电子喷涂废气治理介绍演示幻灯片

1,电子喷涂废气污染防治技术介绍,江苏省环境科学研究院,2,内容,一、电子喷涂企业污染现状简介,二、喷涂废气常见净化技术,三、喷涂废气处理技术发展研究,3,第一节电子企业废气污染现状简介,无锡电子企业众多，其中多以台资、日资和韩资企业为主，所生产产品基本均为手机、相机、电脑、打印机等产品做配套。当中规模较大的有夏普、索尼、松下、希捷、海力士等。根据相关统计数据，2011年无锡微电子企业实现销售收入400亿元，占江苏省比重为54%，且预计2015年将超过1000亿元。因此无锡市电子企业的良性发展对整个地区经济的可持续发展起到重要作用。由于相关企基本以外资企业为主，因此企业的管理制度、文化背景等差异给相关管理机构带来了较大的不便。相对南京地区大化工、常州地区小化工、浙江地区的染料中间体、医药中间体，无锡地区电子企业的总体污染较小，电子企业的蓬勃发展为本地区的经济发展做出了较大的贡献。,1.1无锡电子企业现状,4,电子企业最大的废气污染物为喷涂过程中的VOC有机物，主要产生于产品在喷漆、固化、烘干等环节。具体简介如下：,除油,清洗,除锈,清洗,表调,清洗,磷化,清洗,干燥,喷涂,固化,有机废气,有机废气,1.2废气产污环节,注：一般ABS、PC等塑料自干漆烘烤温度为55-65，时间30min。烘干聚合型涂料，如丙烯酸漆、环氧树脂漆等，烘烤温度为130-140，时间30分钟。,干燥,有机废气,5,1.2废气产污环节,喷漆,固化,烘干,自然放置过程中有机溶剂挥发，废气中颗粒物较少,废气污染物成份较为复杂，通常废气温度与浓度较高，且含有颗粒状污染物,主要成份有漆雾颗粒、有机溶剂及水雾，废气流量较大，浓度较低,废气污染物汇总,6,表1.2-1某电子厂喷房生产数据,7,1.3常见喷漆溶剂组成,表1.3-1常见喷漆涂料有机溶剂组成,8,表1.3-2常见溶剂水溶性,9,第二节喷涂废气常见处理技术,电子企业废气污染物主要产生于喷涂工艺过程，根据生产工艺流程不同，主要分为喷漆过程、固化过程及烘干过程。目前江苏地区的电子企业主要采用的处理技术有前级水帘除雾、填料塔吸收、活性炭吸附、活性炭浓缩吸附-催化脱附。其处理技术分别简介如下：,10,2.1水帘除雾预处理,水帘漆房主要由室体，槽体，水帘板，水循环系统，喷雾系统，汽水分离系统，除渣系统，排风系统等组成。在室体正面方向作成光滑的不锈钢材质水帘板，用水泵将水送至顶部溢流槽内溢流形成瀑布状态的水帘。喷漆时飞散的漆雾碰到水帘就会被水吸附，泻至下部水槽中积存。,11,后续处理,水帘除雾,后续处理,进入产品,12,采用水帘除雾净化效果评估结论如下：（1）喷漆房水帘除雾主要针对喷漆生产过程中的漆雾颗粒进行预处理，对涂料中的有机溶剂基本无去除效果。（2）喷漆过程中溶剂的产生量与固体漆雾的产生量较大，水帘除雾的总体净化效果较为有限。,13,2.2填料净化塔有效性评估,图2.2-1某电子企业现场填料净化塔,14,图2.2-2酸碱净化塔内部结构图,15,图2.2-3旋流板净化塔内部结构图,16,填料净化塔作为废气污染物净化设备，其机理包括惯性碰撞、分子扩散和凝聚三种，具体如下：,综上所述，采用填料塔对酸碱性污染物效果较好，对不溶于水的污染物则效果较差，其净化机理主要通过惯性碰撞和分子扩散进行，凝聚机理基本不起作用。,填料塔净化机理,17,采用填料净化塔对漆雾废气净化效果评估结论如下：（1）填料净化塔对喷涂过程中粉尘及有机物有一定的去除效果。其中对可溶性的有机物去除效果相对较好，对难溶性的有机物去除效果较差。（2）由于喷涂过程中的漆雾颗粒含量高，粘性大，易造成填料净化塔中填料和喷嘴堵塞，因此填料塔的结构决定了该类型净化设备不适合净化处理喷涂尾气。,18,图2.2-4某企业填料塔内部结构图1,19,需要指出的是废气净化塔中填料塔应用较多，但同时还存在其它多种塔，如旋流板塔、空塔、泡罩塔等。