一种喷烤漆房废气处理方法及装置与流程

本发明属于废气处理技术领域，尤其涉及一种喷烤漆房废气处理方法及装置。

背景技术：

废气产生源主要喷漆、烘干等工作过程中所产生的，其主要成分为苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、voc(挥发性有机化合物)、甲醛等有害气体。此类废气具有刺激性气味，如作用于人体，对皮肤、血液、心肺、肝脏、神经、眼睛产生危害；如直接或未达标排到大气中会严重污染人类环境，因此必须要进行高效可靠持续地废气处理，才能达到绿色环保以及国家、地方规定的废气排放标准。

常见的几种有机废气处理方法：

1.冷凝法

将废气降温至挥发性有机化合物之露点温度(dewpoint)以下，使之凝结为液态并加以回收的方法。冷凝法普遍应用于原料或产品之分离及纯化，亦可作为控制挥发性有机物之用。

2.生物处理法

生物处理法为污染物(如挥发性有机化合物等)通过生物处理系统的过程中，藉由微生物之分解、氧化、转化等机制，将污染物完全分解氧化成二氧化碳、水、no3-及so42-等无害性之无机物。虽然生物处理法具有无二次污染的特性，然而与其它污染防治技术相较下，在选用时尤须考虑地域性参数所影响之整体成本，诸如土地价格、水费、电费之高低及法令标准等；除此之外，该技术是否已充分落实本土化及在国内具有相当的成熟性，亦直接影响后续的处理效率及操作维护费用。

3.直接焚化与触媒焚化

焚化法乃将含有挥发性有机化合物成份的气体在高温下氧化分解，而达清净之废气以排放，此法主要优点为适用于所有可燃性成份，而其缺点为燃料消耗量大，操作成本高。焚化炉设计能供给氧气、满足燃烧温度、停留时间及废气扰流等四个燃烧条件，其中每个条件皆可视需要情况加以修正，并准确控制，以使废气完全燃烧，达到预期之处理效果。另外，挥发性有机化合物气体在与空气于一定温度下混合时，其体积之浓度分率需在燃烧界限范围内才可燃烧。若废气所含挥发性有机化合物污染物质浓度不高，则来自污染物成份之燃烧产生热对废气温度提升相当有限，欲如此处理尚需添加适量辅助燃料，才能达到所需之燃烧温度。

4.吸收法

为气态污染物于废气与洗涤液接触时，藉由分子扩散、紊流等质量传送及化学反应等现象传入洗涤液，使污染物质分离而去除，以达到净气的效果。

吸收亦可称之为洗涤，可区分为物理吸收与化学吸收二种。化学吸收主要是利用吸收剂与气体污染物产生反应而予去除；而物理吸收主要是藉由气体在液体中的溶解度，而达到去除空气污染物的目的。通常化学吸收可藉升高操作温度、压力来增加反应速率，不过同时却降低了物理吸收的速率，至于物理吸收在较低温操作下可达到较佳的去除效果。一般而言，化学吸收可使污染物浓度趋近于零排放，而物理吸收只能把污染物浓度降低至某程度，因此化学吸收在某些气体污染物的控制及应用上相当重要。

5.吸附法

吸附作用为固体本身表面力的作用吸引气体分子，而具有表面吸附能力的固体称为吸附剂，被吸附于固体表面的物质则称为吸附物质。常用的活性炭吸附。

吸附法适于处理风量大含有低浓度挥发性有机化合物之废气，其最大特色为能在符合经济条件之操作范围内，几乎完全除去废气中某些挥发性有机化合物之成分。

6.光催化氧化技术

所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。可以在常温下进行，节约成本，只能处理低浓度的有机废气，催化剂也容易失活，对不能吸收光子的污染物质效果差，对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。已被试验证明可用光催化氧化法去除的医药发酵有机物包括：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-乙基己醇、丙烷、异戊烷、己烷、丁醛、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。

