1.噴漆廢氣的形成及主要成分

噴漆工藝廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電氣設(shè)備、家電、船舶、家具等行業(yè)。

噴漆原料——油漆涂料由不揮發(fā)份和揮發(fā)份組成，不揮發(fā)份包括成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)，揮發(fā)份稀釋劑是用來稀釋油漆，達到漆物表面光滑美觀的目的。

油漆噴涂過程中主要產(chǎn)生漆霧和有機廢氣污染，油漆在高壓作用下霧化成微粒，在噴涂時，部份油漆未到達噴漆物表面，隨氣流彌散從而形成漆霧；有機廢氣來自稀釋劑的揮發(fā)，有機溶劑不會隨油漆附著在噴漆物表面，在噴漆和固化過程將全部釋放形成有機廢氣(有文獻報道可達上百種揮發(fā)性有機物，分別屬于烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香類化合物、醇、醛、酮、酯、醚及其他化合物)。

2.汽車涂裝廢氣的來源與特性

汽車涂裝車間要對工件進行漆前處理、電泳和噴漆。涂漆工序包括噴漆、流平和烘干，在這些工序中會產(chǎn)生有機廢氣(VOCs)及過噴漆霧，故而這些工藝都需要進行噴漆房廢氣處理。

（1）噴漆室廢氣

為維持噴涂的作業(yè)環(huán)境，根據(jù)勞動安全衛(wèi)生法的規(guī)定，噴涂作業(yè)時，噴漆室內(nèi)應(yīng)連續(xù)換風(fēng)，換風(fēng)速度應(yīng)控制在(0.25～1)m/s的范圍內(nèi)。噴漆室換風(fēng)排氣廢氣的主要組成為噴漆揮發(fā)的有機溶劑，其主要成分為芳香烴(三苯及非甲烷總烴類)、醇醚類、酯類有機溶劑，由于噴漆室的排風(fēng)量很大，所以排出的有機廢氣總濃度很低，通常在100mg/m3左右。另外，噴漆室的排氣中經(jīng)常還含有少量未處理完全的漆霧，特別是干式漆霧捕集噴漆室，排氣中漆霧較多，可能成為廢氣處理的障礙，廢氣處理前必/須預(yù)處理。

（2）晾置室廢氣

面漆在噴涂之后烘干之前，要進行流平晾置，濕漆膜在晾置過程中有機溶劑揮發(fā)，為防止晾置室內(nèi)有機溶劑聚集發(fā)生爆炸事故，晾置室應(yīng)連續(xù)換風(fēng)，換風(fēng)速度一般控制在0.2m/s左右，排風(fēng)廢氣的成分與噴漆室排風(fēng)廢氣的成分相近，但不含漆霧，有機廢氣的總濃度比噴漆室廢氣偏大，根據(jù)排風(fēng)量大小不同，一般在噴漆室廢氣濃度的2倍左右，可達到300mg/m3，通常與噴漆室排風(fēng)混合后集中處理。另外，調(diào)漆間、面漆污水循環(huán)水池也要排放類似的有機廢氣。

（3）烘干廢氣

烘干廢氣的成分比較復(fù)雜，除包含有機溶劑、部分增塑劑或樹脂單體等揮發(fā)成分，還包含熱分解生成物、反應(yīng)生成物。電泳底漆與溶劑型面漆烘干均有廢氣排出，但其成分與濃度差別較大。

噴漆廢氣的危害：

     分析可知，來自噴漆室、晾置室、調(diào)漆間、面漆污水處理間的廢氣，為低濃度、大流量常溫廢氣，污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類、酯類有機溶劑。對照《大氣污染綜合排放標準》，這些廢氣的濃度一般在排放限值以內(nèi)，為應(yīng)對標準中排放速率要求，多數(shù)汽車廠采取高空排放的辦法。這種辦法雖然可以滿足目前排放標準，但廢氣實質(zhì)上是未經(jīng)處理稀釋排放，一條大型的車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達數(shù)百噸，對大氣造成的危害非常嚴重。

