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木门制造涂装废气环保处理技术与装备

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年7月上作者：陶立宏

[导读] 近年来，随着国家对环境保护日益重视，对木门企业的环保要求也越来越高，众多木门企业开始重视木门环保涂装技术的应用，对相关的环保处理装备需求日趋增大，特别是涂装废气处理装备。

广东东莞市立三环保科技有限公司陶立宏 523951

摘要：近年来，随着国家对环境保护日益重视，对木门企业的环保要求也越来越高，众多木门企业开始重视木门环保涂装技术的应用，对相关的环保处理装备需求日趋增大，特别是涂装废气处理装备。据此，本文根据我国木门制造特点，分析了木门企业废气的产生与排放，介绍了木门企业中涂装废气的环保处理技术与装备，以期指导木门企业结合自身特点进行设备选型，并为提升我国木门企业的涂装废气环保处理技术水平提供借鉴与参考。
关键词：木门涂装；环境保护；挥发性有机化合物
        1. 木门制造废气排放分析
        木门制造废气排放主要是涂装工艺过程中挥发性有机化合物（VOCs）的排放。涂装工艺过程是指将涂料或胶黏剂应用到木门某一表面的操作过程（包括干燥过程）。木门制造的涂装过程包括上底色、底涂、色漆及面漆等全部过程。一般企业的面漆喷漆车间为了保证喷件的光洁度均采用无尘封闭喷漆室，而底漆、色漆工艺虽然也有独立的喷漆室，但由于对喷件表面的光洁度要求不严，一般多为敞开式喷漆房。喷漆有干喷和湿喷两种方式，湿喷在喷漆过程中通过安装水幕装置去除过喷漆雾，经水幕去除漆渣后的气体再经吸附等处理后通过排气筒排放。干喷则没有水幕去除漆雾过程，管理相对较好的企业会通过在喷漆台安装过滤棉装置去除漆雾，而管理较差的企业则通过车间墙体上安装的排风扇直接排放，对环境的影响非常恶劣。木门制造企业由于生产的木门类型不同，使用的涂料类型和涂装工艺也会有所不同。现有木门制造企业多使用油性涂料，主要有聚氨酯类涂料、硝基类涂料、醇酸类涂料3大类，涂装工艺以空气喷涂为主，并且在制作过程中根据木门质量要求对其进行多次喷底漆和面漆操作，因此VOCs排放具有以下特点：
        1）与使用的涂料类型有关。涂装相同面积时，使用油性涂料产生的VOCs最多，水性涂料次之，粉末涂料最少。
        2）与涂装技术有关。涂装相同面积时，空气喷涂技术涂料使用量最大，因而产生的VOCs最多，辊涂和刷涂等工艺产生的VOCs较少。
        3）与企业管理水平和操作工人的操作方式密切相关。对于管理水平较差、工人操作比较粗犷的企业，为了追求快速的生产效率，工人在喷涂时往往将喷枪的雾化程度调到最大，使喷出的涂料量达到最大，同时距待喷件的距离超过35 cm甚至更远，使得喷出的涂料在空气中成严重的飞散状态，大大降低了涂料的传输和使用效率，导致VOCs的排放量增加。
其他排放有机气体的工序有调漆和干燥，在此过程中由于有机溶剂的挥发，产生有机废气排放，目前多数企业对这些工序排放的挥发性有机污染物控制不够，基本上没有任何处理装置。
        2木门制造行业VOCs污染物排放控制技术
        国外对木门制造行业VOCs排放控制主要包括以下几个方面：一是源头控制，即对使用涂料中的VOCs提出含量限值要求；二是安装末端治理设施，规定不同设施的处理效率；三是过程管理，对日常生产中易产排污环节提出具体操作规范和要求。源头控制是指提倡使用低VOCs含量的涂料与稀释剂，木门制造企业必须按照要求对涂料、稀释剂和清洗剂的使用、储存、运输、调配及处理方式进行管理并做出记录，记录档案按照要求要保存一定的年限，以便监管部门随时检查，同时鼓励企业使用水性涂料进行底漆和面漆涂装。
末端治理设施是指利用废气捕集装置收集废气，采用某种技术对废气进行处理，降低VOCs的排放浓度，使之达标排放。采取的治理技术主要包括吸收法、吸附法、吸收-吸附结合法以及氧化法，各种治理技术的特点如下所述：
        1）吸收法。吸收法采用的装置为水帘机，利用水来捕捉涂装过程中形成的油漆气溶胶（漆雾）。其工作原理为：在排风机引力的作用下，含有漆雾的空气向水帘机的内壁水帘板方向流动，一部分漆雾直接接触到水帘板上的水膜而被吸附，一部分漆雾在经过水帘板上淌下的水帘时被水帘冲刷掉，其余未被水膜和水帘捕捉到的残余漆雾在通过水洗区和清洗区时被清洗掉。应当指出的是，目前水帘机中所设置的漆雾处理装置仅能处理漆雾中的树脂成分，对于蒸气状态的有机溶剂，由于其很难溶于水，不能得到有效处理，最终仍排入大气中造成空气污染。
        2）吸附法。吸附法是利用捕风装置收集车间的污染空气，通过活性炭或吸附棉等吸附剂脱出空气中的污染物，然后直接排放。此方法的缺点是：空气中的漆雾会堵塞吸附剂，造成阻力降增加，尤其是采用喷涂技术时会形成大量的油漆气溶胶；吸附剂饱和后丧失脱除效果，需要更换，造成运行费用上升；目前木门制造企业使用的吸附剂饱和后作为固废处理，造成二次污染。
        3）吸收—吸附结合。吸收法与吸附法相结合是指在吸收法的后面加装一套吸附装置，这样既可以避免气溶胶堵塞吸附剂，又可以有效脱除蒸气状态有机溶剂。

