1. Ruiskumaalin poistokaasun muodostuminen ja pääkomponentit
Maalausprosessia käytetään laajalti koneissa, autoissa, sähkölaitteissa, kodinkoneissa, laivoissa, huonekaluissa ja muilla teollisuudenaloilla.
Maalin raaka-aine — maali koostuu haihtumattomista ja haihtuvista aineista, jotka eivät ole haihtuvia, mukaan lukien kalvoaine ja apukalvoaine. Haihtuvaa laimennusainetta käytetään maalin laimentamiseen sileän ja kauniin maalipinnan saavuttamiseksi.
Maalin ruiskutusprosessi tuottaa pääasiassa maalisumua ja orgaanista jätekaasua. Korkean paineen vaikutuksesta maali hajoaa hiukkasiksi. Ruiskutettaessa osa maalista ei pääse ruiskutuspinnalle, vaan diffundoituu ilmavirran mukana muodostaen maalisumun. Laimennusaineen haihtuessa syntyy orgaanista jätekaasua. Orgaaninen liuotin ei tartu maalipintaan. Maalin ja kovettumisen aikana vapautuu orgaanista jätekaasua (raportoitu on satoja haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka kuuluvat alkaaniin, alkaaneihin, olefiineihin, aromaattisiin yhdisteisiin, alkoholiin, aldehydiin, ketoneihin, estereihin, eettereihin ja muihin yhdisteisiin).
2. Auton pinnoitteen pakokaasun lähde ja ominaisuudet
Autonmaalaustyöpajan tulisi suorittaa maalin esikäsittely, elektroforeesi ja ruiskumaalaus työkappaleelle. Maalausprosessiin kuuluu ruiskumaalaus, virtaus ja kuivaus. Näissä prosesseissa syntyy orgaanista jätekaasua (VOC) ja ruiskutussumutetta, joten näissä prosesseissa on tehtävä ruiskumaalaushuoneen jätekaasun käsittely.
(1) Ruiskutushuoneen poistokaasu
Ruiskutustyön ympäristön ylläpitämiseksi työturvallisuuslain mukaisesti ilmaa on vaihdettava jatkuvasti ruiskutushuoneessa, ja ilmanvaihtonopeutta on säädettävä välillä (0,25–1) m/s. Poistoilman pääkoostumus on ruiskumaalin orgaaninen liuotin, jonka pääkomponentteja ovat aromaattiset hiilivedyt (kolme bentseeniä ja ei-metaani hiilivetyä yhteensä), alkoholieetteri ja esteriliuotin. Koska ruiskutushuoneen poistokaasujen tilavuus on erittäin suuri, orgaanisen jätekaasun kokonaispitoisuus on hyvin alhainen, yleensä noin 100 mg/m3. Lisäksi maalaushuoneen poistokaasu sisältää usein pienen määrän täysin käsittelemätöntä maalisumua. Erityisesti kuivan maaliruiskun talteenottohuoneessa pakokaasussa oleva maalisumu voi estää jätekaasujen käsittelyn. Jätekaasujen käsittely on esikäsiteltävä.
(2) Kuivaushuoneen poistokaasu
Maalauksen jälkeen ennen kuivumista on tärkeää ilmata, jotta maalikalvo kuivuu ja orgaaninen liuotin haihtuvat. Jotta sisäilman orgaanisten liuottimien kasautuminen ja räjähdys eivät pääse kasaan, huoneen ilman on oltava jatkuvassa tilassa. Ilman nopeuden muutoksen on oltava yleensä noin 0,2 m/s. Pakokaasun ja maalaushuoneen pakokaasun koostumus on sama, mutta se ei saa sisältää maalisumua. Orgaanisen jätekaasun kokonaispitoisuus on suurempi kuin ruiskutushuoneen pakokaasun. Pakokaasun määrä on yleensä noin kaksinkertainen ruiskutushuoneen pakokaasuun verrattuna. Pakokaasupitoisuus voi nousta 300 mg/m3:iin. Yleensä se sekoitetaan ruiskutushuoneen pakokaasuun keskitetyn käsittelyn jälkeen. Lisäksi maalaushuoneen ja pintamaalin jäteveden kiertoaltaan tulisi johtaa samanlaisia orgaanisia jätekaasuja.
