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  喷淋活性炭吸附法在家具行业VOCs治理中都有哪些应用

发布时间:2020-07-02 11:02      点击:

家具厂在生产家具的过程中,喷涂工序均不可避免地产生大量挥发性有机物(VOCs),若不对其进行处理,将对周边环境造成严重影响。广东某家具厂主要产品为木质家具,有机废气产生源为喷漆房,原有处理工艺仅为水帘柜喷淋除雾,不能满足相关环境标准的要求,厂方希望对这种状况进行彻底整改。
 
由于喷漆废气中涉及VOCs成分复杂,具有排放浓度较低(一般<200mg/m3)、含大量漆雾粉尘等特点,治理难度较大,经工艺比选采取了喷淋-活性炭吸附组合工艺对其进行综合治理。
 
1工艺比选
 
工业上常用的有机废气净化方法有吸收法、吸附法、冷凝法、生物法、光催化降解、燃烧法等。
 
吸收法是选用合适的液体吸收剂吸收去除气态污染物,如水中加入酸碱液体、表面活性剂等制成吸收剂,将有机污染物进行吸收从而得到净化,对甲苯等净化效率可高达91.26%[1]。通常采用的设备为填料塔或喷淋塔。
 
吸附法主要利用多孔性吸附材料来吸附废气中的污染物,吸附剂种类繁多。家具行业最常用的吸附剂是活性炭,具有性能稳定、抗腐蚀等优点,能适用于吸收大风量、低浓度的有机废气。
 
工业上常用的是固定床吸附装置,优点是设备结构简单,操作方便,吸附剂磨损小,缺点是需定期更换吸附剂。
 
冷凝法是将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,分离回收有价值的有机物,多适用于浓度高、有回收价值的有机废气处理。
 
生物法是将废气与微生物接触,被微生物捕获降解、氧化,使污染物分解成无害的无机物。由于有机废气中的成分在水中溶解度较低,气液相传质存在较大阻力,微生物处理效率较低[2],目前家具行业上的应用实例较少,技术上有待探索和完善。
 
光催化降解技术主要是利用催化剂的光催化活性,氧化吸附在催化剂表面的目标污染物,以实现VOCs的降解,适用于处理低浓度、大风量气体。然而光催化降解产物主要为亲水性VOCs[3],形成二次污染物,其处理效率有待提高。
 
燃烧法是将废气中的有机物燃烧氧化,彻底转换成CO2和H2O以达到净化的目的。燃烧法可分为直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧、蓄热燃烧等类型。高浓度可燃有机废气可采用直接燃烧法,低浓度有机废气若采用燃烧法须额外补充热能或采用蓄热燃烧法。相对而言,燃烧法的初期投资和运行费用较高,在家具行业应用较少。
 
家具厂使用的油漆在调漆时须添加色精、固化剂和稀释剂等助剂,成分复杂,张斌[4]检测油漆废气化学成分中主要有苯系物(46.8%)和烷烃(27.2%),其中含量高的有甲苯、乙苯、二甲苯、辛烷、壬烷等,且喷漆废气中含大量的漆雾粉尘,粉尘粒径较小,绝大部分在10μm以下。
 
基于喷漆废气的多相属性和复杂成分,单一处理方式难以取得理想的净化效率,拟采用组合工艺处理喷漆废气。考虑到投资和占地、改造难度及工艺的成熟性,本工程采取了喷淋-活性炭吸附的组合工艺处理喷漆废气。
 
2工艺介绍
 
本工程将保留原有的水帘柜装置,喷漆废气在通过水帘柜装置拦阻较大颗粒的漆雾后,进入旋流板+填料组合喷淋塔。喷淋塔中投加碱性专用除漆剂,促使漆粒形成较大的基团并沉降下来,同时喷淋液也可以吸收一定量的VOCs。
 
有机废气经喷淋塔处理后,经干式过滤器除湿处理后,进入活性炭吸附装置。利用多孔性活性炭吸附剂的吸附作用,脱除废气中的VOCs,经净化后的气体通过15m高的排气筒排放。
 
2.1设计参数
 
设计风量:为保证喷漆废气的收集效率,根据喷漆房的规模,3台设备设计风量分别为20000m3/h、25000m3/h、35000m3/h。
 
废气成分:VOCs浓度<200mg/m3。
 
废气温度:常温。
 
生产时间:每天8h。
 
排放标准:执行《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44814-2010),即苯≤1mg/m3,甲苯和二甲苯合计≤20mg/m3,总VOCs≤30mg/m3。

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