涂料行業有機廢氣治理技術探微
作者: glhb
來源: 未知
發布時間:2020-06-11 10:38
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隨著對環境質量要求不斷提高，揮發性有機廢氣的排放日益引起人們的關注。在開展涂料制造項目環境影響評價的實際工作基礎上，總結出針對涂料行業有機廢氣的評價方法供參考，提出在環評工作中如何識別有機廢氣作為評價因子和如何計算排放量，并對有機廢氣治理措施進行了論述。
1.引言
我國是涂料生產和消費的大國，涂料在生產過程中用到大量的有機溶劑，由此產生的揮發性有機化合物（簡稱為有機廢氣）是涂料行業主要的工藝廢氣。按照世界衛生組織的定義，有機廢氣是指沸點在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa，在常溫下以蒸汽存在于空氣中的一類有機物。有機廢氣在國內兩大空氣質量難題（PM2.5和臭氧）中扮演著關鍵角色，而且部分種類有機廢氣屬于有毒空氣污染物，直接危害人體健康。本文主要論述涂料制造項目開展環境影響評價時，如何識別有機廢氣作為評價因子和計算排放量以及提出相應的控制措施。
2.引入先進的生產模式
涂料行業的運營含有兩個方面的內容，一是涂料的生產，二是樹脂合成，相關的生產設備有窯爐、化學裝置、制漆裝置等，而以上幾類裝置均會排放有機廢氣，其中制漆裝置所排放的有機廢氣處理難度是最高的，其特點為廢氣量大、濃度低，這也是全行業的關注焦點。為了使廢氣排放能夠達標，涂料行業必須停止傳統的粗放管理模式，積極引入先進的技術和環保設備，以科學化管理贏得環境效益。具體的做法包括：
2.1選用密閉生產模式。隨著環保理念的強化，不少涂料企業已經開始將傳統的生產模式向密閉生產轉換，然而客觀地說，很多企業并未徹底轉換成功。舉例來講，一些企業依舊采取平蓋式配料的模式，且調漆容器留有很大的縫隙，投料工序也未能完全密閉，所以生產過程中容易產生溶劑揮發；而容器的清洗的部分都由人工進行，產品灌裝也往往是手工操作，這些過程均會造成有機廢氣的揮發，一方面對環境造成了污染，另一方面也對操作者的身體健康構成威脅。因此筆者建議引入全密閉的生產方式，將現有的配料設備、調漆容器等均更換為更加環保密閉的釜式設備，通過管道進行液體投料，將投粉裝置與料管牢固連接起來，需要投料時加一定的負壓，在從而確保有機揮發性氣體的減排。對于攪拌裝置與砂磨設備，容器上安裝密閉的蓋子，將抽氣管直接與蓋上安裝在一起，從而最大程度降低工作操作現場的有機廢氣排放；還有一種方法是在攪拌機以及砂磨設備上連接一個帶有升降功能的蓋子，也能夠實現基本的廢氣零排放。如今企業生產的人力成本日漸上升，如采用自動化技術，包括自動清洗技術和自動換色技術等，同樣能夠很好地解決由于溶劑揮發導致的有機廢氣問題。
2.2采用科學的生產管理模式。涂料行業的一大特點就是伴隨著大量低濃度的廢氣產生，這給日后的處理帶來很大的難度。在生產工序的設計中，在必要的流程中進行密封，從而實現生產現場的廢氣零排放，并為后期的廢氣處理打下基礎。然而以上的設計理念也有其不足之處，在實踐中往往會出現部分區域的廢氣難以及時排除，生產車間中廢氣濃度居高不下的現象。究其原因，主要包含兩個方面：一是一些區域應該關閉卻沒有嚴格執行，因此低壓抽氣未能發揮作用；二是在設備的管理上，發現縫隙沒能及時填補，出現了漏氣現象。為此一些企業所采取的方式是將所有的設備與風管閥門聯合動作，并將容器所設置的蓋子和攪拌馬達聯動管理等。此方案在技術方面是有效的，但涉及到較高的投資成本。筆者的建議是在日常生產管理方面下功夫，通過設立嚴格清晰的制度，在沒有設備的地方關閉抽風設施，而有料設備在運行的時候則加大抽風的功率，操作完畢之后維持較小風量。此外，抽風所需的軟管由于強度有限，應周期性地檢查，一旦發現損壞應及時更換等。只有完全實現了精細化、制度化的生產管理模式，才能使設備改造的效益充分發揮出來，同時也可以減少后期環保投入，實現企業的可持續發展。
