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建筑铝型材行业全过程VOCs减排如何实现?

时间:2024-09-05

RTO焚烧炉RTORCOVCU设备专业生成厂家无锡泽川环境2024年9月5日讯铝型材生产过程中的废气主要来源于喷塑、固化工序,产生的废气污染物包括喷塑粉尘、VOCs等,而不同的涂装工艺和使用不同的原材料所产生和释放的VOCs量也不同。今日来分享介绍铝型材行业如何通过清洁化生产途径减少VOCs的产生与排放。

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【干货文章】



一、VOCs收集与治理
1.废气收集


在建筑铝型材表面涂装中,VOCs的收集是一个难点。难在于VOCs生产点较多、部分VOCs产生的空间大、收集管道长和有多种不同性质的废气等。


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2.废气预处理


建筑铝型材表面涂装产生的废气大多数都需要做预处理。预处理的重点工作是降低废气温度、去除废气中水分和减少颗粒物。


3.典型废气的治理


阳极氧化和电泳涂装废气的处理。阳极氧化生产没有VOCs产生,电泳涂装生产废气含VOCs的量较小,可用水喷淋和吸附法的组合可以达到排放标准。


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②粉末喷涂废气处理。粉末喷涂废气有固化废气和喷粉废气。两种废气的性质有一定的差异,需要分别收集和分别做预处理。喷粉废气是来自喷粉房,量大,颗粒物多,常温;固化废气高温,颗粒物较少。固化废气可以用喷淋降温。经过预处理后,两股废气可以合并在一起做后续的处理。后续处理工艺常用的有活性炭吸附和燃烧法。


③漆喷涂废气和氟碳喷涂废气处理。漆喷涂废气和氟碳喷涂废气含VOCs量较大,污染物种类较复杂。不同品牌的漆有不同的组成,所产生的废气成分也有所不同。


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漆喷涂和氟碳喷涂生产

有多个生产环节产生含VOCs的废气

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从表可见:

1.各环节产生的废气具有差异,例如,固化废气温度高,无水,颗粒物少,预处理重点是降温;喷涂废气温度不高,量大,污染物浓度高,常常需要水喷淋去除漆中的漆渣。


2.卧式喷涂线产生的VOCs浓度略低于立式喷涂线的原因是:卧式喷涂线的截面积要大于立式喷涂线,卧式喷涂线通常有两个排气口,而立式喷涂线只有一个。


实践表明,采用沸石分子筛吸附+蓄热燃烧法或催化燃烧法处理氟碳喷涂废气效果较好,较为成熟可靠。在沸石分子筛吸附+蓄热燃烧法或催化燃烧法组合工艺中,前段是将VOCs浓缩,后段是将VOCs燃烧生产水、二氧化碳或其他小分子物质。燃烧过程产生的热能可回收利用。


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铝型材清洁化生产途径











一、绿色产品设计与生产

1. 加强VOCs含量低的产品研究和开发。


2. 推行产品标准化。推行产品标准化,减少产品的颜色种类,可以提高涂装原材料的利用效率,有利于减少VOCs的产生量和排放量。


3. 合理选择原辅材料。


4. 选择沸点较高的溶剂。


5. 使用低VOCs含量的氟碳漆。企业应选择符合满足《工业防护涂料中有害物质限量》(GB 30981—2020)和《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》(GBT 38597—2020)中溶剂型涂料VOCs含量的要求。






二、改进生产工艺与生产设备
1.选择合理的喷涂方式


在确定产品和基本原材料的基础上,改进喷涂的方式方法可以减少生产过程中VOCs的排放,涂料利用率与VOCs的排放具有一定的关联,涂料利用率越小,产生VOCs的量就可能越大。手动的喷涂(空气喷涂)的涂料利用率是较低的。


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2.氟碳喷涂减量工艺


为了达到好的喷涂效果,氟碳喷涂均采用高压静电喷枪。为减少氟碳漆的消耗,可采取以下措施:


①根据漆膜厚度合理调整喷枪流量;

②合理选择挂具、型材间隔、型材角度等参数;

③根据型材形状选用合适的喷涂方式;

④优化喷漆控制,减少空喷行程;

⑤调漆房、喷漆房保持稳定的湿度和温度。



3.喷涂设备智能化


改进喷涂设备,实现自动化喷涂是减少生产过程VOCs排放的主要和有效的途径。


4.生产环境清洁化


要在各个生产环境中减少含VOCs原辅材料的消耗或浪费,减少VOCs的释放以及减少VOCs的无组织排放。




三、改进仓库储存方式和条件
  • 含VOCs的原材料,应储存于密闭的容器、储罐、储库、料仓中。


  • 装有VOCs物料的容器应存放于室内,或存放在阴凉、防晒的和防渗专用场地。


  • 装有VOCs物料的容器或包装袋在非取用状态时应加盖、封口,保持密闭。


  • 储存含VOCs原材料的空间也应该做好密封,应安装专门的抽气系统,减少VOCs的无组织排放。储存的空间应尽可能保证低温,减少VOCs的挥发。

  • 储存含有VOCs原材料的房间应保持干燥和合适的温度。(温度越高VOCs的挥发度越大;在一般情况下,含VOCs的原辅材料的保存温度小于30—35℃。)






四、改进称取和输送方式

在称取和输送含VOCs原辅材料过程中,做好相应的密封,不仅可以减少VOCs的排放,也可以减少用量,节约成本,具体可采取以下措施:


