Análise da composición dos gases de escape da pintura en aerosol

1. Formación e principais compoñentes dos gases residuais de pintura en aerosol

O proceso de pintura úsase amplamente en maquinaria, automóbiles, equipos eléctricos, electrodomésticos, barcos, mobles e outras industrias.

Materia prima da pintura: a pintura está composta por substancias non volátiles e volátiles, incluíndo substancias filmadas e substancias filmadas auxiliares. O axente de dilución volátil úsase para diluír a pintura, para lograr o propósito dunha superficie de pintura lisa e fermosa.

O proceso de pulverización de pintura produce principalmente néboa de pintura e contaminación por gases residuais orgánicos. A pintura, baixo a acción da alta presión, converte en partículas. Ao pulverizar, parte da pintura non chega á superficie de pulverización e difúndese co fluxo de aire para formar néboa de pintura. Os gases residuais orgánicos procedentes da volatilización do diluente e o disolvente orgánico non se adhiren á superficie da pintura, polo que a pintura e o proceso de curado liberan gases residuais orgánicos (informáronse centos de compostos orgánicos volátiles, que pertencen respectivamente a alcanos, alcanos, olefinas, compostos aromáticos, alcohol, aldehídos, cetonas, ésteres, éteres e outros compostos).

2. Orixe e características dos gases de escape do revestimento dos automóbiles

O taller de pintura de automóbiles debe realizar un tratamento previo da pintura, electroforese e pintura en aerosol na peza de traballo. O proceso de pintura inclúe a pintura en aerosol, o fluxo e o secado, nestes procesos produciranse gases residuais orgánicos (COV) e pulverización, polo que estes procesos requiren o tratamento dos gases residuais da sala de pintura en aerosol.

(1) Gas residual da sala de pintura en aerosol

Para manter o ambiente de traballo na pulverización, de acordo coas disposicións da Lei de Seguridade e Saúde Laboral, o aire debe cambiarse continuamente na sala de pulverización e a velocidade de cambio de aire debe controlarse dentro do rango de (0,25~1) m/s. A composición principal dos gases de escape é o disolvente orgánico da pintura en aerosol, os seus principais compoñentes son hidrocarburos aromáticos (tres bencenos e hidrocarburos non metanáticos totais), éter alcohólico e éster como disolvente orgánico. Debido a que o volume de escape da sala de pulverización é moi grande, a concentración total de gases residuais orgánicos descargados é moi baixa, normalmente duns 100 mg/m3. Ademais, os gases de escape da sala de pintura adoitan conter unha pequena cantidade de néboa de pintura completamente sen tratar, especialmente na sala de pulverización de pintura seca. A néboa de pintura nos gases de escape pode converterse nun obstáculo para o tratamento dos gases residuais, polo que o tratamento dos gases residuais debe ser pretratado.

(2) Gases residuais da sala de secado

Despois de pulverizar a pintura facial antes do secado, débese deixar fluír o aire, mollar a película de pintura con disolvente orgánico no proceso de secado dos volátiles. Para evitar un accidente de explosión por agregación de disolvente orgánico no aire interior, o aire da sala debe ser continuo, cambiando a velocidade do aire xeralmente controlada en torno a 0,2 m/s, a composición do escape e a composición do escape da sala de pintura, pero sen conter néboa de pintura, a concentración total de gases residuais orgánicos é maior que a da sala de pulverización, segundo o volume de escape, xeralmente a concentración de gases de escape na sala de pulverización é aproximadamente o dobre, pode alcanzar os 300 mg/m3, xeralmente mesturados cos escapes da sala de pulverización despois dun tratamento centralizado. Ademais, a sala de pintura, a piscina de circulación de augas residuais da pintura superficial tamén debe descargar gases residuais orgánicos similares.

(3)Dgases de escape secantes

A composición dos gases residuais de secado é máis complexa, xa que ademais do solvente orgánico, parte do plastificante ou monómero de resina e outros compoñentes volátiles tamén contén produtos de descomposición térmica e produtos de reacción. A imprimación electroforética e a secado de capas superiores de tipo solvente teñen descargas de gases de escape, pero a súa diferenza de composición e concentración é grande.

