為主,有些還兼具酷類、醚類、酮類等組分。這些揮發性物輕則使人惡心,重則抽搐昏迷,傷害人體免疫系統。為解決這些問題,及部分省市已頒布一系列法律法規和大氣環境保護標準限制和治理廢氣產生的危害。針對噴涂工藝中產生的廢氣,本文將介紹不同處理技術,分析其優越以及存在問題,并從中尋規律,找出較優的處理凈化工藝方法。
1噴漆廢氣的成分及危害
在噴漆涂裝過程中高壓空氣噴射的油漆絕大部分停留在工件上,其他未到達噴涂表面的噴霧微粒與溶解噴漆微粒的水珠懸浮在空氣中,以及噴涂過程中產生的揮發性化合物形成噴漆廢氣污染環境。由于不同油漆涂料所用溶劑不同,因而在噴涂過程中產生的廢氣組分也不同。以汽車噴涂為例檢測出15種VOCs,包括苯系物(甲 苯、二甲 苯等)、酉旨類(乙酸乙酷、乙酸丁酷等)、酮類(甲基異丁基酮)和醚類(乙二醇丁醚)等。北京、上海、廣東、江蘇等地針對涂裝行業VOCs排放制定了相應標準。
VOCs成分及比例也大不相同。汽車涂料企業中發現VOCs主要成分為乙酸仲丁酷、甲基異丁酮、甲 苯、乙酸丁酷、乙苯和二甲 苯,且二甲 苯和乙酸丁酷所占比例接近50%。三角地區涂裝排放VOCs特征譜后得出其主要VOCs依次為乙酸乙酷、乙苯、甲 苯、二甲 苯、苯乙烯和乙酸丁酷等。對室內裝修的乳膠漆和硝基木器漆的揮發狀況進行模擬,得出乳膠漆產生的主要VOC為1,2-丙二醇,硝基漆含有的主要VOC為苯系物。因此噴漆廢氣處理要根據產生的VOCs種類不同選擇適宜的凈化技術。
噴漆廢氣對人類危害不容忽視,損害人體的神經和造血系統。吸入的苯、甲 苯、乙酸乙酷等廢氣短時間內會人的記憶力、注意力和感覺運動速度,長時間接觸會對肝臟造成毒性反應,甚至對中 樞神經造成破壞。
對連續從事裝修作業油漆工人健康調研得出,作業環境中苯及其苯系物明顯超標,油漆污染對工人的免疫功能和造血功能都有影響。在實際作業過程中,工人接觸的是多種化學物質的混合物,這些污染物的單獨、協同、拮抗、加和的聯合毒性作用是難以想象。因此,含有多種成分揮發性化合物的噴漆廢氣凈化處理就顯得尤為重要。
噴涂廢氣不僅含有揮發性物,還包含噴涂過程中懸浮在空氣中的漆霧,漆霧會影響后續廢氣處理,所以噴漆廢氣凈化前需要去除其中的漆霧,以便下一步對其中揮發性物凈化治理。
濕式凈化法是依據相似相溶原理,通過溶劑吸收(或者化學吸收)噴漆廢氣中的漆霧,常用的濕式凈化法有水簾式、無泵水幕式、文丘里式、水旋式等處理凈化法。
1、水簾式凈化法
水簾式凈化法是經過水泵循環噴淋產生流動的簾狀水層,水幕捕集飛散的漆霧,工藝流程。一般大型水簾式噴漆室將水簾斜坡放置在室底,通過循環水泵調節水簾形狀,當噴漆氣流通過水簾時,漆霧被附著留下。工業上常見的水簾式噴漆室設備主要由噴漆室室體、漆霧凈化器、水氣分離器、水過濾器、水循環管、照明裝置、風機、水泵及電器控制系統等部分組成。
水簾式凈化法可降低噴漆廢氣中漆霧的排放量,操作方便,結構簡單。但水幕凈化產生含有漆霧的廢水,需廢水處理防止二次污染;對于大型水簾噴漆室,大面積水簾會增大室內空氣濕度,影響工人工作環境和涂層質量。
2、無泵水幕式凈化法
無泵水幕式凈化法是利用空氣誘導提水形成水幕,當噴漆廢氣與水幕碰撞后,水幕截留霧狀微粒及其攜帶油漆的水珠;然后廢氣穿過水簾進入氣水攪拌通道,在通道中與水混合;進入集氣箱后由于氣速降低發生氣液分離,凈化后的氣體排放到大氣中,被分離的水在集氣箱中匯集流向溢水槽,再通過泛水板形成水幕,循環重復凈化噴漆廢氣,工藝流程。相對于水簾式凈化法,無泵式凈化法去除了水泵設備,優化了凈化流程,節約成本和占地面積,同時克服了漆霧茹附管道內壁導致水泵阻塞的現象。
3、文丘里水幕式凈化法
完整的文丘里水幕式噴漆凈化室由室體、送風系統、排風系統、供氣系統、供水系統、水密封系統、供電系統等組成。處理流程主要是運用文丘里效應的氣相負壓,氣流在文丘里喉口部位急劇加速,通過風口的均勻水流被充分霧化,利用霧化的水汽捕集廢氣中漆霧;較后在離心分離器中將含有油漆的水渣從氣流中分離以達到凈化效果,工藝流程。文丘里水幕式凈化可提高漆霧的捕集效率,同時能夠減少設備能耗,但是對于懸浮在噴漆室中漆霧處理效果并不好,漆霧容易茹附在噴漆室的壁板上。
4、水旋式凈化法
水旋式處理系統一般由室體、照明系統、送風系統、抽風系統、供水系統、水槽以及系統構成?;驹硎菍娖釓U氣經過水幕預清洗后通往水旋器,利用旋壓器內的高速氣流的沖擊力將水卷起,從而達到捕集漆霧目的,工藝流程。
該凈化裝置存在問題是各相鄰水旋器氣流之間相互干擾,氣流利用率低,使得水旋器霧化效果層次不齊;噴房底部漆泥不容易,維修清理困難。
5、小結
不同濕式處理方法雖然在性能、效率、維護等方面存在一些差異,但總體上去除漆霧效率較高。其缺點是漆霧茹附在室壁、管道、水槽中,長時間使用易形成較大漆團堵塞管道,所以還需使用化學絮凝劑處理漆霧廢水,因此研制成本低、效果好的漆霧絮凝劑是油漆處理行業的一個重要課題。