填料塔主要利用塔中的填料的巨大比表面积，提高废气与吸收液直接的接触比，从而提高废气的净化处理效果。对含粉尘的气体不适合，空塔常用作高温气体或加湿的预处理设备，旋流板塔具有较强的防堵性能，通常用作大风量或含有粉尘的废气净化，其净化机理主要通过高速气流将液滴雾化后，依靠液滴的巨大比表面与废气接触从而净化废气，填料塔需要较低的空塔气速，而旋流板塔则需要较高的空塔气速。填料塔通常用于酸碱废气治理，旋流板塔通常用于除尘治理。,20,2.3活性炭净化塔有效性评估,图2.3-1某电子企业现场活性炭净化设备,21,图2.3-2活性炭净化设备工艺流程图,袋型濾網,22,图2.3-3活性炭颗粒模块,23,图2.3-4活性炭纤维模块,24,图2.3-5使用数周后活性炭状况,25,图2.3-6使用数周后活性炭状况,26,采用填料净化塔对漆雾废气净化效果评估结论如下：（1）根据大气污染治理工程技术导则（HJ2000-2010）规范要求，采用颗粒状活性炭时，宜取0.20m/s0.60m/s；采用活性炭纤维毡时，宜取0.10m/s0.15m/s；颗粒物去除宜采用过滤及洗涤等方法，进入吸附装置的废气中颗粒物浓度应低于5mg/m3。常见电子企业废气净化设备无论流速还是进入装置粉尘浓度均远超过规范允许值。（2）由于喷涂过程中的漆雾颗粒含量高，粘性大，仅仅依靠水帘除雾、填料塔等设施预处理后的废气，颗粒物含量仍然较高，若后续工艺采用活性炭吸附则活性炭将很快失效，从而丧失脱附再生功能。,27,2.4活性炭吸附-浓缩脱附净化工艺有效性评估,图2.4-1苏州某电子企业现场活性炭净化设备,28,图2.4-2昆山某电子企业现场活性炭吸附-催化燃烧脱附设备,29,图2.4-3活性炭脱附再生装置原理,30,活性炭浓缩吸附-脱附再生设备主要用于喷涂行业烘干尾气，根据某企业现场实际使用数据，一套活性炭净化设备共有吸附模块6套，三套活性炭净化设备有模块18套，脱附装置每次装入模块数量为2套，全部脱附需9次，每脱附周期2h共需18h。每套净化装置放入活性炭纤维量50kg，最大吸附有机物15kg。,31,图2.4-4使用数周后活性纤维现状,32,图2.4-5风机叶轮检修时图片,33,采用活性炭浓缩吸附-脱附再生工艺对喷涂尾气净化效果评估结论如下：（1）根据大气污染治理工程技术导则，进入吸附装置的废气中颗粒物浓度应低于5mg/m3。喷涂尾气中颗粒物含量明显超过规范允许值。由此造成活性炭很快失效，从而丧失脱附再生功能。因此未对粉尘进行有效净化处理前，通过活性炭浓缩吸附-催化脱附再生处理效果较为有限。（2）采用人工进行脱附再生，劳动强度大，难以保证设备的正常稳定运行。,34,图2.4-6GAC吸附净化装置,图2.4-7ACF吸附回收装置,活性炭吸附有机物通常处理效率较高，净化效果较好，其使用有一定的适用范围，通常用于有机物有回收价值场合，目前喷涂行业尾气所采用的活性炭吸附装置，多为一次性使用，基本未脱附，运行成本高，净化效率差。,35,第三节喷涂废气发展技术研究,除了上述介绍的填料塔净化吸收、活性炭吸附、纤维活性炭浓缩吸附-催化脱附外，还有RTO蓄热式热氧化炉、蜂窝活性炭吸附、微生物除臭等新技术正广泛应用于有机废气治理行业，结合喷涂行业废气污染排放现状，此处对上述废气处理工艺在喷涂行业中的应用进行简单介绍。,36,3.1蓄热式焚烧炉,蓄热式焚烧炉（RTO）其原理是把有机废气加热到760以上，使废气中的有机物氧化分解成CO2和H2O。氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温，从而用于对原始废气进行预热。陶瓷蓄热体通常分为两室或三室。与直接及催化燃烧等工艺相比，具有热效率高、运行可靠等特点。