※Perigos dos gases de escape da pintura en aerosol:

Da análise sábese que os gases residuais da sala de pulverización, sala de secado, sala de mestura de pintura e sala de tratamento de augas residuais de pintura superficial teñen baixa concentración e gran caudal, e os principais compoñentes dos contaminantes son hidrocarburos aromáticos, éteres de alcohol e solventes orgánicos éster. Segundo a "Norma de emisións integral para a contaminación atmosférica", a concentración destes gases residuais está xeralmente dentro do límite de emisión. Para cumprir cos requisitos de taxa de emisión da norma, a maioría das fábricas de automóbiles adoptan o método de emisión a gran altitude. Aínda que este método pode cumprir as normas de emisión actuais, os gases residuais son esencialmente emisións diluídas sen tratar, e a cantidade total de contaminantes gasosos descargados por unha gran liña de revestimento de carrozaría pode chegar a centos de toneladas, o que causa danos moi graves á atmosfera.

Néboa de pintura en solventes orgánicos (benceno, tolueno e xileno) é un solvente tóxico forte que, ao actuar no aire do taller, pode causar intoxicacións agudas e crónicas tras a inhalación das vías respiratorias dos traballadores, o que pode danar principalmente o sistema nervioso central e o sistema hematopoético. A inhalación a curto prazo de altas concentracións (máis de 1500 mg/m3) de vapor de benceno pode causar anemia aplásica. A inhalación a miúdo de baixas concentracións de vapor de benceno tamén pode causar vómitos e síntomas neurolóxicos como confusión.

※Selección do método de tratamento de gases residuais para pintura en aerosol e revestimentos:

Ao elixir os métodos de tratamento orgánico, débense considerar en xeral os seguintes factores: o tipo e a concentración de contaminantes orgánicos, a temperatura e o caudal de escape orgánicos, o contido de materia particulada e o nivel de control de contaminantes que se debe acadar.

1Stratamento con pintura de oración a temperatura ambiente

Os gases de escape da sala de pintura, sala de secado, sala de mestura de pintura e sala de tratamento de augas residuais de capa superior son gases de escape a temperatura ambiente de baixa concentración e gran fluxo, e a composición principal de contaminantes son hidrocarburos aromáticos, alcol e éteres e solventes orgánicos éster. Segundo a norma GB16297 "Norma de emisións integral para a contaminación atmosférica", a concentración destes gases residuais está xeralmente dentro do límite de emisión. Para cumprir cos requisitos de taxa de emisión da norma, a maioría das fábricas de automóbiles adoptan o método de emisión a gran altitude. Aínda que este método pode cumprir as normas de emisión actuais, os gases residuais son esencialmente emisións diluídas sen tratamento, e a cantidade total de contaminantes gasosos vertidos por unha gran liña de revestimento de carrozaría pode chegar a centos de toneladas, o que causa danos moi graves á atmosfera.

Para reducir fundamentalmente a emisión de contaminantes dos gases de escape, pódense usar conxuntamente varios métodos de tratamento de gases de escape, pero o custo do tratamento de gases de escape con alto volume de aire é moi elevado. Na actualidade, o método estranxeiro máis maduro é concentrar primeiro (coa roda de adsorción-desorción para concentrar a cantidade total aproximadamente 15 veces) para reducir a cantidade total a tratar e, a continuación, usar o método destrutivo para tratar os gases residuais concentrados. Existen métodos similares na China, o primeiro usa o método de adsorción (carbón activado ou zeolita como adsorbente) para a adsorción de gases residuais de pintura en aerosol de baixa concentración e temperatura ambiente, con desorción de gases a alta temperatura, gases residuais concentrados mediante combustión catalítica ou método de combustión térmica rexenerativa para o tratamento. Está a desenvolverse un método de tratamento biolóxico de gases residuais de pintura en aerosol de baixa concentración e temperatura normal, a tecnoloxía nacional na fase actual non está madura, pero paga a pena prestarlle atención. Para reducir realmente a contaminación pública dos gases residuais de revestimento, tamén necesitamos resolver o problema desde a fonte, como o uso de vasos rotatorios electrostáticos e outros medios para mellorar a taxa de utilización dos revestimentos, o desenvolvemento de revestimentos a base de auga e outros revestimentos de protección ambiental.

