1. Pihustusvärvi heitgaasi teke ja peamised komponendid
Värvimisprotsessi kasutatakse laialdaselt masinate, autode, elektriseadmete, kodumasinate, laevade, mööbli ja muude tööstusharude puhul.
Värvi tooraine — värv koosneb mittelenduvatest ja lenduvatest, mittelenduvatest, sealhulgas kileainest ja abikileainest, värvi lahjendamiseks kasutatakse lenduvat lahjendusainet, et saavutada sile ja ilus värvipind.
Värvipihustusprotsessi käigus tekib peamiselt värviudu ja orgaaniliste heitgaaside reostus, värv laguneb kõrge rõhu all osakesteks, pihustamise ajal ei jõua osa värvist pihustuspinnale ja difundeerub õhuvooluga, moodustades värviudu; lahjendi lendumisel tekib orgaaniline heitgaas, orgaaniline lahusti ei kinnitu värvipinnale ning värvi- ja kõvenemisprotsessi käigus eraldub orgaanilisi heitgaase (teatatud on sadadest lenduvatest orgaanilistest ühenditest, mis kuuluvad vastavalt alkaanide, alkaanide, olefiinide, aromaatsete ühendite, alkoholide, aldehüüdide, ketoonide, estri, eetri ja muude ühendite hulka).
2. Autokatte heitgaaside allikas ja omadused
Autovärvimistöökoda peaks toorikul teostama värvi eeltöötluse, elektroforeesi ja pihustusvärvi. Värvimisprotsess hõlmab pihustusvärvimist, värvimist ja kuivatamist ning nende protsesside käigus tekivad orgaanilised heitgaasid (LOÜ-d) ja pihustusprits, seega on nende protsesside puhul vaja pihustusvärvimisruumis heitgaaside töötlemist.
(1) Pihustusruumi heitgaas
Pihustuskeskkonna säilitamiseks tuleb tööohutuse ja töötervishoiu seaduse kohaselt pihustamisruumis õhku pidevalt vahetada ning õhuvahetuse kiirust tuleks reguleerida vahemikus (0,25–1) m/s. Heitgaasi peamine koostis on pihustusvärvi orgaaniline lahusti, mille peamised komponendid on aromaatsed süsivesinikud (kolm benseeni ja mittemetaansed süsivesinikud kokku), alkoholeeter ja ester-orgaaniline lahusti. Kuna pihustusruumi heitgaaside maht on väga suur, on eralduva orgaanilise heitgaasi kogukontsentratsioon väga madal, tavaliselt umbes 100 mg/m3. Lisaks sisaldab värvimisruumi heitgaas sageli väikest kogust täiesti töötlemata värviudu, eriti kuiva värvipihusti püüdva pihustusruumi heitgaasides olev värviudu võib takistada heitgaaside töötlemist. Heitgaaside töötlemine peab olema eeltöötlus.
(2) Kuivatusruumist pärinev heitgaas
Pärast pihustamist ja enne kuivamist tuleb näomaalingut õhuga niisutada. Kuivamisprotsessi käigus märga värvikile orgaanilist lahustit sisaldavad lenduvad osakesed. Siseruumides õhus tekkivate orgaanilise lahusti agregatsiooni ja plahvatuse vältimiseks peaks õhuruum olema pidevalt õhkutatud. Õhukiiruse muutus peaks olema tavaliselt umbes 0,2 m/s. Heitgaaside koostis ja värvimisruumi heitgaaside koostis peaksid olema kooskõlas värviuduga. Orgaaniliste heitgaaside kogukontsentratsioon on suurem kui pihustusruumis. Heitgaaside maht on pihustusruumis tavaliselt umbes kaks korda suurem ja võib ulatuda 300 mg/m3-ni. Tavaliselt segatakse see pihustusruumi heitgaasidega pärast tsentraliseeritud töötlemist. Lisaks peaks värvimisruumi ja pinnavärvi kanalisatsiooni ringlusbasseinist väljuma sarnane orgaaniline heitgaas.
(3)Djooksev heitgaas
Kuivatusjääkgaasi koostis on keerulisem, lisaks orgaanilisele lahustile, osale plastifikaatorist või vaigumonomeerist ja muudest lenduvatest komponentidest, aga sisaldab ka termilise lagunemise saadusi, reaktsioonisaadusi. Elektroforeetilise kruntvärvi ja lahustitüüpi pealiskihi kuivatamisel eraldub heitgaas, kuid selle koostise ja kontsentratsiooni erinevus on suur.
