喷漆废气中漆雾处理及有机废气净化技术分析

喷漆废气中漆雾处理及有机废气净化技术分析

赏国锋

上海贤晋质安环保科技有限公司   201209

摘要：在各生产行业的喷漆作业中，涂料和溶剂在喷枪喷出时会雾化，形成含有有机溶剂的漆雾颗粒，这些颗粒会随着空气流动进入周围环境，造成严重的空气污染。所以就要对喷漆废气中的漆雾进行处理，并采用吸附净化、冷凝技术、化学和物理吸收、催化燃烧法等技术进行有机废气的精华，进而实现废气处理和净化效果，保证人员和环境健康。

关键词：喷漆废气；漆雾处理；有机废气净化技术

引言：漆雾处理主要是通过物理或化学方法，去除喷漆过程中产生的漆雾颗粒，防止其排放到大气中。而有机废气净化则是指将废气中的有机物质去除，进而减少了对环境的污染。通过这些废气处理的技术，可以大幅减少喷漆污染物对大气环境的影响，保护生态环境，还可以降低操作人员接触这些有害物质的机会，保护他们的健康。

1.喷漆废气处理的优势

喷漆废气中含有挥发性有机化合物（VOCs）、颗粒物和重金属等有害物质，未经处理直接排放会对大气环境造成污染，影响人类健康和生态平衡，有效的废气处理可以减少这些有害物质的排放，保护环境和人民的健康。随着环保法规的日益严格，企业和工厂需要遵守相关的排放标准。通过实施喷漆废气处理，企业可以减少违规风险，避免因违反环保法规而产生的罚款和法律纠纷。积极实施环保措施，可以提升企业在社会中的形象，树立良好的社会责任感和绿色企业品牌，对企业的长远发展有益。虽然废气处理需要一定的初期投资和运行成本，但长期来看，它可以降低能源消耗，减少资源浪费，并通过废气中有价值物质的回收创造经济效益[1]。通过废气处理，相关企业可以更好的了解和控制生产过程中的污染物排放，促进生产工艺的优化和升级，提高生产效率和产品质量。喷漆作业产生的废气中含有的有害物质，如不经过处理，会对员工的呼吸系统、皮肤等造成健康风险，有效的废气处理可以创造一个更加安全和健康的工作环境。废气处理是企业实现可持续发展的重要组成部分，通过减少对环境的影响，可以促进经济社会的可持续发展。

2.喷漆废气中漆雾处理

2.1雾化洗涤

雾化洗涤技术是喷漆废气处理中的一种常见方法，其主要原理是通过喷嘴将清水或其他洗涤液雾化成小颗粒，与废气中的漆雾颗粒发生碰撞、拦截和吸收，从而将漆雾去除。在进行雾化洗涤的时候，主要是通过高压泵或喷嘴将洗涤液雾化成细小颗粒。喷漆产生的废气通过集气系统收集起来，废气在进入雾化洗涤塔之前，需要经过初效过滤器，以去除较大的颗粒物。废气进入雾化洗涤塔，在塔内，洗涤水通过喷嘴雾化成小颗粒，与废气中的漆雾颗粒发生碰撞、拦截和吸收，从而将漆雾去除，然后经过雾化洗涤处理后，将干净气体排出体外。雾化洗涤技术对喷漆废气中的漆雾颗粒处理效率可以达到90%以上，雾化洗涤塔的水量一般为每小时几吨到几十吨。雾化洗涤技术能有效去除废气中的漆雾颗粒，净化效果好，适用于各种类型的喷漆废气处理，适应性强。洗涤液能够循环使用，运行成本相对较低，设备操作也比较简便，维护方便。雾化洗涤技术广泛应用于喷漆房、涂装生产线等场合，用于处理喷漆过程中产生的漆雾废气。总之，喷漆废气中的雾化洗涤技术，对于保护环境和人体健康、提高生产效率具有重要的意义。

2.2利用干式超细过滤器进行处理

干式超细过滤器是一种高效、节能且无需水资源的漆雾处理设备，具体如图1所示。

图1 干式超细过滤器

首先，喷漆产生的废气通过集气系统收集起来。废气进入干式超细过滤器之前，通常会经过初效过滤器，以去除较大的颗粒物。其次，废气通过干式超细过滤器，该过滤器使用特殊处理的玻璃纤维丝作为过滤材料，能有效捕获微小的漆雾颗粒。例如，在25000m³/h污水站废气处理项目中，由于在喷漆过程中产生了大量的废气，其中含有微小的漆雾颗粒，这些漆雾颗粒对环境和人体健康有一定的危害。为了减少喷漆废气中的漆雾颗粒，该污水站就采用了干式超细过滤器进行处理。使用特殊处理的玻璃纤维丝作为过滤材料，这种材料具有高强度、高捕捉率和高耐温性。干式超细过滤器采用多层过滤结构，每层过滤材料的密度有一定的梯度，以提高捕捉效率。在过滤材料的背后，使用一层不同材质的支撑材料，以保持过滤材料的形状和稳定性。干式超细过滤器的过滤效率可以达到99%以上，对10微米以上的漆雾颗粒捕捉效率非常高。经过干式超细过滤器处理后的废气，其漆雾颗粒被有效去除，净化效果显著，净化后的气体排放到大气中。

