涂裝廢氣處理設備概述

涂裝廢氣主要是涂料中含有的有機溶劑和涂膜在噴涂及烘干時的分解物，統稱為揮發性有機化合物（VOCs），主要成份有苯、甲苯和二甲苯，這些成分對人的健康和生活環境有害，并且有惡臭。如果人長期吸入低濃度的有機廢氣，會引發咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病，這是目前大家*的強烈致癌物。

涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層，是產品表面保護和裝飾采用基本的技術手段。涂裝工藝可以簡單歸納為：前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化（磷化）工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求，除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝，也在不同行業的不同部門按需擇用。

根據涂裝生產工藝，涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：前處理過程中產生的粉塵或酸霧，噴漆時產生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，大部分屬揮發性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。

2.涂裝廢氣處理設備的方法

對于涂裝排放的廢氣，可采用適當的方法進行凈化治理。凈化處理存在兩條途徑，一條是將廢氣中的有機溶劑回收利用，另一條是將廢氣中的有機溶劑分解為CO2和H2O。

2.1有機溶劑的回收利用

涂裝過程中產生的漆霧和揮發的有機溶劑，可進行回收利用的主要是有機溶劑。回收方法有活性炭吸附法、液體吸收法和冷凝法。

（1）活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積（500-1200m2／g）大，具有優異的吸附性能，使有機溶劑蒸氣吸附其表面，當加熱烘干吸附介質時，被吸附的氣體解析出來，經冷卻成為液態，再經分離達到回收溶劑的目的。

活性炭吸附法，需設置過濾器和冷卻器進行預處理，除去廢氣中的漆霧，并將廢氣降低至適當的溫度，以保證活性炭不被堵塞，不會因廢氣溫度過高而導致燃燒。由于活性炭吸附有機溶劑后，其吸附力將逐漸降低，為了保證吸附效率，需要脫附，使活性炭重新恢復活性。較為常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法，脫附后的混合氣體進入冷凝器冷卻成液體，再進入分離器，使溶劑和水分離，達到回收溶劑目的，而分離水需經處理后才能排放。當前，活性炭吸附法有了新的發展，即以活性炭纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭，其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內也出現了以活性炭纖維（ACF）作為吸附介質，回收有機溶劑的裝置。對于回收的溶劑有兩種利用方法：重新分餾利用或燃燒產生熱量。前者要視企業自身情況，可增加設備，自行分餾利用或委托溶劑生產廠家分餾利用。

后者需要在設備中增加催化燃燒室及熱風循環系統，將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒，并為設備的運行提供能量，因此不再需要蒸汽脫附有機溶劑，并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。

現在新的發展，是采用活性炭纖維布（ACFC）作為吸附介質，通電加熱脫附回收有機溶劑。

這種方法具有的優點：有機溶劑在固相和流體相之間的質量轉移快，比粒狀活性炭快2-20倍；ACFC使用壽命長；ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附，因而操作和維護簡便，脫附的有機溶劑不需要除水，可以直接應用，并且不存在廢水處理問題。

（2）液體吸收法是以液體作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達到凈化的目的。液體吸收法的關鍵是吸收劑的選擇。一般采用水作為吸收劑來處理水溶性涂料廢氣，采用柴油吸收涂裝生產烘干過程的有機溶劑廢氣。水作為吸收劑，存在廢水處理的問題，柴油作為吸收劑，因其本身易揮發、易燃，存在二次污染和安全風險，并且再生和處理也存在一些問題。因此，液體吸收法的應用不廣泛。

（3）冷凝法是通過采用低溫，使有機物組分冷卻至露點以下，進行液化回收。其適用于處理高濃度廢氣，特別是含有害物單純組分的廢氣；可作為燃燒與吸附凈化的預處理；可處理含有大量水蒸汽的高溫廢氣。該法所需設備和操作條件比較簡單，回收物純度高，但是，對廢氣的凈化程度受冷凝溫度的限制，要求凈化程度高，或處理低濃度廢氣時，需要將廢氣冷卻到很低的溫度，經濟上不合算。

2.2有機溶劑分解法

有機溶劑分解法有燃燒法、光氧催化法、等離子法、生物法、UV光解法。

（1）燃燒法

燃燒包括直接燃燒和催化燃燒，在國外較為成熟應用也較為廣泛，適合處理高濃度、小風量的VOCs，對整個技術的安全性與氣密性要求較高。處理大風量、低濃度的VOCs時需要有相關的濃縮技術對其進行前處理。

工作原理：高溫燃燒，就是將廢氣中的有機成分在高溫條件下進行燃燒處理生成二氧化碳和水。而催化燃燒則是在其中燃燒時借助催化劑的作用，降低反應所需的溫度，讓廢氣再室溫下即可燃燒生成二氧化碳和水。

（2）光氧催化法

光催化氧化技術是利用特種紫外線波段，將廢氣分子破裂，打斷其分子鏈，同時，通過分解空氣中的水和氧，使其成為具有高活性的臭氧或自由羥基，從而氧化廢氣分子，生成水和二氧化碳。加入催化劑，可提高反應速率和處理廢氣的效率，從而達到凈化廢氣的目的。

（3）等離子法

等離子體催化法適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫藥等行業。但是一次性投資巨大，且有一定的安全隱患。

有機廢氣經等離子激發、離解活化，然后活化的廢氣經高能射線在稀有金屬氧化物表面，與廢氣中的氧氣發生催化氧化反應，轉化為二氧化碳和水等物質。

（4）生物法

生物法有機廢氣的發展來源于污水生物處理，生物膜法是大風量、低濃度有機廢氣治理的前沿。它是將微生物固定附著在多孔性介質填料表面，并使污染空氣在填料床層中進行生物處理，可將其中污染物除去，并使之在空隙中降解；揮發性有機物等污染物吸附在孔隙表面,被孔隙中的微生物所耗用，并降解成CO2、H2O和中性鹽。用于有機廢氣生物法的處理裝置，目前主要有生物過濾器和生物滴濾過濾器，目前在國外已應用于甲苯、二氯甲烷、硫化氫、二硫化碳等廢氣的處理。采用生物法處理有機廢氣，運行費用低，處理效果穩定，但處理效率較低，一般在60-85%。對于不同的廢氣產生情況可采用不同的處理方法。

（5）UV光解法

UV光解法利用UV光解凈化設備發出特制的高能UV紫外線光束照射惡臭氣體，裂解H2S、硫化物、VOC類、苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能UV光束裂解惡臭氣體中細菌的分子鍵，破壞細菌的核酸（DNA），再通過臭氧進行氧化反應，*達到脫臭及殺滅細菌的目的。