※Pihustusvärvi heitgaaside ohud:
Analüüsist on teada, et pihustusruumist, kuivatusruumist, värvi segamisruumist ja pinnavärvi reoveepuhastusruumist pärit heitgaas on madala kontsentratsiooniga ja suure vooluhulgaga ning saasteainete peamised komponendid on aromaatsed süsivesinikud, alkoholi eetrid ja ester-orgaanilised lahustid. Vastavalt õhusaaste terviklikule heitkoguste standardile jääb nende heitgaaside kontsentratsioon üldiselt heitkoguste piirnormi piiresse. Standardis sätestatud heitkoguste nõuete täitmiseks kasutab enamik autotehaseid kõrgmäestiku heitkoguste meetodit. Kuigi see meetod vastab kehtivatele heitkoguste standarditele, on heitgaas sisuliselt töötlemata lahjendatud heitkogus ja suure kerevärvimisliini poolt eralduvate gaasiliste saasteainete koguhulk võib ulatuda sadade tonnideni, mis põhjustab atmosfäärile väga tõsist kahju.
Orgaanilises lahustis sisalduv värviudu – benseen, tolueen, ksüleen – on tugev mürgine lahusti. Töötades töökoja õhku, võivad töötajad hingamisteedesse sisse hingates põhjustada ägedat ja kroonilist mürgistust, mis kahjustab peamiselt kesknärvisüsteemi ja vereloomesüsteemi. Lühiajaline sissehingamine võib põhjustada suure benseeni kontsentratsiooniga (üle 1500 mg/m3) aplastilist aneemiat. Sageli võib sissehingatud väike benseeni kontsentratsioon põhjustada ka oksendamist ja neuroloogilisi sümptomeid, nagu segasus.
※Pihustusvärvi ja -katte heitgaaside töötlemise meetodi valik:
Orgaaniliste töötlusmeetodite valimisel tuleks üldiselt arvestada järgmiste teguritega: orgaaniliste saasteainete tüüp ja kontsentratsioon, orgaanilise heitgaasi temperatuur ja voolukiirus, tahkete osakeste sisaldus ning saavutatav saasteainete kontrolli tase.
1Spalvetage värvi toatemperatuuril töötlemisel
Värvimisruumi, kuivatusruumi, värvi segamisruumi ja pealisvärvi reoveepuhastusruumi heitgaas on toatemperatuuril madala kontsentratsiooni ja suure vooluhulgaga heitgaas ning saasteainete peamine koostis on aromaatsed süsivesinikud, alkohol, eetrid ja estrid, orgaanilised lahustid. Vastavalt standardile GB16297 „Õhusaaste ulatuslik heitkoguste standard“ on nende heitgaaside kontsentratsioon üldiselt heitkoguste piirnormide piires. Standardis sätestatud heitkoguste nõuete täitmiseks kasutab enamik autotehaseid kõrgmäestiku heitkoguste meetodit. Kuigi see meetod vastab kehtivatele heitkoguste standarditele, on heitgaas sisuliselt lahjendatud heitgaas ilma töötlemata ja suure kerevärvimisliini poolt eralduvate gaasiliste saasteainete koguhulk võib ulatuda sadade tonnideni, mis põhjustab atmosfäärile väga tõsist kahju.
Heitgaaside saasteainete emissiooni oluliseks vähendamiseks saab töötlemiseks kasutada mitut heitgaaside töötlemise meetodit koos, kuid suure õhumahu korral on heitgaaside töötlemise kulud väga kõrged. Praegu on väljakujunenud välismaine meetod esmalt kontsentreerimine (adsorptsioon-desorptsioonirattaga, et kontsentreerida koguhulk umbes 15 korda), et vähendada töödeldava koguhulga hulka, ja seejärel kontsentreeritud heitgaasi töötlemiseks destruktiivne meetod. Sarnaseid meetodeid on ka Hiinas, esimene kasutab madala kontsentratsiooniga pihustusvärvi heitgaasi adsorptsioonimeetodit (aktiivsüsi või tseoliit adsorbendina) toatemperatuuril gaasi desorptsiooniks, kõrgel temperatuuril gaasi desorptsiooniks kontsentreeritud heitgaasi töötlemiseks katalüütilise põlemise või regeneratiivse termilise põlemise meetodit. Madala kontsentratsiooniga normaaltemperatuuril pihustusvärvi heitgaasi bioloogilise töötlemise meetod on väljatöötamisel, kodumaine tehnoloogia pole praeguses etapis küps, kuid sellele tasub tähelepanu pöörata. Katteheitgaaside avaliku reostuse tõeliseks vähendamiseks peame probleemi lahendama ka allikast alates, näiteks elektrostaatiliste pöörlevate tasside ja muude vahendite abil katete kasutusmäära parandamiseks, veepõhiste katete ja muude keskkonnakaitsekatete väljatöötamiseks.