(3)Dvuotava pakokaasu
Kuivausjätteen kaasun koostumus on monimutkaisempi, orgaanisen liuottimen, osan pehmittimestä tai hartsimonomeeristä ja muista haihtuvista komponenteista lisäksi, mutta se sisältää myös lämpöhajoamistuotteita ja reaktiotuotteita. Elektroforeettisen pohjamaalin ja liuotintyyppisen pintamaalin kuivauksessa on pakokaasupäästöjä, mutta niiden koostumus ja pitoisuus vaihtelevat suuresti.
※Ruiskumaalin pakokaasujen vaarat:
Analyysistä tiedetään, että ruiskutushuoneen, kuivaushuoneen, maalinsekoitushuoneen ja pintamaalin jätevedenpuhdistamon jätekaasun pitoisuus on alhainen ja virtaus suuri, ja epäpuhtauksien pääkomponentit ovat aromaattiset hiilivedyt, alkoholieetterit ja esteri-orgaaniset liuottimet. Ilmansaasteiden kattavan päästöstandardin mukaan näiden jätekaasujen pitoisuus on yleensä päästörajojen sisällä. Standardin päästömäärävaatimusten täyttämiseksi useimmat autotehtaat käyttävät korkealla tapahtuvaa päästömenetelmää. Vaikka tämä menetelmä voi täyttää nykyiset päästöstandardit, jätekaasu on olennaisesti käsittelemätöntä laimennettua päästöä, ja suuren korinmaalauslinjan päästämien kaasusaasteiden kokonaismäärä voi olla jopa satoja tonneja, mikä aiheuttaa erittäin vakavaa haittaa ilmakehälle.
Orgaanisessa liuottimessa oleva maalisumu — bentseeni, tolueeni ja ksyleeni ovat voimakkaasti myrkyllisiä liuottimia. Työpaikan ilmaan joutuessaan se voi aiheuttaa työntekijöiden hengitysteiden hengitettynä akuutteja ja kroonisia myrkytyksiä, jotka voivat pääasiassa vahingoittaa keskushermostoa ja hematopoieettista järjestelmää. Lyhytaikainen bentseenihöyryn korkea pitoisuus (yli 1500 mg/m3) voi aiheuttaa aplastista anemiaa. Usein matala bentseenihöyrypitoisuus voi aiheuttaa oksentelua ja neurologisia oireita, kuten sekavuutta.
※Ruiskumaalin ja pinnoitteen jätekaasujen käsittelymenetelmän valinta:
Orgaanisten käsittelymenetelmien valinnassa on yleisesti ottaen otettava huomioon seuraavat tekijät: orgaanisten epäpuhtauksien tyyppi ja pitoisuus, orgaanisen poistokaasun lämpötila ja virtausnopeus, hiukkaspitoisuus sekä saavutettava epäpuhtauksien torjuntataso.
1Srukoile maalia huoneenlämmössä käsittely
Maalaushuoneen, kuivaushuoneen, maalinsekoitushuoneen ja pintamaalin jätevedenpuhdistamon pakokaasu on huoneenlämmössä olevaa, matalapitoista ja suurivirtaista pakokaasua, jonka pääasiallinen koostumus on aromaattisia hiilivetyjä, alkoholia, eettereitä ja esteri-orgaanisia liuottimia. GB16297-standardin ”Ilman saastumista koskeva kattava päästöstandardi” mukaan näiden jätekaasujen pitoisuus on yleensä päästörajojen sisällä. Standardin päästömäärävaatimusten täyttämiseksi useimmat autotehtaat käyttävät korkealla tapahtuvaa päästömenetelmää. Vaikka tämä menetelmä voi täyttää nykyiset päästöstandardit, jätekaasu on pohjimmiltaan laimennettua päästöä ilman käsittelyä, ja suuren korinmaalauslinjan päästämien kaasusaasteiden kokonaismäärä voi olla jopa satoja tonneja, mikä aiheuttaa erittäin vakavaa haittaa ilmakehälle.
