铝型材概况喷涂时有机废气中VOCs的吸附再生使用

1 引言

最近几年来，全国各地连气儿多日的雾霭天色 ，使年夜 气污染防治引发 社会和当局 的高度存眷 ，响应 的综合治理办法 也在公家 和媒体的存眷 下，以史无前例 的速度和力度睁开 。2021年6月14日，国务院常务会议公布 了《全国年夜 气污染防治十项办法 》（简称“国十条”），9月12日，国务院发布了《年夜 气污染防治动作 计划》（以下简称“计划”），这是我国第一份全国性的空气污染治理计划 ，也被认为是我国有史以来最为严厉 的年夜 气治理计划。《动作 计划》提出到2021年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物（PM2.5 ）浓度比2021年下降10%以上；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度别离下降25%、20%、15%摆布。

PM2.5的起原 不但 仅是颗粒物，还有化学回响反映 生成物。是以 《计划》的发布将带来加倍 严厉 的VOCs（挥发性有机化合物）的减排和防治要求。在VOCs减排方面，中国一向 正视 不敷 ，但其数目 现实 跨越 二氧化硫和氮氧化物，是构成 PM2.5和臭氧的主要 身分 。VOCs排放分歧 于二氧化硫和氮氧化物，其排放源分离，普遍 存在于石化、喷涂、印刷、制鞋、家具等行业，对 监管和治理的挑战更年夜 。环保部在本年 2月发布的《情况 空气细颗粒物污染防治手艺 政策（试行）》收罗 定见 稿提出，对情况 污染严重、污染物排放量年夜 的区域 ，应在国度 排放尺度 中划定 出格排放限值或拟定实行 严厉 的处所 排放尺度 。此中，对工业污染源治理，收罗 定见 稿提出，将拟定严厉 、完美 的国度 和处所 工业污染物排放尺度 ，明白 各行业排放节制 要求；尽快拟定工业烟（废）气中VOCs、氨的国度 或处所 排放尺度 等。这意味着不但 对VOCs的排放监管将增强 ，VOCs的排放尺度 也将提高。这类 情势 将为所有排放VOCs的出产企业，包括铝型材喷涂行业带来巨年夜 的挑战。

2 VOCs的熟悉 误区

在铝材喷涂行业，对VOCs的熟悉 存在两个误区，一是以三苯取代 VOCs，认为没有三苯排放或三苯排放达标便可 ，另外一 个是认为采取 水性涂料无VOCs排放。VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写。美国联邦环保署（EPA）对VOC的界说 是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何加入年夜 气光化学回响反映 的碳化合物。ASTM D3960-98尺度 将VOC界说 为任何能加入年夜 气光化学回响反映 的有机化合物。世界卫生组织(WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的界说 为，熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。有关色漆和清漆通用术语的国际尺度 ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000尺度 对VOC的界说 是，在常温常压下，任何能自阐扬发的有机液体和/或固体。同时，德国DIN 55649-2000尺度 在测定VOC含量时，又做了一个限制 ，即在每每压力前提 下，沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。现实 上，从环保动身 ，VOCs的界说 分为二类，一类是通俗 意义上的VOCs界说 ，只申明 甚么 是挥发性有机物，或 是在甚么 前提 下是挥发性有机物；另外一 类是环保意义上的界说 ，也就是会发生 风险 的那一类挥发性有机物。在我国《年夜 气污染物综合排放尺度 》GB 16297-1996中，固然 没有对VOCs排放做直接划定 ，但现实 经由过程 对非甲烷总烃指标对VOCs的排放做了总量限制，同时又对苯、甲苯、二甲苯等做了划定 。非甲烷总烃（NMHC）每每是指除甲烷之外的所有可挥发的碳氢化合物（此中主如果 C2～C12）。之所以清扫 甲烷，是认为除 爆炸燃烧和高浓度梗塞 影响外，甲烷在空气中即使到达 高浓度也不会对健康造成风险 。而其他所有可挥发的碳氢化合物已 证实 晰的对健康的影响包括对中枢神经的麻醉感化 ，对皮肤的刺激，和 对造血功能的影响等。除直接对人体健康有害外，在必然 前提 下非甲烷总烃经日光照耀 还能发生 光化学烟雾，构成 PM2.5等，对情况 和人类造成更年夜 风险 。例如，已有研究证实 PM2.5超标和肺癌的多发 和致死成显著的正相干 性。是以 ，环保上所指VOCs和非甲烷总烃是一致的。它包括 所有碳原子在2~12的碳氢化合物。喷涂企业积极采取 不含三苯的溶剂型涂料，可有用 下降 较具有健康风险 的三苯排放，但其他溶剂仍在尺度 限制之列，必需 知足 非甲烷总烃的排放限制和排放速度 要求。水性涂料今朝 被普遍 视为环保产物 ，但现实 上因为 涂料机能 的要求，水性涂料不成避免含有VOCs，如成膜助剂、抗冻剂、乳液的残留单体等。在水性涂料的喷涂中，仍需斟酌 非甲烷总烃的排放超标问题。