2Dheitgaaside töötlemine
Kuivatamise heitgaas kuulub keskmise ja kõrge kontsentratsiooniga kõrge temperatuuriga heitgaaside hulka, mis sobivad põlemismeetodil töötlemiseks. Põlemisreaktsioonil on kolm olulist parameetrit: aeg, temperatuur ja häiring, st 3T põlemistingimused. Heitgaaside töötlemise efektiivsus on sisuliselt põlemisreaktsiooni piisav aste ja sõltub põlemisreaktsiooni 3T tingimustest. RTO suudab kontrollida põlemistemperatuuri (820–900 ℃) ja viibimisaega (1,0–1,2 s) ning tagada vajalik häiring (õhk ja orgaaniline aine on täielikult segunenud), töötlemise efektiivsus on kuni 99%, heitsoojuse kiirus on kõrge ja tööenergia tarbimine on madal. Enamik Jaapani autotehasi Jaapanis ja Hiinas kasutavad RTO-d tavaliselt kuivatamise heitgaaside (kruntvärvimine, keskmine kate, pealiskihi kuivatamine) tsentraliseeritud töötlemiseks. Näiteks Dongfeng Nissani sõiduauto Huadu katmisliin, mis kasutab RTO-d tsentraliseeritud katte kuivatamise heitgaaside töötlemiseks, on väga hea ja vastab täielikult heitkoguste eeskirjade nõuetele. RTO heitgaaside puhastusseadmete ühekordse investeeringu suure suuruse tõttu ei ole see väikese heitgaasivoolu korral heitgaaside puhastamiseks ökonoomne.
Valmis katte tootmisliini puhul, kui on vaja täiendavaid heitgaaside töötlemise seadmeid, saab kasutada katalüütilist põlemissüsteemi ja regeneratiivset termilist põlemissüsteemi. Katalüütilisel põlemissüsteemil on väike investeering ja madal põlemisenergia tarbimine.
Üldiselt võib plaatina kasutamine katalüsaatorina alandada enamiku orgaaniliste heitgaaside oksüdeerimise temperatuuri umbes 315 ℃-ni. Katalüütilist põlemissüsteemi saab kasutada üldiseks kuivatusgaaside töötlemiseks, eriti sobib see kuivatusvooluallikate elektrilise kütte korral, kuid probleemiks on katalüsaatori mürgistuse vältimine. Mõnede kasutajate kogemuste kohaselt saab üldise pinnavärvi kuivatusgaasi puhul heitgaaside filtreerimise suurendamise ja muude meetmete abil tagada katalüsaatori eluea 3–5 aastat; elektroforeetilise värvi kuivatamise heitgaas võib kergesti põhjustada katalüsaatori mürgitust, seega tuleks elektroforeetilise värvi kuivatamise heitgaasi töötlemisel olla ettevaatlik, kasutades katalüütilist põlemist. Dongfengi tarbesõidukite kere katmisliini heitgaaside töötlemise ja ümberkujundamise protsessis töödeldakse elektroforeetilise kruntvärvi kuivatamise heitgaasi RTO-meetodil ja pealisvärvi kuivatamise heitgaasi katalüütilise põlemise meetodil ning kasutusefekt on hea.
※Pihustusvärvi katmise heitgaaside töötlemise protsess:
Pihustustööstuse heitgaaside töötlemise skeemi kasutatakse peamiselt pihustusvärvimisruumide heitgaaside töötlemiseks, mööblivabrikute heitgaaside töötlemiseks, masinaehitustööstuse heitgaaside töötlemiseks, piirdetehaste heitgaaside töötlemiseks, autotööstuse ja autode 4S-töökodade pihustusvärvimisruumide heitgaaside töötlemiseks. Praegu on olemas mitmesuguseid töötlemisprotsesse, näiteks: kondensatsioonimeetod, absorptsioonimeetod, põlemismeetod, katalüütiline meetod, adsorptsioonimeetod, bioloogiline meetod ja ioonmeetod.
1. LääneVesipihustusmeetod + aktiivsöe adsorptsioon ja desorptsioon + katalüütiline põlemine
Värviudu ja vees lahustuva materjali eemaldamiseks pihustustorni abil, pärast kuiva filtrit, aktiivsöe adsorptsiooniseadmes, näiteks aktiivsöe adsorptsiooni täismeetodil, seejärel eemaldamine (auruga eemaldamise, elektrikütte ja lämmastiku eemaldamise meetod) pärast eemaldava gaasi (kontsentratsioon suurenes kümneid kordi) eemaldamist ventilaatoriga katalüütilise põlemisseadme põlemisse, põlemine süsinikdioksiidiks ja veeks, pärast tühjendamist.