Pakokaasupäästöjen perustavanlaatuiseksi vähentämiseksi voidaan käyttää useita pakokaasujen käsittelymenetelmiä yhdessä, mutta pakokaasujen käsittelyn kustannukset suurilla ilmamäärillä ovat erittäin korkeat. Tällä hetkellä kehittyneempi ulkomainen menetelmä on ensin väkevöidä (adsorptio-desorptiopyörällä, jolloin kokonaismäärä väkevöidään noin 15-kertaiseksi) käsiteltävän kokonaismäärän vähentämiseksi ja sitten käyttää haitallista menetelmää väkevöidyn jätekaasun käsittelemiseksi. Kiinassa on samanlaisia menetelmiä. Ensimmäiset käyttävät adsorptiomenetelmää (aktiivihiili tai zeoliitti adsorbenttina) matalan pitoisuuden omaavaan huoneenlämmössä tapahtuvaan ruiskumaalin jätekaasun adsorptioon, ja korkean lämpötilan kaasun desorptioon väkevöityä jätekaasua käsitellään katalyyttisellä poltolla tai regeneratiivisella lämpöpolttomenetelmällä. Matalan pitoisuuden omaavaan normaalilämpötilaan perustuva ruiskumaalin jätekaasun biologinen käsittelymenetelmä on kehitteillä, mutta kotimainen teknologia ei ole vielä kypsä, mutta siihen kannattaa kiinnittää huomiota. Jotta pinnoitteiden jätekaasujen aiheuttamaa yleistä saastumista voidaan todella vähentää, on myös ratkaistava ongelma lähteestä alkaen, kuten sähköstaattisten pyörivien kuppien ja muiden keinojen avulla pinnoitteiden käyttöasteen parantamiseksi sekä vesipohjaisten pinnoitteiden ja muiden ympäristönsuojelupinnoitteiden kehittämiseksi.
2Drying jätekaasujen käsittely
Kuivausjätteen kaasu kuuluu keski- ja korkean lämpötilan jätekaasuihin, jotka soveltuvat polttokäsittelyyn. Palamisreaktiolla on kolme tärkeää parametria: aika, lämpötila ja häiriö eli 3T-olosuhteiden saavuttaminen. Jätekaasun käsittelyn tehokkuus on pohjimmiltaan palamisreaktion riittävä aste ja riippuu palamisreaktion 3T-olosuhteiden hallinnasta. RTO voi säätää palamislämpötilaa (820–900 ℃) ja viipymäaikaa (1,0–1,2 s) ja varmistaa tarvittavan häiriön (ilma ja orgaaninen aines sekoittuvat täysin). Käsittelytehokkuus on jopa 99 %, hukkalämpö on korkea ja käyttöenergiankulutus on alhainen. Useimmat japanilaiset autotehtaat Japanissa ja Kiinassa käyttävät yleensä RTO:ta kuivauspakokaasujen keskitettyyn käsittelyyn (pohjamaali, keskipinnoite, pintamaali). Esimerkiksi Dongfeng Nissan -henkilöautojen Huadu-maalauslinja käyttää RTO:ta keskitetysti käsittelemään pinnoitteen kuivauspakokaasuja erittäin hyvin ja täyttää täysin päästömääräysten vaatimukset. RTO-jätekaasujen käsittelylaitteiden suuren kertainvestoinnin vuoksi se ei kuitenkaan ole taloudellista jätekaasujen käsittelyssä, jos jätekaasuvirtaus on pieni.
Valmiilla pinnoituslinjalla, kun tarvitaan lisää jätekaasujen käsittelylaitteita, voidaan käyttää katalyyttistä polttojärjestelmää ja regeneratiivista lämpöpolttojärjestelmää. Katalyyttinen polttojärjestelmä on pieni investointi ja alhainen palamisenergiankulutus.