别的 ，值得留意 的是VOCs排放附带的气息 问题。因为 年夜 量的铝型材喷涂企业和生涯 区稠浊，气息 影响成为针对铝型材喷涂企业的环保投诉的主要 缘由 。不管 是为了知足 排放尺度 要求，还是为了不 气息 投诉，从护卫职工和人平易近 大众 的健康动身 、从护卫情况 角度动身 ，铝型材喷涂企业应高度正视 VOCs排放的节制 和治理。

3 铝材喷涂有机废气处置惩罚 方案的选择

今朝 工程实践和尝试中的有机废气处置惩罚 工艺主要分为分化 和收受接管 两类（如图一所示）。这些处置惩罚 工艺有些对照 成熟，有些则存有争议。在这些工艺中，经由过程 燃烧将VOCs分化 为H2O和CO2是对照 完全 的治理工艺。燃烧法不存在选择性，在800~1200℃高温下，绝年夜 部门VOCs都被分化 。因为 燃烧法在高温下运行，是以 投资和运行费用也是所有治理工艺中最高。在喷涂有机废气治理中，因为 空气中有机物热值低，年夜 部门的燃烧工艺均需要添加燃料助燃。广州尚水环保节能科技有限公司在实践中针对年夜 风量低浓度有机废气主要经由过程 采取 活性炭或其他吸附剂对VOCs进行富集，再经由过程 催化燃烧（CO）或蓄热燃烧（RTO）等工艺来完全 分化 的工艺线路 ；针对小风量中高浓度的有机废气，则主要经由过程 催化燃烧（CO）或蓄热燃烧（RTO）处置惩罚 。对铝合金概况喷涂有机废气处置惩罚 工艺线路 的选择主如果 经由过程 收受接管 富集VOCs尽可能 减小燃烧 炉的范围 ，经由过程 收受接管 热能削减 燃料或辅助加热，以削减 投资和平常 运行费用。但即使 如斯 ，实践中喷涂企业仍对系统的运行费用和平常 治理 感应 头痛。

分化 法中生物分化 工艺主要依托 微生物分化 有机物，运行费用较低。然则 因为 生物分化 需要的时候 长，因今生 物分化 工艺所需占地面积较年夜 ，一般工场 难以知足 生物分化 所需的空间要求。同时，生物分化 的VOC种类有必然 限制，需要凭据 经验和尝试来肯定 处置惩罚 结果 。而光催化、等离子、电晕等方式 在实践中的处置惩罚 结果 有待进一步验证。

与燃烧法比拟 ，因为 不需要裂解份子 ，而只需要改变VOCs的状况 ，是以 收受接管 法的运行费用和投资都较低。收受接管 法中经由过程 吸附收受接管 VOCs合用 局限 最广，而冷凝、膜分手和接收 等工艺均要对VOC的种类、浓度等进行阐发，有针对性的加以采取 。

