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吸附法处理喷涂废气的研究

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随着我国工业技术的快速发展,喷涂工艺开始深入到国民经济中的各个领域中,家电、汽车、电子产品、家具、建筑、化工、船舶等行业对喷涂工艺的需求越来越大。但是喷涂过程中产生的有机废气对周围环境甚至人类健康带来了严重的危害,排放的喷漆废气成分以苯、甲苯、二甲苯这三种挥发性有机物(VOCs)为主,有些还兼具酯类、醚类、酮类等组分。这些挥发性有机物轻则使人头痛恶心,重则抽搐昏迷,伤害人体免疫系统。据统计,2016年我国工业源VOCs排放量约为1206万吨,并且每年呈约8.6%的递增趋势。到2030年,仅加油站VOCs的排放量可达1271.03千吨,经济损失近十亿元。
为有效解决这些问题,国家及部分省市已颁布一系列法律法规和大气环境保护标准限制和治理废气产生的危害。2013年9月,国务院印发了《大气污染防治行动计划》,要求推进VOCs污染治理,特别是在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施VOCs的综合整治。同年,国家环保部发布了《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》公告,针对含VOCs产品在生产、储运销、使用等各环节的污染问题提出了防治策略和方法。VOCs的减排与治理已经成为当前大气污染防治的重点工作。
吸附法适于回收VOCs,是一种经济、符合清洁生产理念和国内经济实情的选择,因此在国内外得到广泛应用。此外,吸附技术对各种VOCs的吸附表现出一定的普适性和广泛性。在吸附技术中,物优价廉、环境友好的吸附材料正成为新的研究热点。虽然活性炭为目前主要的吸附剂,但活性炭制备及活化温度较高,存在能耗大的缺点,而一些工艺采取化学手段进行活化,虽可降低部分能耗,但又存在严重的环境污染问题,使得活性炭生产成本较高。分子筛是一种只有均匀微孔的无机材料,具有独特的孔结构、良好的热稳定性以及水热稳定性、耐高温、不可燃,且其比表面积和有机物吸附容量较大,对低浓度有机废气的吸附量甚至大于活性炭,因此,分子筛是活性炭合适的替代吸附剂。
本文采用吸附法对喷漆废气进行处理,主要是利用分子筛替代活性炭吸附剂,给出相关的处理流程和装置,并验证吸附法在喷漆废气处理中的效果,具有重要的理论与实践应用价值。

化学论文
在喷漆涂装过程中高压空气喷射的油漆绝大部分停留在工件上,其他未到达喷涂表面的喷雾微粒与溶解喷漆微粒的水珠悬浮在空气中,以及喷涂过程中产生的挥发性有机化合物形成喷漆废气污染环境。
一般涂料的组成中包含成膜物质、颜填料、溶剂、助剂、稀释剂共五类:
成膜物质:成膜物质是组成涂料的基础,它对涂料的性质起着决定性作用。可作为涂料成膜物质的品种很多,主要可分为转化型和非转化型两大类。
颜填料:颜料可以使涂料呈现出丰富的颜色,使涂料具有一定的遮盖力,并且具有增强涂膜机械性能和耐久性的作用。颜料的品种很多,在配制涂料时应注意根据所要求的不同性能和用途仔细选用。填料也可称为体质颜料,特点是基本不具有遮盖力,在涂料中主要起填充作用。
溶剂:除了少数无溶剂涂料和粉末涂料外,洁剂是涂料不可缺少的组成部分,溶剂在涂料中所占比重大多在50%以上。溶剂的主要作用是溶解和稀释成膜物质,使涂料在施工时易于形成比较完美的漆膜。溶剂在涂料施工结束后,一般都挥发至大气中,很少残留在漆膜里。
助剂可以改善涂料及涂膜的某些性能,一般用景很小,但对涂料和涂膜的性能确有很大的影响,主要包括:成膜助剂、固化剂、分散剂、消泡剂、增稠剂等。
稀释剂是在喷漆施工过程中用于稀释涂料的溶剂,一般和涂料中的溶剂相同或相溶,对涂料有良好的溶解性和分散性,同时对涂料的性能影响较小。各种类型的涂料都有相应的稀释剂,一般彼此不能通用。稀释剂和溶剂一样最终挥发成为废气污染物。
喷涂过程中产生的废气主要来源:一是喷漆室排放的废气:一般喷漆室含有过喷产生的漆雾以及溶剂、助剂、稀释剂等。漆雾颗粒小、粘度大,易粘附在物质表ICI净化有机废气前必须去除漆雾,在实际处理工艺中可以采用水幕吸收漆雾,基木上可以去除漆雾等颗粒物;二是晾干室排放的废气:晾干室的作用是使被涂物在涂装后,烘干或强制干燥前,使涂膜中的一部分溶剂挥发而形成良好的涂膜,在这种排气中仅含有溶剂、助剂、稀释剂等气体,几乎不含有漆雾;三是烘干室的排气:从烘干室排出的废气,包括涂料系统排出的和燃料系统排出的,其中涂料系统排出的废气有涂膜中残留溶剂、热分解生成物等,燃料系统排出的废气为燃料燃烧废气。

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