,37,对喷涂废气中的有机废气，采用RTO炉焚烧净化处理效率较高，废气中的粉尘经过旋流板等设备预处理后，再进入RTO热氧化炉，在850950高温下，无论颗粒物还是有机物，均能得到有效净化处理，本设备热回收效率较高，运行可靠，目前南京熊猫电子RTO炉已经投入运行使用。该行业中知名企业如下(1)德国杜尔公司该公司主要从事汽车喷涂行业废气治理，其核心产品为旋转式RTO炉。(2)台湾华懋公司该企业在喷涂行业积累了丰富的经验，其转轮浓缩吸附-RTO炉脱附技术较为成熟。,38,图3.1-1悦达起亚烘房喷涂废气RTO焚烧炉,39,图3.1-2悦达起亚烘房喷涂废气处理工艺流程图,40,净化工艺说明：悦达起亚公司主要从事汽车生产，其喷涂、烘干过程中产生大量的有机废气排放，目前企业仅将烘干过程中废气进行收集处理，由于喷涂过程中废气流量较大，漆雾含量较高，需采取多种措施进行预处理，因此处理难度较大，目前解放军防化研究所、北京中节能、青岛华世洁等公司正积极从事新型吸附材料研究，拟采用硅胶或沸石作为吸附剂，经转轮浓缩吸附-RTO炉脱附再生。,41,3.2转轮浓缩吸附-RTO炉脱附,图3.2-1转轮浓缩吸附-RTO脱附装置流程示意图,42,转轮浓缩吸附-RTO炉脱附净化工艺说明该装置采用吸附脱附浓缩焚烧等三项连续程序，其设备特性适合处理高流量、低浓度VOCS废气，其主要应用于如影印、涂装制程及半导体工厂等相关产业。沸石吸附转轮组合中转体由沸石吸附介质与陶瓷纤维制成。转轮上密封垫将吸附转轮组合隔离成吸附区(Adsorptionzone)及再生脱附区(Regenerationzone；desorptionzone)，二区间加一隔离冷却区(CoolingzoneorPurgezone)。通常吸附区较大，而脱附区及冷却区则较小且面积相等。废气进入系统后经过疏水性沸石转轮，VOCS被吸附；冷却区废气(约180至250)通入转轮内，利用高温将有机物脱附下来，脱附下来之有机物再进行焚烧处理。,43,图3.2-2南京某电子企业转轮浓缩吸附-RTO脱附再生装置,44,图3.2-3南京某电子企业转轮浓缩吸附-RTO脱附再生装置,45,图3.2-3南京某电子企业转轮浓缩吸附-RTO脱附再生装置,46,图3.2-4南京某电子企业转轮浓缩吸附-RTO脱附再生系统控制,47,图3.2-5无锡锡山区某企业转轮浓缩吸附-RTO脱附净化处理系统,48,3.3微生物法在喷涂废气治理中的应用,在工业喷漆生产线，大约有2560的涂漆由于超过量喷涂而损耗。在大型喷漆作业线如汽车行业，过喷的涂漆会被循环水系统所收集，然后采用传统的化学涂料解黏系统进行处理。香港安美特化学有限公司所开发的KleerAid生化涂漆解黏工艺可对喷漆房水膜除雾装置的循环水的COD值、总悬浮物值、污泥含水率等起到良好的净化作用。对于有污水处理站的喷涂企业，可将处理后的排水作为喷房水膜除雾、填料塔水洗用水，提高循环水更换频率，同时添加一定量的生化解黏，可提高现有填料塔净化处理效果。,49,3.4关于管理方面研究,关于开展涂装行业挥发性有机污染物专项整治工作的通知各有关单位：为贯彻落实国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知（国发201337号），积极推进我市挥发性有机物污染防治工作。根据省政府关于印发江苏省大气污染防治行动计划实施方案的通知（苏政发20141号）和江苏省大气挥发性有机物污染防治管理办法要求，针对我市涂装企业挥发性有机物污染现状，经研究，决定在我市开展涂装企业挥发性有机物污染的专项整治工作。具体要求如下：,50,一、整治目标通过本次整治，全市所有从事涂装生产的企业必须对其产生的涂装工业废气治理实施后环评，通过整治，涂装工业废气(包括恶臭)排放实现排气筒和厂界双达标；废气收集设施的收集效率和废气处理设施的处理效率必须分别达到90%以上。