处理油性喷漆废气的工程应用

解海祥

（台州市天弘环保科技有限公司 浙江台州 318000）

引言

对机壳、零件表面进行喷漆处理，是台州市某机车、电动车机壳生产企业的主要生产工艺之一，喷漆过程使用的油漆为油性漆，废气中的主要污染因子为乙酸丁酯、非甲烷总烃等。针对该公司排放废气的特征，采用以干式过滤+活性炭吸附-脱附催化燃烧设备。至该项目建成运行以来，排放口各项废气污染因子均稳定、达标排放。

1 工程概况

1.1 污染源强分析及设计风量、排放标准

该公司拥有平板涂装流水线3 条，用于底漆和面漆流平、烘干，每条平板涂装流水线配2 个喷漆台，喷漆台6 个，喷枪12把，单只喷枪喷涂最大流速8kg/h，每个喷台的尺寸为4.00×2.20×2.20，每个喷台配套2 台风机为4-72-6A,4KW。

油漆主要成分：

底漆：丙烯酸树脂80%，色粉5%，丁醚5%，乙酸丁酯10%；

面漆：聚氨酯树脂82%，色粉5%，助剂1%，丁醚2%，乙酸丁酯10%；

稀释剂：丁醚10%，乙酸丁酯40%，甲乙酮50%；

底漆配比1∶0.5，面漆配比1∶0.3。

废气处理后要求达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中的新污染源二级排放标准，15m 排气筒排放浓度非甲烷总烃为120mg/m3，颗粒物为120mg/m3。

1.2 工程设计

根据环保要求，考虑光氧催化、等离子净化设备不安全性，[2]目前处理油性喷漆废气较为认可的是活性炭吸附脱附催化燃烧和沸石转轮，但沸石转轮设备造价高，运行和后期维护成本也非常高，因此选用活性炭吸附脱附催化燃烧。同时需要配套干式过滤器。工艺如下：

喷漆废气→干式过滤器→活性炭吸附床→离心风机→高空排放。工艺流程说明：利用风机负压将喷漆废气收集进入干式过滤装置，先取出废气中的颗粒物，再进入蜂窝状活性炭床，利用其多微孔及巨大的表面张力等特性吸附有机气体，净化后高空排放；活性炭吸附饱和后，用热气流使有机气体脱出并送往催化燃烧床，在催化剂的作用下氧化分解，转化为二氧化碳和水。

经过实际测量，每台风机风量约为10000m3/h，6 个喷台共12个风机。根据企业生产实际和淡旺季的变化情况，废气处理分成2 套不同风量的处理系统，一套是配套2 条生产线80000m3/h，另一套是配套1 条生产线40000m3/h。2 套活性炭吸附设备共用一套脱附催化燃烧室。

1.3 主体设备参数

1.3.1 干式过滤器，3 套

过滤器的设备尺寸为1.8m×2.0m×1.8m，内部配套3 道过滤，从前到后分别G3、G4 过滤棉、F7 中效过滤袋。G3 为过滤纤维棉，能过滤部分颗粒物，而且容尘量较大，较为适合做预处理，G4进一步截留颗粒物质，最后的F7 截留剩余的小颗粒物。3 道过滤后保护后续的活性炭。G3、G4 更换周期为7 天一次，F7 更换周期为3 月一次。

1.3.2 活性炭吸附床，6 套

活性炭吸附床的尺寸为2.0×2.8×2.5，床体四周有保温层，空箱的过滤风速为＜1.0m/s，需每套吸附床处理风量为20000m3/h，要配套吸附电动阀、脱附电动阀、温度传感器、火感应器、消防喷淋管路等。每个吸附床需要配套3m3的蜂窝状活性炭，活性炭规格为100×100×100mm，壁厚0.5-0.6mm，小孔径，体密度450kg/m3，脱附温度＜120℃，风阻＜450Pa，吸附碘值＞800。

1.3.3 催化燃烧室，1 套

催化燃烧室的尺寸为1.8×1.8×3.5，设备有保温层，配套脱附电动阀、补冷风机、脱附风机、温度传感器、催化剂、加热管、防爆阀、阻火器等。加热功率为96kw，催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，以稀土材料作为催化剂的助催化活性组分，以少量的Pd、Pt等贵金属作为主催化活性组分。[3]催化剂规格为100×100×50，数量为500L。催化燃烧室控制温度在300℃。催化风量控制在2000m3/h。

1.3.4 离心风机

风机是依靠电机传动提高空气压力并输送气体的设备，系统采用4-72 型离心风机来带动气体。1 台4-72-12.5c，75kw 和1 台4-72-10c，37kw。

1.4 设备特点

（1）采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺，整个系统实现了净化、脱附过程循环，与回收类有机废气净化装置相比，无须配备压缩空气等附加能源，运行过程不产生二次污染，设备投资及运行费用低；

（2）使用特殊成型的蜂窝状活性炭作为吸附材料，由于其比重为条形活性炭纤维的8-10 倍，再生前吸附有机溶剂可以达到活性炭总重量的10%，具有使用寿命长，吸附系统运行阻力低，净化效率高等特点；

（3）采用优质贵金属钯、铂载在蜂窝状陶瓷上作催化剂，催化燃烧率达97%以上，催化剂寿命长，分解温度低，脱附预热时间短，能耗低；

（4）采用微机集中控制系统，设备运行、操作过程实现全自动化，运行过程安全稳定、可靠；

（5）在活性炭吸附床前采用预过滤器过滤小颗粒物，净化效率高，确保吸附装置的使用寿命。

2 运行情况

该项目废气处理设施于2018 年5 月调试完成并投入使用，至今运行已一年，处理效率稳定、运行成本较低，排放废气各污染因子达到了相应的排放标准的要求。

2.1 运行效果

该废气处理设施运行至今，定期对其进、出口进行监测的结果表明，各污染物指标能稳定达标排放。具体监测结果见表1。

表1 监测结果

2.2 工程经济分析

工程总投资156 万元，日常运行费用主要包括更换材料费用、电费、人工费用，电费按运行负荷170KW，功率因子0.75，电费单价1.0 元/度，更换材料费用10 万元/年，电费40 万/年，人工费5 万/年，合计为55 万/年。

结语

本文通过对已建成运行的干式过滤+活性炭吸附脱附催化燃烧处理喷漆废气的成功应用案例的研究分析，表明：干式过滤+活性炭吸附脱附催化燃烧处理喷漆废气，针对喷漆废气，设定合理的控制参数，活性炭的经过风速控制在＜1.0m/s，摆放高度为0.6m-0.8m，配合定期更换维护，吸附处理效率能稳定在85%以上；脱附温度控制在300℃，配套催化剂500L，风量控制在2000m3/h，处理效率能稳定在97%以上。