2Dtratamento de gases residuais de secado

O secado de gases residuais pertence ao grupo de gases residuais de alta e alta concentración, axeitado para o tratamento mediante métodos de combustión. A reacción de combustión ten tres parámetros importantes: tempo, temperatura e perturbación, é dicir, a combustión en condicións 3T. A eficiencia do tratamento de gases residuais é esencialmente o grao suficiente da reacción de combustión e depende do control das condicións 3T da reacción de combustión. O RTO pode controlar a temperatura de combustión (820~900 ℃) e o tempo de permanencia (1,0~1,2 s) e garantir que se produza a perturbación necesaria (o aire e a materia orgánica están completamente mesturados), a eficiencia do tratamento é de ata o 99 %, a taxa de calor residual é alta e o consumo de enerxía de funcionamento é baixo. A maioría das fábricas de automóbiles xaponesas no Xapón e na China adoitan usar RTO para tratar centralmente os gases de escape do secado (imprimación, revestimento medio, secado da capa superior). Por exemplo, a liña de revestimento Huadu para automóbiles de pasaxeiros Dongfeng Nissan utiliza o tratamento centralizado RTO para o efecto de secado de gases de escape do revestimento, que é moi bo, e cumpre plenamente os requisitos das normativas de emisións. Non obstante, debido ao elevado investimento único en equipos de tratamento de gases residuais RTO, non é económico para o tratamento de gases residuais con pequenos caudais de gases residuais.

Para a liña de produción de revestimentos completada, cando se precise equipamento adicional de tratamento de gases residuais, pódese empregar o sistema de combustión catalítica e o sistema de combustión térmica rexenerativa. O sistema de combustión catalítica ten un pequeno investimento e un baixo consumo de enerxía de combustión.

En xeral, o uso de / platino como catalizador pode reducir a temperatura de oxidación da maioría dos gases residuais orgánicos a uns 315 ℃. O sistema de combustión catalítica pódese usar para o tratamento xeral de gases residuais por secado, especialmente axeitado para a subministración de enerxía de secado mediante quecemento eléctrico. O problema existente é como evitar a falla da intoxicación por catalizador. Pola experiencia dalgúns usuarios, para o secado xeral de pintura superficial de gases residuais, mediante o aumento da filtración de gases residuais e outras medidas, pódese garantir que a vida útil do catalizador sexa de 3 a 5 anos; o secado electroforético de pintura de gases residuais é fácil de causar intoxicación por catalizador, polo que o tratamento de gases residuais por secado electroforético de pintura de gases residuais debe ter coidado coa combustión catalítica. No proceso de tratamento e transformación de gases residuais da liña de revestimento de carrozarías de vehículos comerciais Dongfeng, os gases residuais do secado electroforético da imprimación trátanse mediante o método RTO e os gases residuais do secado superior da pintura trátanse mediante o método de combustión catalítica, e o efecto de uso é bo.

※Proceso de tratamento de gases residuais con revestimento de pintura en aerosol:

O esquema de tratamento de gases residuais da industria da pulverización úsase principalmente para o tratamento de gases residuais de salas de pintura por pulverización, o tratamento de gases residuais de fábricas de mobles, o tratamento de gases residuais da industria da fabricación de maquinaria, o tratamento de gases residuais de fábricas de varandas, a fabricación de automóbiles e o tratamento de gases residuais de salas de pintura por pulverización de talleres de automóbiles 4S. Na actualidade, existen unha variedade de procesos de tratamento, como: método de condensación, método de absorción, método de combustión, método catalítico, método de adsorción, método biolóxico e método iónico.

1. Oestemétodo de pulverización de auga + adsorción e desorción de carbón activado + combustión catalítica

Usando unha torre de pulverización para eliminar a néboa de pintura e o material soluble en auga, despois do filtro seco, nun dispositivo de adsorción de carbón activado, como a adsorción completa de carbón activado, logo decapado (método de decapado con decapado a vapor, quecemento eléctrico, decapado con nitróxeno), despois do gas de decapado (concentración aumentada ducias de veces) mediante o ventilador de decapado no dispositivo de combustión catalítica, a combustión en dióxido de carbono e auga, despois da descarga.