2.3旋风分离技术

旋风分离技术是一种利用旋转气流产生的离心力实现固体颗粒与气体分离的方法，广泛应用于喷漆废气中漆雾的处理。旋风分离技术在喷漆废气处理中进行运用时，废气先进入到旋风分离器，在进气管中产生旋转，使废气中的漆雾颗粒获得足够的离心力。废气在旋风分离器内部旋转，颗粒在离心力的作用下向器壁移动，并沿着器壁向下移动至排渣口[2]。净化后的废气通过旋风分离器的中心排气口排出，上部空间则用来回收颗粒物。最终颗粒物通过排渣口排出，可通过振动筛或压缩空气等方式进一步除尘，实现漆雾的分离和回收。例如，某喷漆车间每小时排放废气量为10000m

3，喷漆过程中产生的漆雾颗粒物浓度为50mg/m3。那么就可以采用旋风分离器进行处理，旋风分离器的进口直径为1.2m，出口直径为0.6m，高度为2.5m，离心式风机的风量为8000m3/h。经过旋风分离器处理后，废气中的漆雾颗粒物浓度就可以降低至10mg/m3，这样就满足了排放的标准。而旋风分离器的除尘效率也可达到了80%。在实际运行中，旋风分离器每小时可处理喷漆废气6000m3，漆雾颗粒物浓度降低至5mg/m3以下，具有良好的处理效果。在应用这一技术的时候，需要注意的是，实际应用中旋风分离器的处理效果会受到多种因素的影响，如废气流量、颗粒物特性、旋风分离器的设计和操作条件等。因此，在选用旋风分离器时，需要根据具体的工艺条件和排放要求进行合理设计和选择。

3.喷漆废气中有机废气净化技术

3.1吸附净化

吸附净化是一种广泛应用于工业废气处理的技术，其原理是利用合适吸附剂的物理或化学性质，将废气中的有害成分吸附在其表面，从而达到净化废气的目的。当前吸附剂主要有活性炭和沸石，在废气净化中具有显著的效果。活性炭由于其较大的比表面积和多孔结构，具有很强的吸附能力，在许多大中型家具制造和汽车生产企业中，会选择使用活性炭作为吸附剂，开展喷漆有机废气的浓缩预处理工作，促使有机废气经过装有活性炭的过滤系统后，废气中的有害气体被吸附走，从而有助于提高后续工序，如冷凝和催化的效率，确保整个处理过程的稳定进行。沸石是一种具有规则孔隙结构的矿物，其在极端温度条件下，能保持稳定的物化学性质，不会发生分解或变性，且安全性良好。近年来，逐渐有企业意识到其优势，并开始采用沸石浓缩转轮系统，利用沸石捕获废气中的有害物质，实现对喷漆产生废气的预处理，具有较好的废气处理效果。总之，通过合理设计吸附装置和选择合适的吸附剂，可以有效净化喷漆过程中产生的有机废气，保护环境和人类健康。

3.2冷凝技术

冷凝技术原理是通过调整系统温度或压力条件，使气态污染物发生相变，从气态转变为液态，从而实现有害物质从废气中分离，据相关研究发现，在处理含有挥发性有机化合物和其他可凝气体的废气时具有良好效果。具体来说，冷凝技术可以分为直接冷凝和吸附浓缩后冷凝。直接冷凝是通过降低废气的温度，直至达到或低于其凝结点，从而实现气态污染物向液态的转换[3]。在该过程中，废气中的气态成分会在低温条件下发生物理变化，转变为微小的液滴，包含废气中的有害物质。当这些气态污染物转变为液态后，可以通过物理分离设备，如冷凝器和分离器，将废气有效分离。冷凝器通过传递热量将废气冷却，分离器利用物理原理，把气相中的污染物分离出来。吸附浓缩后冷凝是先利用吸附剂捕获废气污染物进行预处理，再通过冷凝过程将处理过的废气污染组分转化为液态，实现分离。该方法具有一定的灵活性，具体可以根据废气特性和处理需求，进行吸附剂和冷凝条件的选择，从而提高净化效果。在实际的工业应用中，集装箱制造企业应用冷凝技术较为广泛。这是因为集装箱喷漆过程中会产生大量挥发性废气，采用冷凝技术能够高效进行处理，且集装箱制造企业能够满足冷凝运行成本较高的要求。冷凝运行成本较高的主要原因是冷凝过程需大量能量来降低温度或改变压力，且后续液态污染物处理也需要一定的投资和维护成本。