7.臭氧分解技术

臭氧在uv光子照射下产生羟基自由基，将有机挥发物vocs分解成低分子化合物、二氧化碳和水，达到无污染排放的目的。该技术操作简单易行。已处理的废气：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物h2s、vocs类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如co2、h2o等。

8.等离子体法

当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，以达到降解污染物的目的。有机化合物最终产物为co2、co和h2o。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)生物处理法，在选用时尤须考虑地域性参数所影响之整体成本，诸如土地价格、水费、电费之高低及法令标准等；

(2)直接焚化与触媒焚化，燃料消耗量大，操作成本高；

(3)通常化学吸收可藉升高操作温度、压力来增加反应速率，不过同时却降低了物理吸收的速率，物理吸收只能把污染物浓度降低至某程度；,

(4)吸附法，适于处理风量大含有低浓度挥发性有机化合物之废气，有二次危险废弃物的产生；

(5)光催化氧化技术，只能处理低浓度的有机废气，催化剂也容易失活，对于成分复杂的废气的实际处理效率偏低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种喷烤漆房废气处理方法及装置。

本发明是这样实现的，一种喷烤漆房废气处理方法，所述喷烤漆房废气处理方法包括以下步骤：

步骤一，初效过滤，需经过三道过滤除尘，分别为第一道采用玻璃纤维棉吸附过滤，第二道采用碳仟维过滤袋，第三道采用精密仟维过滤桶；

步骤二，充分脱除废气粉尘后，进入低温等离子协同光催化净化器，有机废气中的甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等有机分子和恶臭分子在低温等离子的高能电场中被迅速断键开环，分解为小分子碎片，小分子碎片再由光催化段被迅速催化氧化为二氧化碳、水和无害物质；

步骤三，未被降解的高分子有机物经延时反应仓充分净化，被此区活性炭吸附，活性碳为蜂窝状；

步骤四，最后，达标后的气体经排气筒达标排放。

进一步，所述喷烤漆房废气处理方法的喷烤漆房废气处理装置包括：喷漆房、低温等离子器、vocs光氧催化降解装置、干式规过滤器、反应延时仓、主风管；

干式规过滤器通过排气管道与低温等离子器连接；低温等离子器通过排气管道与vocs光氧催化降解装置连接；vocs光氧催化降解装置通过排气管道与反应延时仓连接；反应延时仓通过排气管道与主风管连接；安全装置通过螺栓固定在设备上配泄压防爆口上。

进一步，所述第一道过滤最小阻值18pa，最大阻值185pa；第二道过滤最小阻值20pa，最大阻值200pa；第三道过滤最小阻值25pa，最大阻值350pa。

本发明的优点及积极效果为：

(1)高效可靠快速除恶臭，对voc类、苯、甲苯、二甲苯以及氨、硫化氢、苯乙烯等污染物能快速高效地去除和脱臭，除臭率可达90％以上。

(2)运行成本低，每处理1000m3/h废气量，仅耗电0.6度电，能耗低，风阻低，节约大量排风机动力能耗。

(3)设备使用环境要求不高，工作环境温度在-30℃-65℃，湿度在40％-95％均可稳定可靠地正常工作。

(4)无需添加任何物质，无需添加任何物质参与化学反应，仅需排风管道和排风机。

(5)适应性强，可持续稳定地工作。

(6)维护轻便快捷，uv管通过抽屉式轻便快捷更换，无需专人管理。

(7)uv灯管使用寿命长，可达12000小时。

(8)控制系统，采用集中控制。

本发明的喷烤漆房间歇生产，仅采用活性炭会产生大量的二次污染，而单独采用光催化、低温等离子等技术其净化效率低，难以稳定满足环境保护要求。而低温等离子与光催化协同处理能够大大提高净化效率，低温等离子放电产生的紫外线正好能被光催化剂所利用，同时电场的能力能破坏长链、环形等分子结构，使之短链化、小分子化，更有利用光催化作用。本发明提高净化效率，降低二次污染，即开即用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的喷烤漆房废气处理方法流程图。