Yleisesti ottaen platinan käyttö katalyyttinä voi alentaa useimpien orgaanisten jätekaasujen hapettumislämpötilan noin 315 ℃:een. Katalyyttistä polttojärjestelmää voidaan käyttää yleiseen kuivausjätekaasujen käsittelyyn, ja se sopii erityisesti sähkölämmitteisten kuivausvirtalähteiden käyttöön. Ongelmana on kuitenkin katalyytin myrkytyksen välttäminen. Joidenkin käyttäjien kokemuksen mukaan yleisen pintamaalin kuivausjätekaasun katalyytin käyttöikä voidaan varmistaa 3–5 vuodeksi lisäämällä jätekaasun suodatusta ja muita toimenpiteitä. Elektroforeettisen maalin kuivausjätekaasu aiheuttaa helposti katalyytin myrkytyksen, joten elektroforeettisen maalin kuivausjätekaasun käsittelyssä on oltava varovainen ja käytettävä katalyyttistä polttoa. Dongfengin hyötyajoneuvojen korinmaalauslinjan jätekaasujen käsittely- ja muuntamisprosessissa elektroforeettisen pohjamaalin kuivauksen jätekaasu käsitellään RTO-menetelmällä ja pintamaalin kuivauksen jätekaasu käsitellään katalyyttisellä polttomenetelmällä, mikä on hyvä käyttövaikutus.
※Ruiskumaalipinnoitteen jätekaasujen käsittelyprosessi:
Ruiskutusteollisuuden jätekaasujen käsittelyjärjestelmää käytetään pääasiassa ruiskumaalaushuoneen jätekaasujen käsittelyyn, huonekalutehtaan jätekaasujen käsittelyyn, konepajateollisuuden jätekaasujen käsittelyyn, suojakaiteiden tehtaan jätekaasujen käsittelyyn, autoteollisuuteen ja autojen 4S-verstaiden ruiskumaalaushuoneen jätekaasujen käsittelyyn. Tällä hetkellä on olemassa useita käsittelyprosesseja, kuten kondensaatiomenetelmä, absorptiomenetelmä, polttomenetelmä, katalyyttinen menetelmä, adsorptiomenetelmä, biologinen menetelmä ja ionimenetelmä.
1. Wvesisuihkutusmenetelmä + aktiivihiilen adsorptio ja desorptio + katalyyttinen poltto
Maali- ja vesiliukoisen materiaalin poistaminen ruiskuttamalla tornia kuivasuodattimen jälkeen aktiivihiilen adsorptiolaitteessa, kuten aktiivihiilen adsorptio täydessä tilassa, sitten strippaus (höyrystripping, sähkölämmitys, typpistripping) ja strippauskaasun (pitoisuus kasvoi kymmeniä kertoja) poistaminen puhaltimella katalyyttiseen polttolaitteeseen palamisen jälkeen, palaminen hiilidioksidiksi ja vedeksi purkauksen jälkeen.
2. Länsivesisuihkutus + aktiivihiilen adsorptio ja desorptio + kondensaation talteenottomenetelmä
Maali-sumun ja veteen liukenevan materiaalin poistamiseen käytetään ruiskutustornia, kuivasuodattimen jälkeen aktiivihiilen adsorptiolaitteessa, kuten aktiivihiilen adsorptiolaitteessa, ja sitten strippaus (höyrystripping, sähkölämmitys, typpistripping). Jätekaasun adsorptiopitoisuuden ja kondensaation käsittelyn jälkeen arvokas orgaaninen aines erotetaan talteen. Tätä menetelmää käytetään jätekaasujen käsittelyyn, joissa on korkea pitoisuus, alhainen lämpötila ja pieni ilmamäärä. Mutta tämä menetelmä on investointien, energiankulutuksen ja käyttökustannusten kannalta erittäin vaativa, ja ruiskumaalauksen pakokaasujen "kolme bentseeniä" ja muita pakokaasuja sisältävä pitoisuus on yleensä alle 300 mg/m3, pitoisuus on alhainen ja ilmamäärä suuri (autoteollisuuden maalaamon ilman tilavuus on usein yli 100 000). Ja koska auton pinnoituspakokaasujen orgaaninen liuotinkoostumus ja kierrätysliuotin ovat vaikeita käyttää ja aiheuttavat helposti toissijaista saastumista, tätä menetelmää ei yleensä käytetä pinnoituksessa jätekaasujen käsittelyssä.