  • 称量应在密封性能较好的集中的场地进行,尽可能减少在生产设备或生产线旁的称量。


  • 称量含VOCs原辅材料应尽可能运用自动化称量,提高称量的精度和减少人工称量可能产生的误差。


  • 当含VOCs原辅材料称取后,要及时做好料筒的密封,不得敞开,防止VOCs的释放。

  • 在原材料称取的场所应安装集中抽气系统,尽可能减少VOCs的无组织排放。


  • 含VOCs原辅材料输送过程应通过密闭管道或密闭包装袋、容器等方式进行物料转移。在人工输送过程,要严格做好包装设备的密封。






五、生产过程的清洁化

VOCs无组织排放的主要地点在于使用含VOCs原材料的设备和生产线,重点在于喷漆房、固化炉、烘干炉等设备。


含VOCs的原材料在使用中暴露在空间,同时,生产过程需要升高温度,加速了VOCs的释放。在生产设备和生产过程中,做好生产设备的密闭、改进废气的收集将会减少VOCs的无组织排放。





六、优化废气治理工艺
1.优化VOCs治理工艺组合


建筑铝型材涂装过程中产生的含VOCs废气的组成和温度会因不同的生产工艺有所不同,每种废气都含有多种性质不同的物质或污染物。


因此,含VOCs废气的治理不可能使用某一种工艺就能达到排放标准,要达到排放标准需要多种处理工艺的组合。


首先需要根据废气的特点进行分类预处理,然后再考虑经过预处理后各种废气的合并处理。在选定治理工序后,还要根据废气的实际情况,确定工艺组合的顺序以及各个工序的相关参数。


2.分子筛的筛选


在运用沸石分子筛吸附+催化燃烧或蓄热燃烧法处理漆喷涂废气和氟碳喷涂等废气时,需要运用沸石分子筛吸附废气中的VOCs,再将浓缩的VOCs废气输到燃烧室,以达到治理的最佳效果。


3.余热综合利用


VOCs在燃烧中产生一定量的热量。该热量回收后可以用于前处理加热、烘干或固化预热。热量的回收和利用可以降低生产或废气处理的热量,可以抵消部分废气治理的成本。


4.喷漆废气预处理喷淋水的处理


漆喷涂废气和氟碳漆喷涂废气采用水喷淋进行预处理后,喷淋后的废水含有大量漆物颗粒和部分有机物。喷淋废水必须全部收集,纳入厂区污水处理设施进行集中处理。在不具备集中处理条件时,应单独处理并满足排放要求。


5.VOCs处理后的固废


在VOCs处理过程中,包括预处理和最终处理,收集的粉尘、漆雾等以及更换后的废弃过滤材料、催化剂、蓄热体等固体废弃物,都应按国家固体废物处理处置相关规定进行处理。










典型案例









案例1:用水性的电泳漆取代了油性电泳漆

在原辅材料选择方面,该企业使用水性电泳漆,电泳涂料是以水溶性或水分散性离子型聚合物为成膜物,属于一类新型的低污染、省能源、省资源、起作保护和防腐蚀性的涂料,具有涂膜平整,耐水性和耐化学性好等特点,容易实现涂装工业的机械化和自动化。电泳涂料生产时采用全封闭循环系统运行,涂料几乎100%利用。



案例2:提高喷涂自动化水平

为了提高喷涂的生产效率,减少生产过程喷漆的消耗,该公司进行了多次实践,采用激光感应控制喷枪停启,可实现喷漆自动化,较大幅度减少了给量不准的失误。对于仍只能手工操作的岗位,将生产工人操作形成标准化操作,减少和控制VOCs释放,起到源头削减VOCs的作用,达到降低VOCs排放和减少生产成本的双赢局面。



案例3:生产洁净化改造,减少无组织排放

针对氟碳喷漆生产流水线无组织排放的问题,该公司组织开展了生产洁净化改造,通过悬挂输送链进行各个涂装工序的转移,完成喷漆到转移至固化炉的过程全部在密闭的通道内,并对通道进行抽排风,大大减少了以前人工转移造成的有机废气的无组织挥发量。


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改造后的喷漆房


调漆间密闭并设置抽排风系统,造成密闭负压空间,废气经管道引至废气治理装置处理。喷漆房和流平室在单层密封室基础上,增加一层密闭空间,形成双层密闭空间,VOCs收集效率大大提高。


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改造后的调漆房



例4:多工艺组合高效处理VOCs废气

该公司针对调漆、喷漆和固化等环节产生的废气特性,参照《广东省涉VOCs重点行业治理指引》的治理指引,对各种废气进行分别的收集和运用不同工艺进行治理。


  • 涂喷漆废气和流平废气具有低浓度、大风量的特点,采用湿式除尘+五级干式过滤(含活性炭层)+沸石分子筛吸附/脱附+三室蓄热燃烧(RTO)的工艺组合处理,达到良好的效果。


  • 氟碳漆固化废气采用的是旋流塔+湿法静电除油+两级干式过滤+活性炭吸附/脱附+三室蓄热燃烧(RTO),其中,三室蓄热燃烧(RTO)是与喷漆废气共用的。


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干式过滤+沸石转轮

三室蓄热式燃烧设施


  • 喷粉和电泳固化废气采用旋流塔+两级干式过滤+活性炭吸附装置。


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活性炭吸附/脱附设施


该企业的废气治理充分体现了分质收集、分质预处理和分质处理的治理思路。