图2是本发明实施例提供的喷烤漆房废气处理装置结构示意图。

图中：1、喷漆房；2、低温等离子器；3、vocs光氧催化降解装置；4、干式规过滤器；5、反应延时仓；6、主风管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的喷烤漆房废气处理方法包括以下步骤：

s101：初效过滤，需经过三道过滤除尘，分别为第一道采用玻璃纤维棉吸附过滤，第二道采用碳仟维过滤袋，第三道采用精密仟维过滤桶；

s102：充分脱除废气粉尘后，进入低温等离子协同光催化净化器，有机废气中的甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等有机分子和恶臭分子在低温等离子的高能电场中被迅速断键开环，分解为小分子碎片，小分子碎片再由光催化段被迅速催化氧化为二氧化碳、水和无害物质；

s103：未被降解的高分子有机物经延时反应仓充分净化，被此区活性炭吸附，活性碳为蜂窝状；

s104：最后，达标后的气体经排气筒达标排放。

如图2所示，本发明实施例提供的喷烤漆房废气处理装置包括：喷漆房1、低温等离子器2、vocs光氧催化降解装置3、干式规过滤器4、反应延时仓5、主风管6。

干式规过滤器4通过排气管道与低温等离子器2连接；低温等离子器2通过排气管道与vocs光氧催化降解装置3连接；vocs光氧催化降解装置3通过排气管道与反应延时仓5连接；反应延时仓5通过排气管道与主风管6连接；安全装置通过螺栓固定在设备上配泄压防爆口上。

下面结合实施例对本本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1

前处理工作原：第一道采用玻璃纤维棉吸附过滤，该道过滤最小阻值18pa，最大阻值185pa，吸附率大于百分之8o。(布置在喷房地面格栅下面)第二道采用碳仟维过滤袋，该道过滤最小阻值20pa，最大阻值200pa，过滤颗粒物5um以上，吸附率大于75。第三道采用精密仟维过滤桶，该道过滤最小阻值25pa，最大阻值350pa，过滤颗粒物5um以下。整套漆雾过滤率达98％

uv光氧催化降理装置工作原理：vocs废气中主要需处理成份是苯、苯系物、非甲烷总烃。vocs在以0·8m/s流过uv紫外线照射区过程中触接到釆用浸渍法将tio2等27种稀有贵金属颗粒负载在蜂窉活性炭表面制备出的光氧催化网ach/ti02，在自制的光氧反应器中185nm波长紧外线激发下进行动态催化降解。因ach和tio2具有良好的协同性，在vocs浓度，湿度，光照稳定状况下降解运行稳定，降解率达百分之80。