     漆霧中的有機溶劑——苯、甲苯、二甲苯等屬強毒性溶劑，作業(yè)時散發(fā)至車間空氣中，工人經(jīng)呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒，主要引起中樞神經(jīng)及造血系統(tǒng)的損害，短期吸入高濃度(1500mg/m3以上)的苯蒸氣，即可引起再生障礙性貧血，經(jīng)常吸入低濃度的苯蒸氣也會引起嘔吐、神智不清等神經(jīng)癥狀。

噴漆涂裝廢氣處理方法選擇：

      選擇有機的處理方法，總體上應(yīng)考慮以下因素：有機污染物的類型及其濃度、有機的排氣溫度和排放流量、顆粒物含量以及需要達到的污染物控制水平。

       1、噴漆常溫的處理

     來自噴漆室、晾置室、調(diào)漆間和面漆污水處理間的廢氣為低濃度、大流量的常溫廢氣，污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類和酯類有機溶劑。對照GB16297《大氣污染綜合排放標準》，這些廢氣的濃度一般在排放限值以內(nèi)，為應(yīng)對標準中的排放速率要求，多數(shù)汽車廠采取高空排放的辦法。這種辦法雖然可以滿足目前的排放標準，但廢氣實質(zhì)上是未經(jīng)處理稀釋排放，一條大型的車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達數(shù)百噸，對大氣造成的危害非常嚴重。

      為從根本上減少廢氣污染物的排放，可以聯(lián)合利用幾種廢氣處理方法進行處理，但大風(fēng)量的廢氣處理成本很高。目前，國外較為成熟的方法是，先將濃縮（用吸附-脫附轉(zhuǎn)輪將總量濃縮15倍左右），以減少需處理的總量，再采用破壞性方法對濃縮的廢氣進行處理。國內(nèi)也有類似的方法，先采用吸附法（活性碳或沸石作吸附劑）對低濃度、常溫噴漆廢氣進行吸附，用高溫氣體脫附，濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進行處理。低濃度、常溫噴漆廢氣的生物處理方法正在研發(fā)之中，國內(nèi)現(xiàn)階段的技術(shù)尚不成熟，但值得關(guān)注。為真/正減少涂裝廢氣公害，還需從源頭上解決問題，如采用靜電旋杯等手段提高涂料的利用率、發(fā)展水性涂料等環(huán)保涂料等。

       2、烘干廢氣處理

     烘干廢氣屬于中、高濃度的高溫廢氣，適合采用燃燒的方法處理。燃燒反應(yīng)都有3個重要參數(shù)：時間、溫度、擾動，也即燃燒3T條件。廢氣處理的效率實質(zhì)上是燃燒反應(yīng)的充分程度，取決于燃燒反應(yīng)的3T條件控制。RTO可以控制燃燒溫度（820～900℃）和逗留時間（1.0～1.2s），并保證必要的擾動（空氣與有機物充分混合），的處理效率可達99%，并且廢熱率高，運行能耗較低。日本及國內(nèi)的多數(shù)日資汽車廠通常采用RTO對烘干（底漆、中涂、面漆烘干）廢氣進行集中處理。例如，東風(fēng)日產(chǎn)乘用車花都涂裝線采用RTO集中處理涂裝烘干廢氣效果很好，滿足排放法規(guī)要求。但由于RTO廢氣處理設(shè)備一次性投資較高，用于廢氣流量較小的廢氣處理時不經(jīng)濟。

       對于已建成的涂裝生產(chǎn)線，需增加廢氣處理設(shè)備時，可采用催化燃燒系統(tǒng)和蓄熱式熱力燃燒系統(tǒng)。催化燃燒系統(tǒng)投資小、燃燒能耗低。

       一般來說，采用把/鉑作為催化劑可將氧化大多數(shù)有機廢氣的溫度降到315℃左右。催化燃燒系統(tǒng)可以用于一般的烘干廢氣處理，特別適用于烘干電源采用電加熱的場合，存在的問題是如何避免催化劑中毒失效。從一些用戶的使用經(jīng)驗來看，對一般的面漆烘干廢氣，通過增加廢氣過濾等措施，可以保證催化劑的壽命為3～5年；電泳漆烘干廢氣容易造成催化劑中毒，所以電泳漆烘干廢氣的處理應(yīng)慎重采用催化燃燒方式。在東風(fēng)商用車車身涂裝線的廢氣處理改造過程中，電泳底漆烘干廢氣采用RTO法處理、面漆烘干廢氣采用催化燃燒方式處理，使用效果良好。