3. Länsikaasun adsorptiomenetelmä
Ruiskumaalin jätekaasun käsittelyn adsorptio voidaan jakaa kemialliseen adsorptioon ja fysikaaliseen adsorptioon, mutta "kolmen bentseenin" jätekaasun kemiallinen aktiivisuus on alhainen, eikä kemiallista absorptiota yleensä käytetä. Fysikaalinen absorboiva neste absorboi vähemmän haihtuvia aineita ja absorboi komponentteja, joilla on suurempi affiniteetti lämmitykseen, jäähdytykseen ja uudelleenkäyttöön kyllästymisabsorption analysoimiseksi. Tätä menetelmää käytetään ilman syrjäyttämiseen, matalaan lämpötilaan ja matalaan pitoisuuteen. Asennus on monimutkainen, investointi on suuri, absorptionesteen valinta on vaikeampaa ja saasteita on kaksi.
4. AAktivoitu hiiliadsorptio + UV-fotokatalyyttinen hapetuslaitteisto
(1): orgaanisen kaasun suora adsorptio aktiivihiilellä, jolloin saavutetaan 95 %:n puhdistusaste. Laitteisto on yksinkertainen, investointi on pieni ja käyttö on kätevää, mutta aktiivihiili on usein vaihdettava. Saastuttavien aineiden pitoisuus on alhainen eikä niitä voida talteen ottaa. (2) Adsorptiomenetelmä: orgaanisen kaasun adsorptio aktiivihiileen, aktiivihiilen kyllästämä ilma desorptio ja regenerointi.
5.AAktivoitu hiilen adsorptio + matalan lämpötilan plasmalaitteisto
Aktiivihiilen adsorption jälkeen ja sitten matalan lämpötilan plasmalaitteistolla jätekaasun käsittelyn jälkeen kaasupurkaus tapahtuu standardin mukaisesti. Ionimenetelmä on plasmaplasman (ION-plasma) käyttö orgaanisen jätekaasun hajottamiseen, hajun poistamiseen, bakteerien ja virusten tappamiseen sekä ilman puhdistamiseen. Tämä on kansainvälisen vertailun huipputeknologiaa. Asiantuntijat sekä kotimaassa että ulkomailla pitävät sitä yhtenä 2000-luvun neljästä merkittävästä ympäristötieteen teknologiasta. Teknologian avain on korkeajännitteisen pulssin avulla tapahtuva purkaus suuren määrän aktiivisten ionien ja hapen muodossa (plasma). Kaasun aktivointi tuottaa kaikenlaisia aktiivisia vapaita radikaaleja, kuten OH, HO2, O jne., bentseeniä, tolueenia, ksyleeniä, ammoniakkia, alkaania ja muita orgaanisia jätekaasuja hajottamalla, hapettumalla ja muilla monimutkaisilla fysikaalisilla ja kemiallisilla reaktioilla. Sivutuotteet ovat myrkyttömiä ja estävät toissijaisen saastumisen. Teknologian ominaisuuksiin kuuluu erittäin alhainen energiankulutus, pieni tila, yksinkertainen käyttö ja huolto, ja se soveltuu erityisesti erilaisten komponenttikaasujen käsittelyyn.
Byhteenveto:
Markkinoilla on nykyään monenlaisia käsittelymenetelmiä. Kansallisten ja paikallisten käsittelystandardien täyttämiseksi valitsemme yleensä useita yhdistettyjä käsittelymenetelmiä jätekaasun käsittelyyn ja valitsemme ne oman todellisen käsittelyprosessin mukaisesti.
Julkaisun aika: 28.12.2022