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前部分木门制造企业都采用此方法，但在理论上该方法存在较大缺陷，通过水帘机后的污染空气含湿量较大，
吸附剂不能得到充分利用。
        4）氧化法。氧化法是指通过热氧化或催化燃烧，使涂装过程中产生的挥发性有机废气发生完全氧化反应，同时借助催化剂的降低反应的活化能，使有机废气在较低的起燃温度下发生无火焰燃烧，并氧化为二氧化碳和水。这一方法的净化效果更好，效率高，已开始在国内多个大型木门企业进行了推广。
        过程管理是选择具有较高传输效率的涂装设备，加强对涂装操作工人的技术培训，从而提高涂料的使用效率，以减少VOCs的排放。美国通常要求使用HVLP（大体积低流量）的喷枪，而近几年开发的空气辅助无气喷涂设备在我国众多木门制造企业得到应用。
        3 涂装废气环保处理装置与设备
        3.1 无泵水幕漆雾净化设备
        无泵水雾喷漆室是一种湿法处理设备，无水泵及复杂的管道系统，避免了水泵、管道及喷嘴易堵塞的问题，本设备采用排风机的风力诱导提水形成循环水幕，在风力提水过程中提起的水被吹散成水雾状。含有漆雾的空气首先与水幕撞击，其中的部分黏性物质被截留在水中。然后，穿过水帘进入气水搅拌通道，与通道里的水雾产生强烈的搅拌混合，将颗粒物完全清洗到水中。部分水跟随气流组织进入集气箱后，由导流栅将空气与水分离，处理后的气体穿过挡水板，由风机排放到大气中；而被分离的水在集气箱汇集后流入溢水槽，溢流到泛水板上形成均匀的水幕，如此往复循环，可有效去除空气中的漆雾颗粒有害成分，漆雾颗粒的净化效率较高。循环水中添加专用的漆雾絮凝剂，改变漆雾的粘附状况，使被清洗在水中的漆雾结成渣块漂浮于水面。设备运行过程中不断地有新水经自动补水装置加入水箱，水箱中的水可反复循环使用，不需要排放。在处理苯系物含量较高的油漆漆雾时，需与活性炭废气净化器配套使用，利用活性炭将产生的有机气体吸附净化后再排放。
        3.2 低温等离子废气净化设备
        低温等离子体废气净化设备工作原理是采用高压发生器形成低温等离子体，在平均能量约5eV的大量电。与有害气体分子发生化学反应，最终生成无害产物。电量·OH、·HO2、·O等活性自由基和氧化性极强的O3，原子或由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大的结合能时，臭气分子的化学键断裂，直接分解成单质子处于激发态。当臭气分子获得的能量大于其分子键能子和部分臭气分子碰撞结合，在电场作用下，使臭气分子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子；二是高压等离子体中包含大量的高能电子、正负离有害气体分子的化学能，使之分解为单质原子或无害分体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些化作用机理包含两个方面：一是在高压放电产生等离子H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。其净废气分子转化成各种活性粒子，与空气中的O2结合生成子H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。
        3.3 多元复合光氧催化有机处理装置
        多元复合光氧催化废气处理装置是利用高能紫外光束发生器产生的紫外光束照射恶臭气体，改变恶臭气体的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外光束的照射下降解转变为低分子化合物，如CO2、H2O等。
        3.4 活性炭吸附废气净化设备
        活性炭吸附废气净化设备是采用活性炭吸附塔，利用风机将气体收集到活性炭吸附塔中，通过吸附塔中的活性炭的吸附来除去废气中的苯、甲醛等。活性炭吸附塔，系利用高性能活性炭吸附剂固体本身的表面作用力，将有机废气分子之吸附质吸引附着在吸附剂表面。其工作原理是：箱体外部的漆雾在风机的吸力下进入漆雾处理净化箱，气液分离器将气水进行分离，分离后的气雾在箱内流动，遇到多级滤板，与其进行完全饱和接触，颗粒状尘雾被过滤板吸附，第一道过滤滤板一般采用纸质干式过滤器去除空气中的漆雾及水帘带来的水分，油漆过滤纸采用褶皱结构，
        结语
        近年来，随着国家对环境保护日益重视，对木门行业的环保要求也越来越高，监管部门对环境污染的监管（处罚）力度也越来越大，众多木门企业不得不开始增加木门环保涂装方面的投入，除了从涂装源头采用水性漆涂装以外，还利用先进的环保处理技术和设备进行环
保改造，从多方面采取措施治理木门涂装过程中的废气产生，以实现木门绿色生产。
参考文献
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