涂料行业有机废气治理技术分析

时间:2018-01-03 浏览:

引入先进的处理技术可实现涂料企业的低排放和零污染。本文阐述涂料行业的有机废气治理技术,首先阐述了先进生产模式的引入,包括密闭生产模式以及生产管理等,在此基础上对有机废气的销毁处理进行了分析,随后以沸石转轮+焚烧和沸石浓缩+焚烧为例,讨论了涂料行业有机废气治理技术的前景。
涂料行业为了实现可持续发展,实现零排放与零污染,必须综合治理有机废气。涂料行业属于国务院在“大气十条”中所指定的二十五个重点行业之一,只有严格遵循新的标准,尽快进行旧设备的改造,采取一些必要的环保措施,才能使有机废气排放达到国家标准与行业标准,实现真正的绿色生产,践行企业的社会责任。本文结合笔者的实践经验,阐述涂料行业的有机废气治理技术。
1引入先进的生产模式
涂料行业的运营含有两个方面的内容,一是涂料的生产,二是树脂合成,相关的生产设备有窑炉、化学装置、制漆装置等,而以上几类装置均会排放有机废气,其中制漆装置所排放的有机废气处理难度是最高的,其特点为废气量大、浓度低,这也是全行业的关注焦点。为了使废气排放能够达标,涂料行业必须停止传统的粗放管理模式,积极引入先进的技术和环保设备,以科学化管理赢得环境效益。具体的做法包括:
(1)选用密闭生产模式。随着环保理念的强化,不少涂料企业已经开始将传统的生产模式向密闭生产转换,然而客观地说,很多企业并未彻底转换成功。举例来讲,一些企业依旧采取平盖式配料的模式,且调漆容器留有很大的缝隙,投料工序也未能完全密闭,所以生产过程中容易产生溶剂挥发;砂磨机是能够密闭的,由于频繁地与移动容器相互配合工作,移动容器产生有机废气;而容器的清洗的部分都由人工进行,产品灌装也往往是手工操作,这些过程均会造成有机废气的挥发,一方面对环境造成了污染,另一方面也对操作者的身体健康构成威胁。
因此笔者建议引入全密闭的生产方式,将现有的配料设备、调漆容器等均更换为更加环保密闭的釜式设备,通过管道进行液体投料,将投粉装置与料管牢固连接起来,需要投料时加一定的负压,在从而确保有机挥发性气体的减排。对于搅拌装置与砂磨设备,容器上安装密闭的盖子,将抽气管直接与盖上安装在一起,从而最大程度降低工作操作现场的有机废气排放;还有一种方法是在搅拌机以及砂磨设备上连接一个带有升降功能的盖子,也能够实现基本的废气零排放。如今企业生产的人力成本日渐上升,如采用自动化技术,包括自动清洗技术和自动换色技术等,同样能够很好地解决由于溶剂挥发导致的有机废气问题。
(2)采用科学的生产管理模式。涂料行业的一大特点就是伴随着大量低浓度的废气产生,这给日后的处理带来很大的难度。所以在环保管理方面,一个共识就是首先应该对所产生的大量废气进行浓缩。在生产工序的设计中,在必要的流程中进行密封,从而实现生产现场的废气零排放,并为后期的废气处理打下基础。然而以上的设计理念也有其不足之处,在实践中往往会出现部分区域的废气难以及时排除,生产车间中废气浓度居高不下的现象。究其原因,主要包含两个方面:一是一些区域应该关闭却没有严格执行,因此低压抽气未能发挥作用;二是在设备的管理上,发现缝隙没能及时填补,出现了漏气现象。为此一些企业所采取的方式是将所有的设备与风管阀门联合动作,并将容器所设置的盖子和搅拌马达联动管理等。此方案在技术方面是有效的,但涉及到较高的投资成本。笔者的建议是在日常生产管理方面下功夫,通过设立严格清晰的制度,在没有设备的地方关闭抽风设施,而有料设备在运行的时候则加大抽风的功率,操作完毕之后维持较小风量。此外,抽风所需的软管由于强度有限,应周期性地检查,一旦发现损坏应及时更换等。只有完全实现了精细化、制度化的生产管理模式,才能使设备改造的效益充分发挥出来,同时也可以减少后期环保投入,实现企业的可持续发展。
2有机废气的销毁处理
生产中有机废气的销毁处理最为常见的方法是回收法。回收法又能够细分为吸附冷冻法以及萃取分馏法等。为了节约成本,对原料进行重复利用,就需要纯净度较高的溶剂,必要的情况下还应对回收物进行进一步的提纯处理等。然而涂料行业较为特殊,在使用回收法时,由于有机废气里的溶剂浓度不足,所以会导致较大的回收成本。