吸附收受接管 处置惩罚 的主要工艺线路 如图2所示。

吸附收受接管 处置惩罚 的枢纽手艺 在于吸附剂的选择，脱附再生工艺设计和收受接管 后溶剂的处置惩罚 。因为 吸附具有富集VOCs的感化 ，是以 异常 适合作为前级工艺，提高后续处置惩罚 的结果 和经济性。吸附也已成为VOCs处置惩罚 的根基 工艺，但只有使吸附剂脱附才能既使得吸附剂可以再生使用，又能为终究 处置VOCs缔造 前提 。吸附处置惩罚 作为一种汗青 悠长 的传统工艺，只有和后续的脱附再生、终究 处置惩罚 相连系 才能阐扬最年夜 结果 。采取 适合 的工艺使得脱附后的VOCs可以收受接管 再使用，不管 是再用于出产，还是用于其他可使用环节，都可以实现烧毁 物的再资本 化，实现“削减 排放”到“收受接管 资本 ”的巨年夜 改变 。而从资本 收受接管 角度，直接使用最具有价值，再使用的线路 越长，价值越低。实践证实 ，吸附收受接管 是一种性价对照 高的处置惩罚 工艺，但要阐扬这类 工艺的长处 ，知足 日趋 严苛的排放尺度 要求，还需要对这类 工艺加以立异 改善 。

4 吸附收受接管 处置惩罚 工艺的改善

广州尚水环保节能科技有限公司在实践中主要在以下 方面进行改善 ：

（1）吸附剂的选择

活性炭作为通用吸附剂获得 普遍 利用，活性炭具有比概况历年 夜 、孔径散布 富厚的特点，然则 活性炭也有不合用 的场所 。某些VOCs可以穿度日 性炭造成吸附掉 效。收到活性炭耐温机能 影响，不克不及 用于高沸点VOCs和热风脱附场所 。而份子 筛具有孔径散布 平均 ，耐温性好的特点。在实践中，可凭据 吸附种类采取 活性炭、活性炭纤维、份子 筛、和 活性炭和份子 筛夹杂 物作为吸附剂，从而扩年夜 吸附收受接管 工艺的使用局限 。

（2）吸附床的布局

改善吸附床的布局主要目标 是为了在脱附时获得 最好 的传热结果 ，从而削减 用于脱附的蒸汽或热风的使用量。改善后的布局将年夜 幅削减 蒸汽或热风的损耗，从而最年夜 限度节俭脱附能耗。

（3）蒸汽和热风的选择

蒸汽焓值远高于热风，在脱附时发生相变，具有较高的传热效力 和脱附结果 ，且平安 性较高。但在对高沸点VOCs进行脱附时，因为 需要高温蒸汽，则无疑加年夜 了脱附工艺的难度。此时可斟酌 选用热风脱附。

（4）收受接管 溶剂的处置惩罚

对 价值较高、组份单一的液态VOCs溶剂，可采取 静置、蒸馏等方式提纯直接回用至出产中，从而实现资本 收受接管 。对 价值较低的夹杂 溶剂，可喷入已建汽锅 燃烧收受接管 热值，实现间接使用，而无需专门建造昂贵的燃烧 炉。

5 结语

连系 工程实践，对照分歧 的铝型材喷涂有机废气处置惩罚 工艺，指出吸附收受接管 工艺的性价比优势和合用 局限 ，介绍本公司对这类 工艺的改善 ，以同时实现实现“削减 排放”和“收受接管 资本 ”，协助喷涂铝材出产厂家知足 日趋 严厉 的VOC排放尺度 并收受接管 VOCs资本 。综上所述，铝型材喷涂工场 应高度正视 VOCs的治理，尽早 研究，以知足 排放日趋 严苛的排放尺度 要求。吸附收受接管 工艺是一种性价对照 高的处置惩罚 工艺，经由过程 研发立异 ，该工艺可同时实现“削减 排放”和“收受接管 资本 ”，经由过程 收受接管 VOCs既知足 排放尺度 要求，又实现资本 的再生使用。