涂料用量(含稀释剂)100吨/年以上的企业所配套建设的废气治理设施必须安装在线监控，对废气治理的全过程建立DCS系统(数据必须保存三年以上)并与市环保局联网，在企业厂门醒目位置建立环保信息公示牌，实时公布废气治理监控数据，接受社会监督。对未取得环保部门审批同意，擅自从事涂装生产和作业的，将依法予以严厉查处。通过整治建立挥发性有机物的污染防控体系和长效管理机制，消除长期以来群众反响强烈的涂装废气恶臭扰民问题，实现挥发性有机物的总量减排，切实改善我市大气环境质量。,51,二、整治对象本次整治对象为全市范围内在电子产品、运动器材（自行车）、家具、汽车零部件等行业生产中从事涂装作业（包括设有涂装生产车间、生产线、喷房、喷枪）有挥发性有机物废气产生的企业。对已全部使用水性料和粉末的涂装生产企业，不列入本次整治范围。本次涂装废气专项整治工作，实行分期限期治理，重点企业必须在201*年*月*日前完成整治任务并通过我局验收，非重点企业必须在201*年*月*日前完成整治。在限期治理期间超标排放的，将实施限产限排或停产整治并追缴排污费；逾期未完成整治任务的，将实施停产整治；对拒不整改、整治无望的报请市人民政府予以关闭。,52,三、源头控制和废气收集要求、在生产过程中应优先采用环保型原辅料，从源头减少废气污染排放。、采用密闭一体化生产技术装备，从源头控制废气无组织排放。对生产过程中产生的无组织和有组织废气分质收集后分别集中处理，收集效率必须达到90%以上。、废气收集的集气罩、风管系统的设计、制作和安装，应严格按照涂装作业安全规程、涂漆工艺通风净化、通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002执行。4、喷漆室、流平室和烘干室应设置成完全封闭的围护结构体，配备有机废气收集和处理系统，原则上禁止露天和敞开式喷涂作业。若工艺有特殊要求不能实现密闭的应当设置密闭区域并采用负压排气系统将无组织废气收集、处理后达标排放。,53,四、末端净化处理控制要求、合理选择污染防治技术方案。应根据废气的产生量、污染物的组分和性质、温度、压力等因素进行综合分析，合理选择废气回收或末端治理工艺路线。禁止高浓度废气直接与低浓度废气混合后稀释排放，凡配套吸附处理单元的含尘、含气溶胶、高湿废气，应事先采用高效除尘、除雾装置进行预处理。同时加大VOCs废气的回收利用，优先在生产系统内回用。对浓度和性状差异大的废气要进行分类收集并采用有效方式进行处理，确保VOCs总净化率不低于90%。,54,四、末端净化处理控制要求2、对于油漆使用量在100t以上企业，原则上淘汰水喷淋活性碳吸附工艺，具有回收价值的可采用活性炭吸附+蒸汽脱附+冷凝回收等技术对废气中VOCs回收利用，无回收价值的采用干式过滤高效除漆雾、湿式水帘+多级过滤等方式预处理后，再采用活性炭吸附浓缩、转轮吸附浓缩+高温焚烧方式实现达标排放；烘干废气收集后可直接采用催化燃烧、蓄热式热氧化炉、转轮吸附浓缩-蓄热式焚烧等方式净化处理，流平废气原则上纳入烘干废气处理系统一并处理。,55,四、末端净化处理控制要求3、对于油漆使用量在10t以下企业，有回收价值时宜采用吸附技术回收处理，无回收价值时优可采用蜂窝活性炭吸附浓缩催化燃烧、填料塔吸收、活性炭吸附等多种方式净化处理后达标排放。采用水喷淋、活性碳工艺的则需根据环境影响后评价，进一步明确水喷淋废水的处理方式和活性碳的更换周期、更换量、材质。,56,五、监管与管理要求1、VOCs处理装置的管理和监控应满足以下基本要求：重点监控企业的VOCs污染防治设施应设置足以有效监视装置正常运行的连续监控及记录设施。采用焚烧（含热氧化）、吸附等方式处理的必须建设DCS中控系统；凡采用焚烧（含热氧化）方式处理的必须对焚烧温度实施在线监控，温度记录至少保存3年，未与环保部门联网的应每月报送温度曲线数据；采用非