未被降解的高分子有机物被此区活性炭吸附，活性碳为蜂窝状。特点体表面积大，吸附率高，使用寿命长。

报警装置主要是探测催化反应区可燃气体浓度防止浓度过高引起爆燃而产生火灾造成财产损失以及人员伤亡。

安全防爆装置主要是在设备上配泄压防爆口防止爆燃产生的压力过大破坏设备造成火灾引起财产损失和人员伤亡事故的发生。

风机柜内的风机采用高压风机喉口防爆皮带传动电机防爆使废气随风管实现有组织高空达标排放。

风管采用镀锌板制成法兰加密封片螺栓联接顶部做防雨处理(有用户依现场状况自制)。

控制系统采用智能控制实现喷/烤漆与废气处理联动。并显示各功能段的运行状态，以及故障报警

报警装置主要是探测催化反应区可燃气体浓度防止浓度过高引起爆燃而产生火灾造成财产损失以及人员伤亡。

安全防爆装置主要是在设备上配泄压防爆口防止爆燃产生的压力过大破坏设备造成火灾引起财产损失和人员伤亡事故的发生。

风机柜内的风机采用高压风机喉口防爆皮带传动电机防爆使废气随风管实现有组织高空达标排放。

风管采用镀锌板制成法兰加密封片螺栓联接顶部做防雨处理(有用户依现场状况自制)。

控制系统采用智能控制实现喷/烤漆与废气处理联动。并显示各功能段的运行状态，以及故障报警。

实施例2

防火防爆措施

(1)、光氧催化废气处理装置中所有需连接部分用抗高温，防腐蚀电线和橡胶垫进行密封处理，不容许任何带电部分与废气直接接触。

(2)、光氧催化废气处理装置所有蒙板密封均采用耐温阻燃密封条密封。

(3)、uv灯管均采用独立专用电子镇流器供电，该电子镇流器具备过压、过流、空载、短路、超温等保护功能，uv灯管若有异常，电子镇流器即停止该光管的运行并指示灯熄灭。

(4)、抽风机设置在光氧催化废气处理装置末端，这样使处理后的空气经过抽风机，同时使废气处理装置内无盲区，不会停留任何废气。

(5)、抽风机与光氧催化装置联锁。

实施例3

干式漆雾过滤器

防止被处理气体中的残余粉尘进入到吸附净化装置系统，经干式除尘过滤工艺，以确保吸附处理系统的气源洁净度，干式过滤器采用合成纤维棉，以提高灯管的使用周期，减少设备运行费用。过滤器亦称过滤除尘器，是通过多孔的过滤介质(滤料)分离捕捉气体中的固体、液体粒子的净化装置。含尘气体进入除尘器后，通过滤料层，滤尘粘附在滤料的迎风面，由滤料背风面逸出的气体进入下一道处理工序或排出。随着滤尘过程不断进行，滤料表面捕集到的粉尘越来越厚，粉尘层阻力增大，当阻力达到一定值时，需对滤料作更换处理。

风机

引风机提供净化系统正常运行的动力，是必不可少的设备之一。通常风机采用后置式布置，风机后置式布置可以减少污染物质对风机腐蚀、净化设备在负压操作下布风均匀、废气无泄漏等优点。进风阀门采用法兰连接，相互之间具有足够的距离，便于阀门之间的管道安装及设备的维修和装拆。风机与进风管采用由补偿器柔性连接，以避免风机的正常震动影响风管及相关设备。

本项目选用风机

型号：ydw5.0a2台(低噪声厢式风机)

功率：5.5kw

全压：787-776pa

干式过滤器+uv光解设备+等离子+延时反应仓的阻力680pa

总阻力：700*1.1＝748pa

故所选风机的全压和风量完全满足系统要求且有富余。

注：在整套有机废气治理中风机是产生噪声的唯一设备(噪声值75db左右)；安装时基础加减震，风机进出口采用软联接，减小风管震动等；白天背景噪声大于80db,晚上4s不工作，故风机在晚上不产生噪声污染。

光催化设施

uv光氧催化的净化方式是发生柜能否能正常净化废气的关键技术，其工作原理是：光氧催化设备分解废气分子：运用253.7纳米波段光切割、断链、燃烧、裂解废气分子链，改变分子结构，为第一重处理；取185纳米波段光对废气分子进行催化氧化，使破坏后的分子中子或原子以o3进行结合，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在催化氧化过程中，转变成低分子化合物co2、h2o等，为第二重处理；催化剂采用聚合物蜂窝作为载体，全方位与光源接触，惰性催化剂光源的照射下，加速废气的裂解速度，缩短废气与光源接触时间，使其与废气进行充分反应。

光催化改造主要技术参数：

总功率：13.2kw(2台)