噴漆涂裝廢氣處理工藝：

噴涂行業(yè)廢氣處理方案主要用于噴漆房廢氣處理、家具廠廢氣處理、機械制造業(yè)廢氣處理、護欄廠廢氣處理、汽車制造及汽車4S店噴漆房廢氣處理。目前存在多種處理工藝，如：冷凝法、吸收法、燃燒法、催化法、吸附法、生物法和離子法等。

1、水噴淋法+活性炭吸附脫附+催化燃燒

利用噴淋塔除去漆霧和可溶于水的物質(zhì)，再經(jīng)過干式過濾器，進去活性炭吸附裝置，等活性炭吸附滿的時候，再脫附（脫附方法有蒸汽脫附、電加熱脫附、氮氣脫附），將脫附之后的氣體（濃度較原來提高幾十倍）由脫附風(fēng)機進入催化燃燒裝置燃燒，燃燒成二氧化碳和水，后排出。

2、水噴淋+活性炭吸附脫附+冷凝回收法

利用噴淋塔除去漆霧和可溶于水的物質(zhì)，再經(jīng)過干式過濾器，進去活性炭吸附裝置，等活性炭吸附滿的時候，再脫附（脫附方法有蒸汽脫附、電加熱脫附、氮氣脫附），將處理后的廢氣吸附濃縮后冷凝，冷凝液經(jīng)分離回收有價值的有機物。該法用于濃度高、溫度低、風(fēng)量小的廢氣處理。但此法投資大、能耗高、運行費用大，噴漆廢氣中的“三苯”及其它廢氣濃度一般低于300mg/m3，濃度低，風(fēng)量大（汽車制造業(yè)噴漆車間的風(fēng)量常在10萬級以上），且由于汽車涂裝廢氣中有機溶劑的成分復(fù)雜，回收的溶劑難以處理利用，并易產(chǎn)生二次污染，所以涂裝廢氣處理中一般不采用此法。

3、廢氣吸附法

噴漆廢氣處理吸附可分為化學(xué)吸附和物理吸附，但“三苯”廢氣化學(xué)活性低，一般不采用化學(xué)吸收。物理吸收液吸收較少的揮發(fā)性，它吸收的成分具有較高的親和力的加熱，冷卻和再利用分析飽和吸收。該方法用于排氣量，低溫度，低濃度。安裝復(fù)雜，投資大，吸收液的選擇更加困難，有兩個污染

4、活性碳吸附+UV光催化氧化設(shè)備

（1）：直接通過活性炭直接吸附有機氣體，達到凈化率95%，設(shè)備簡單，投資小，操作方便，但需要經(jīng)常更換活性碳，低濃度污染物，無恢復(fù)。（2）吸附法：有機氣體在活性炭吸附，活性炭飽和空氣解吸和再生。

5、活性炭吸附+低溫等離子設(shè)備

先經(jīng)過活性炭吸附后，再用低溫等離子設(shè)備處理廢氣后，將處理后達標的氣體排出，離子法是利用等離子Plasma（ION等離子體）降解有機廢氣、祛除惡臭、殺滅細菌、病毒、凈化空氣是國際上比較尖/端的高新技術(shù)，國內(nèi)外專家稱之為21世紀環(huán)境科學(xué)四大技術(shù)之一。該技術(shù)的關(guān)鍵是通過高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電的形式產(chǎn)生大量活性離子氧（等離子體），將氣體激活，產(chǎn)生各種活性自由基，如OH、HO2、O等，對苯、甲苯、二甲苯、氨氣、烷烴類等有機廢氣發(fā)生降解、氧化等復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，且副產(chǎn)物無毒，避免二次污染。該技術(shù)具有能耗極低，占地空間小，運行維護簡單等特點，特別適用多種組分氣體的處理。

小結(jié)：

現(xiàn)在市面上有很多種處理方法，為了達到國家和地方的處理標準，通常我們會選幾種處理方法組合起來處理廢氣，要選用符合自己實際的處理工藝進行處理。