3.有機廢氣的凈化處理
生產中有機廢氣的凈化處理最為常見的方法是回收法。
回收法又能夠細分為吸附冷凍法以及萃取分餾法等。為了節約成本，對原料進行重復利用，就需要純凈度較高的溶劑，必要的情況下還應對回收物進行進一步的提純處理等。然而涂料行業較為特殊，在使用回收法時，由于有機廢氣里的溶劑濃度不足，所以會導致較大的回收成本。在凈化法中，焚燒法是復雜度最低的一種方法。而在涂料行業，隨著生產的進行會排放大量的低濃度廢氣，如果引入的是焚燒法，其設備的容積必將很大，如果企業的生產規模很大，則有可能設備不止一套。所以焚燒法并不可取。還有一種方法是吸附－脫吸法，就是把涂料行業產生的有機廢氣從大體積低濃度逐步轉換成小體積高濃度，一方面能夠降低焚燒法所需設備的容積，另一方面也能夠減少所需的燃料。因此可以說將焚燒法與吸附?脫吸法結合在一起是一種較為可行的方案。。也有一部分企業采用的是吸附法，這種技術的推廣應用較廣，優勢在于投入很低，符合國家環保要求，但缺點是吸附劑的性能問題，通常的吸附劑很快就會達到飽和狀態，如果不及時更換，則設備的運行是低效甚至無效的，如果經常對吸附劑就行更換則會造成難以承擔的支出。
4.涂料行業有機廢氣治理技術
4.1沸石轉輪＋焚燒。近年來，沸石轉輪技術逐漸走進環保發展的視野，這種技術的實質，是經由吸附－脫吸的過程，將涂料行業所排放的大量低濃度有機廢氣逐漸濃縮成少量的高濃度有機廢氣，在采取焚燒的方法使揮發性廢氣被完全凈化，這種方法的優勢是不必準備過多的外加燃料，而其焚燒過程中所產生的熱量也能夠進一步輔助脫吸過程。這種方法的優勢，首先是具有很好的集成化特點，只需一個轉輪設備就可以完成從吸附操作到脫吸操作等一系列流程；其次是傳統的吸附劑使用的是活性炭，高溫時極易自燃，而沸石轉輪法則使用專用的吸附劑。并且，在裝置不大的情況之下，還能夠把焚燒設備全部安裝在一個底座，為設備管理帶來便利。這種處理模式也有一些不盡如人意之處：轉輪所需的幾個區域之間的分界并不明晰，有時候會發生串氣；并且將沸石作為吸附劑，其利用率往往偏低，有時會導致過多的尾氣排放；此外，當轉輪密封出現問題的時候，會導致系統的效能收到很大影響；在很多情況之下，假若尾氣處理沒有經過除塵，就會發生介質堵塞的情況；而假如涂料企業的生產規模較大，則所需裝置會占用較大的空間等。此外，有機廢氣從輸入到輸出的過程中，如果輸入口的沸石已經完全飽和，但輸出口依舊未達到飽和的時候，應該及時停止脫吸，不然就會導致輸出的尾氣有機揮發性氣體的超標。由此可知沸石很難將自身的利用率發揮到百分之百。
4.2沸石濃縮＋焚燒。這種方法使用流動床技術，能夠使所有的填料均達到百分之百的吸附度，接著再實現脫吸；在操作過程中，流動床可以維持靜止狀態，所以不必涉及密封事項；而作為吸附介質的沸石則保持流動，在流動的過程中產生彼此之間的摩擦，從而將表面的粉塵顆粒去除掉，由此可知這種方法在有機廢氣的處理前是不必經過過濾步驟的；一般情況下，流動床的高度為1.2ｍ左右，而流動床的面積則能夠結合具體的需求做到很大，從而適合于各種流量的有機尾氣；同理，床的截面也能夠結合實際情況變成多種形狀。一些規模較大的廠家需要處理大流量的有機廢氣，這時候的流動床由于面積大，就應著重解決吸附介質的均勻分布問題，目的是能夠使大面積的平面上含有均勻的介質，并且窗體維持恒定，不隨著外界的機械過程而發生大幅度震動等，使吸附粒子真正能夠隨機流動。
結語
涂料企業生產過程中大量有機溶劑的使用是有機廢氣的主要產生源。正確科學地對有機廢氣進行評價是涂料制造項目環境影響評價工作中的重點，它關系到大氣環境影響評價等級和評價范圍的確定，決定了大氣環境防護距離和衛生防護距離的劃定，還是環境影響評價結論的重要依據。本文從有機廢氣評價因子的篩選、排放量估算方法及控制措施進行了探討，對開展涂料制造項目環境影響評價具有一定的參考意義。