2. Oestepulverización de auga + adsorción e desorción de carbón activado + método de recuperación de condensación

Usando unha torre de pulverización para eliminar a néboa de pintura e o material soluble en auga, despois do filtro seco, nun dispositivo de adsorción de carbón activado, como a adsorción completa de carbón activado, logo a decapado (método de decapado con decapado con vapor, quentamento eléctrico, decapado con nitróxeno). Despois do procesamento, a concentración de adsorción de gases residuais condénsase e condénsase por separación e recupera a materia orgánica valiosa. Este método úsase para o tratamento de gases residuais con alta concentración, baixa temperatura e baixo volume de aire. Pero este método require un investimento elevado, un alto consumo de enerxía e custos operativos. A concentración de gases de escape de pintura en aerosol "tres bencenos" e outros gases de escape é xeralmente inferior a 300 mg/m3, baixa concentración e gran volume de aire (o volume de aire do taller de pintura de fabricación de automóbiles adoita ser superior a 100.000). Debido á composición do solvente orgánico de escape do revestimento de automóbiles, o solvente de reciclaxe é difícil de usar e produce facilmente contaminación secundaria, polo que o revestimento no tratamento de gases residuais xeralmente non se usa.

3. Oestemétodo de adsorción de gases

A adsorción do tratamento de gases residuais de pintura en aerosol pódese dividir en adsorción química e adsorción física, pero a actividade química dos gases residuais "tres bencenos" é baixa, xeralmente non se usa absorción química. O fluído absorbente físico absorbe menos volátiles e absorbe os compoñentes con maior afinidade para o quecemento, o arrefriamento e a reutilización para analizar a absorción por saturación. Este método úsase para desprazamento de aire, baixa temperatura e baixa concentración. A instalación é complexa, o investimento é grande, a elección do fluído de absorción é máis difícil, hai dúas contaminacións.

4. UnhaEquipo de adsorción de carbono activado + oxidación fotocatalítica UV

(1): adsorción directa de gas orgánico a través do carbón activado, para acadar unha taxa de purificación do 95 %, equipo sinxelo, pequeno investimento, funcionamento cómodo, pero é necesario substituír o carbón activado a miúdo, baixa concentración de contaminantes, sen recuperación. (2) Método de adsorción: gas orgánico na adsorción de carbón activado, desorción de aire saturado de carbón activado e rexeneración.

5.UnhaEquipo de adsorción de carbono activado + plasma de baixa temperatura

Despois da adsorción de carbón activado, primeiro cun equipo de plasma de baixa temperatura que procesa os gases residuais, tratarase o estándar de descarga de gas. O método de ións consiste en usar plasma (plasma ION) para degradar os gases residuais orgánicos, eliminar o mal cheiro, matar bacterias e virus e purificar o aire. É unha comparación internacional de alta tecnoloxía. Expertos nacionais e estranxeiros son considerados unha das catro principais tecnoloxías de ciencia ambiental do século XXI. A clave da tecnoloxía reside na descarga de bloques de medio de pulsos de alta tensión en forma dun gran número de ións activos de osíxeno (plasma), activando o gas, producindo toda unha variedade de radicais libres activos, como OH, HO2, O, etc., benceno, tolueno, xileno, amoníaco, alcanos e outros gases residuais orgánicos, degradando, oxidando e outras reaccións físicas e químicas complexas, e como subproduto non tóxico, evitando a contaminación secundaria. A tecnoloxía ten as características de consumo de enerxía extremadamente baixo, espazo pequeno, operación e mantemento sinxelos, e é especialmente axeitada para o tratamento de varios gases compoñentes.

Bresumo breve:

Agora hai moitos tipos de métodos de tratamento no mercado. Para cumprir cos estándares de tratamento nacionais e locais, normalmente elixiremos varios métodos de tratamento combinados para tratar os gases residuais, para elixilos segundo o seu propio proceso de tratamento real.