在销毁法中,焚烧法是复杂度最低的一种方法。而在涂料行业,随着生产的进行会排放大量的低浓度废气,如果引入的是焚烧法,其设备的容积必将很大,如果企业的生产规模很大,则有可能设备不止一套。所以焚烧法并不可取。还有一种方法是吸附-脱吸法,就是把涂料行业产生的有机废气从大体积低浓度逐步转换成小体积高浓度,一方面能够降低焚烧法所需设备的容积,另一方面也能够减少所需的燃料。因此可以说将焚烧法与吸附⁃脱吸法结合在一起是一种较为可行的方案。此外,也有一些企业采用了微波催化氧化法等,但这项技术还未完全成熟,一些难题尚待解决。
也有一部分企业采用的是吸附法,这种技术的推广应用较广,优势在于投入很低,符合国家环保要求,但缺点是吸附剂的性能问题,通常的吸附剂很快就会达到饱和状态,如果不及时更换,则设备的运行是低效甚至无效的,如果经常对吸附剂就行更换则会造成难以承担的支出。
3废气处理技术的前景
由上文可知,当前的各类有机废气处理技术有着各自的优势和不足,因此两种及以上的技术可以达到更加令人满意的效果。在涂料生产领域还有一些具备研发和推广潜力的技术,阐述如下:
(1)沸石转轮+焚烧。近年来,沸石转轮技术逐渐走进环保发展的视野,这种技术的实质,是经由吸附-脱吸的过程,将涂料行业所排放的大量低浓度有机废气逐渐浓缩成少量的高浓度有机废气,在采取焚烧的方法使挥发性废气被完全销毁,这种方法的优势是不必准备过多的外加燃料,而其焚烧过程中所产生的热量也能够进一步辅助脱吸过程。
这种方法的优势,首先是具有很好的集成化特点,只需一个转轮设备就可以完成从吸附操作到脱吸操作等一系列流程;其次是传统的吸附剂使用的是活性炭,高温时极易自燃,而沸石转轮法则使用专用的吸附剂。并且,在装置不大的情况之下,还能够把焚烧设备全部安装在一个底座,为设备管理带来便利。这种处理模式也有一些不尽如人意之处:转轮所需的几个区域之间的分界并不明晰,有时候会发生串气;并且将沸石作为吸附剂,其利用率往往偏低,有时会导致过多的尾气排放;此外,当转轮密封出现问题的时候,会导致系统的效能收到很大影响;在很多情况之下,假若尾气处理没有经过除尘,就会发生介质堵塞的情况;而假如涂料企业的生产规模较大,则所需装置会占用较大的空间等。此外,有机废气从输入到输出的过程中,如果输入口的沸石已经完全饱和,但输出口依旧未达到饱和的时候,应该及时停止脱吸,不然就会导致输出的尾气有机挥发性气体的超标。由此可知沸石很难将自身的利用率发挥到百分之百。
(2)沸石浓缩+焚烧。这种方法使用流动床技术,能够使所有的填料均达到百分之百的吸附度,接着再实现脱吸;在操作过程中,流动床可以维持静止状态,所以不必涉及密封事项;而作为吸附介质的沸石则保持流动,在流动的过程中产生彼此之间的摩擦,从而将表面的粉尘颗粒去除掉,由此可知这种方法在有机废气的处理前是不必经过过滤步骤的;一般情况下,流动床的高度为1.2m左右,而流动床的面积则能够结合具体的需求做到很大,从而适合于各种流量的有机尾气;同理,床的截面也能够结合实际情况变成多种形状。一些规模较大的厂家需要处理大流量的有机废气,这时候的流动床由于面积大,就应着重解决吸附介质的均匀分布问题,目的是能够使大面积的平面上含有均匀的介质,并且窗体维持恒定,不随着外界的机械过程而发生大幅度震动等,使吸附粒子真正能够随机流动。
此处值得一提的是,一些规模很大的涂料公司,每天由于生产量较高,所以产生的溶剂达到一顿以上,所以有很好的回收再利用价值,通常的处理方法是焚烧炉,而为了实现有效的回收,可以将焚烧装置以冷凝设备替代,能够为企业带来很好的经济效益。出于节能的考虑,制冷冷量的回收也十分重要。笔者推荐以新式的热氮脱吸模式替换传统的热空气脱吸模式,一方面能够提升回收率,另一方面也增强了安全系数。
4结语
综上所述,对有机废气的治理成为了环境治理方面的重中之重。本文对已有的有机废气治理技术进行了比较,并对治理技术发展进行了展望。通过引入先进的处理,实现涂料企业的低排放和零污染是至关重要的。企业不管采取何种技术,都应该在技术方面和成本方面进行综合考虑,降低二次污染,为企业创造更高的经济效益。