2. LääneVeepihustus + aktiivsöe adsorptsioon ja desorptsioon + kondensatsiooni taaskasutusmeetod
Värviudu ja vees lahustuva materjali eemaldamiseks kasutatakse pihustustorni, seejärel kuiva filtri abil aktiivsöe adsorptsiooniseadmes, näiteks aktiivsöe adsorptsiooniseadmes, seejärel eemaldatakse see (auruga eemaldamise, elektrilise kuumutamise või lämmastiku eemaldamise meetod). Pärast heitgaaside adsorptsiooni kontsentreeritud kondensatsiooni ja kondensaadi töötlemist eraldatakse väärtuslik orgaaniline aine. Seda meetodit kasutatakse heitgaaside töötlemiseks kõrge kontsentratsiooni, madala temperatuuri ja väikese õhumahu korral. Kuid see meetod on investeeringuline, energiatarve suur ja tegevuskulud on suured. Pihustusvärvi heitgaaside "kolm benseeni" ja muude heitgaaside kontsentratsioon on üldiselt alla 300 mg/m3, kontsentratsioon on madal ja õhumaht suur (autotööstuse värvimistöökoja õhumaht on sageli üle 100 000). Autode katmise heitgaaside orgaanilise lahusti koostise ja ringlussevõtu lahusti tõttu on seda keeruline kasutada ning see tekitab kergesti teisest reostust. Seetõttu ei kasutata seda meetodit katmisel heitgaaside töötlemisel üldiselt.
3. LääneAste gaasi adsorptsiooni meetod
Pihustusvärvi heitgaaside adsorptsiooni saab jagada keemiliseks adsorptsiooniks ja füüsikaliseks adsorptsiooniks, kuid "kolme benseeni" heitgaasi keemiline aktiivsus on madal ja keemilist adsorptsiooni üldiselt ei kasutata. Füüsikaline neelav vedelik neelab vähem lenduvaid komponente ning neelab komponente, millel on suurem afiinsus kuumutamiseks, jahutamiseks ja taaskasutamiseks küllastusabsorptsiooni analüüsimiseks. Seda meetodit kasutatakse õhu väljatõrjumiseks, madala temperatuuri ja madala kontsentratsiooni jaoks. Paigaldamine on keeruline, investeering on suur, neeldumisvedeliku valik on keerulisem ja reostus on kahesugune.
4. AAktiveeritud süsiniku adsorptsiooni + UV-fotokatalüütilise oksüdatsiooni seadmed
(1): orgaanilise gaasi otsene adsorptsioon aktiivsöe abil, et saavutada 95% puhastusmäär, lihtne varustus, väike investeering, mugav töö, kuid aktiivsüsi tuleb sageli välja vahetada, saasteainete kontsentratsioon on madal ja taaskasutamine puudub. (2) Adsorptsioonimeetod: orgaanilise gaasi adsorptsioon aktiivsöes, aktiivsöe küllastunud õhus desorptsioon ja regenereerimine.
5.AAktiveeritud süsiniku adsorptsioon + madala temperatuuriga plasmaseadmed
Pärast aktiivsöe adsorptsiooni ja seejärel madala temperatuuriga plasmaseadmetega jääkgaasi töötlemist töödeldakse standardse gaaslahendusega. Ioonmeetod seisneb plasmaplasma (ION-plasma) kasutamises orgaanilise jääkgaasi lagundamiseks, haisu eemaldamiseks, bakterite ja viiruste hävitamiseks ning õhu puhastamiseks. See on kõrgtehnoloogiline rahvusvaheline võrdlus, mida nii kodu- kui ka välismaised eksperdid peavad 21. sajandi nelja peamise keskkonnateaduse tehnoloogia hulka. Tehnoloogia võti peitub suure hulga aktiivsete hapnikuioonide (plasma) kujul oleva kõrgepinge impulsskeskkonna blokeerivas tühjenduses, mis aktiveerib gaasi, tekitades mitmesuguseid aktiivseid vabu radikaale, nagu OH, HO2, O jne., benseeni, tolueeni, ksüleeni, ammoniaaki, alkaani ja muid orgaanilisi jääkgaase lagundada, oksüdeerida ja põhjustada muid keerulisi füüsikalisi ja keemilisi reaktsioone. Kõrvalsaadused on mittetoksilised, vältides sekundaarset reostust. Tehnoloogial on äärmiselt madal energiatarve, väike ruum, lihtne kasutamine ja hooldus ning see sobib eriti hästi erinevate komponentgaaside töötlemiseks.
Bkokkuvõte:
Nüüd on turul palju erinevaid töötlemismeetodeid. Riiklike ja kohalike töötlemisstandardite täitmiseks valime tavaliselt mitu kombineeritud töötlemismeetodit heitgaaside töötlemiseks, et valida need vastavalt oma tegelikule töötlemisprotsessile.
Postituse aeg: 28. detsember 2022