3.3化学和物理吸收

化学和物理吸收常见废气处理方法之一，原理是利用废气中的污染组分与特定的吸收剂之间的相互作用来实现废气的净化，两者虽然在操作上有一定相似性，但是在机制和应用上有着明显差异。化学吸收主要依赖废气中的污染组分与吸收剂中的活性组分之间发生的化学反应。在化学反应下，能够将污染组分转化为其他形式，从而从废气中去除具有较高化学活性的污染物，但面对化学活性较低的污染物不太适用。物理吸收依赖于污染组分在吸收剂中的溶解能力。当废气通过含有特定吸收剂的介质时，如煤油等，污染组分会被吸收剂捕获并溶解在其中。物理吸收通常可以处理多类型污染物，但处理效率并不理想，尤其在面临当污染组分溶解度较低情况时，往往需要较长的时间来吸收有机废气。在喷漆行业，废气中常常含有“三苯”等化合物，其化学活性相对较低，因此，采用化学吸收法一般不会取得理想的效果，难以实现高效的废气净化。物理吸收法虽然可以应用于这种情况，但“三苯”等化合物在常见的吸收剂中的溶解度可能较低，物理吸收法效果可能存在不佳的现象。同时，在使用物理吸收法时，有概率性出现油物夹带的现象，某些污染组分在溶解过程中与吸收剂形成稳定的混合物，从而难以分离，所以应用也并不广泛。

3.4催化燃烧法

催化燃烧法是一种通过催化剂加速有机废气中可燃物质的氧化分解反应，从而实现有机废气净化的方法。在进行催化燃烧处理的时候，废气主要是进入水浴喷淋设备，通过水洗过滤去除废气中的大颗粒物和部分溶解性有机物。然后就要进入干式过滤箱，通过干式过滤材料进一步去除废气中的细微颗粒物[4]。接下来，废气进入活性炭吸附塔，活性炭的孔隙结构、比表面积、表面化学性质等都会影响其吸附能力，一般来说，孔隙越细小，比表面积越大，活性炭的吸附能力越强。废气中的VOCs种类、浓度、温度、湿度等因素都会影响吸附效果，不同种类的VOCs具有不同的吸附能力，浓度越高，吸附量越大。活性炭吸附塔的操作温度、压力、流速等也会影响吸附效果，通常，温度越低，吸附能力越强；流速越慢，吸附时间越长，吸附效果越好。最后，经过净化后的废气进入催化燃烧设备，在催化剂的作用下，有机废气中的可燃物质在较低温度下氧化分解。催化燃烧过程中产生的热量通过热交换器回收，用于预热进入催化燃烧设备的废气，经过催化燃烧处理后的废气，通过烟囱高空排放，满足环保标准。

例如，某喷漆房每小时排放废气量为5000m3，其中VOCs浓度为500mg/m3。采用催化燃烧法进行处理，催化燃烧设备的催化剂量为10kg，进口温度为200℃，出口温度为400℃。经过催化燃烧处理后，废气中的VOCs浓度降低至50mg/m3，满足了排放标准。催化燃烧设备的处理效率可达95%，在实际运行中，催化燃烧设备每小时可处理喷漆废气为3000m3，VOCs浓度降低至30mg/m3以下，具有比较好的处理效果。

结论：综上所述，对喷漆废气中的漆雾处理和有机废气净化技术进行分析，不仅可以降低废气对喷漆效果的影响，还能提升生产效率，节约资源。在进行漆雾处理的时候，主要是利用洗涤、过滤、旋风分离等方法进行处理；进行废气净化技术的时候，主要是利用吸附、冷凝、吸收、燃烧等方法进行净化处理，通过漆雾处理和净化处理，可以提升废气处理效果，让喷漆更高效。

参考文献：

[1]梁丽贞.喷漆作业项目的漆雾废气处理研究[J].皮革制作与环保科技,2023,4(21):166-168.

[2]段党全,郝江华,张政斌.喷漆有机废气净化处理工艺方法应用研究[J].现代涂料与涂装,2023,26(03):36-38.

[3]黄桂凤,周沛婕,李国平.喷漆废气中漆雾处理及有机废气净化技术探究[J].皮革制作与环保科技,2023,4(05):147-149.

[4]陈杰营.喷漆废气处理技术的分析[J].皮革制作与环保科技,2021,2(10):78-79.