催化剂：锐钛型tio2

催化剂载体：蜂窝聚合物

处理风速：2-2.6m/s

停留时间：1.8s

设备阻力：≤200pa

去除效率：45％

等离子设施

低温等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的中性导电性流体,在空气净化过程中常常由气体放电产生。等离子反应器中放电电极表面、器壁表面及涂层置放的催化剂都有可能对等离子体化学反应起催化作用,等离子体激发和催化剂活化联合作用。低温等离子体光催化系统里,去除污染物过程既有等离子体化学反应过程又有光催化反应过程,两者之间也可能存在协同作用。在等离子产生过程中,待处理的污染物受高能电子轰击可以直接被分解成单质或转化为无害物质。另外,高能电子的轰击使污染物电离、离解、激发,产生了大量等离子体。等离子体中的离子、电子、激发态原子、分子及自由基都是极活泼的反应性物种,使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得十分快速,它们再进一步与污染物分子、离子反应,从而使污染物得到降解,尤其有利于难降解污染物的处理。另外,由于活性离子和自由基气体放电时一些高能激发粒子向下跃迁能产生紫外光线,当光子或电子的能量大于半导体禁带宽度时,就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带,形成具有很强活性的电子空穴对,并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行。光生空穴具有很强的获得电子能力,可与催化剂表面吸附的oh-和h2o发生反应生成羟基自由基,从而进一步氧化污染物。由于等离子体放电光催化过程有大量等离子体、强活性电子冲击、紫外线辐射等综合因素的协同作用,因而可以更快速有效地分解空气中有害物质和灭菌除臭。

圆筒蜂巢状高效静电场单元：圆筒蜂巢状电场，利用冷加工的方式制作的蜂巢阳极，每个蜂巢的中心是一根带有小刺的阴极针。阴极针与阳极筒的的均匀距离，使其电场强度达到最强和最均匀。蜂巢状的电场还具有刚性好，便于拆卸，便于清洗的特点。

先进安全的高电压发生和控制线路,高压变压器是采用真空灌注的环氧固体变压器，功率强劲，温升少，耐冲击，无需维护，没有电磁辐射。为设备的高效稳定运行提供了内在保证。完善的静电控制线路：电子电器组件全部采用国际知名品牌。控制线路能够确保电场具有完善的运行和保护功能.

等离子设施主要技术参数：

蜂窝大筒电场：88孔不锈钢电场

数量：2个(模块化)

电压等级：220v

总功率：2000w/个

输出电压：0-20kv

振荡频率：0-50hz

输出功率：0-500w

处理风速：2-2.6m/s

停留时间：1-2/s

去除效率：45％

延时反应仓

延时反应仓作用为延长反应时间，堆放活性炭作为前段设备失效后的保障手段，采用通孔结构的蜂窝活性炭为吸附材料，其吸附速度快，饱和吸附量大。

主要材料：蜂窝活性炭

风阻：≤100pa

使用温度-20-70℃

尺寸：100*100*100

使用湿度：0～95％rh

结构形式：抽屉式

效率为：80％

活性炭更换周期：三个漆房净化设备的活性炭每隔3个月更换一次，每次更换活性炭数量为0.275吨。

阻火阀

高层及其它各类现代建筑大都设有通风、空调及防排烟系统，一旦发生火灾，这些系统中的管道将成为火焰、烟气蔓延的通道。为了阻止火势通过风管蔓延扩大，在《建筑设计防火规范》gbj16-87和《高层民用建筑设计防火规范》gb50045-95中均明确规定了防火阀、排烟阀的设置要求。

排烟阀用在排烟系统管道上或排烟风机的吸入口处，平时呈关闭状态，当火灾发生时，通过火灾报警信号手动或自动开启阀门，根据系统功能配合排烟，当管道内烟气温度达到100℃时自动关闭，并能在一定时间内满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用。

风管

同捷4s店2个喷烤漆房废气治理排气管道利用原有的排气管道，二个漆房的处理设备直接接烤、喷漆房的排放口，处理后的废气通过风机出口，接入原风管。调漆房的管道接入一号烤、喷漆废气治理设备的进口管道。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。