家具喷涂废气治理

时间:2022-03-10浏览量:104

   

 喷涂是家具制造行业最核心的工艺之一,在很大程度上决定了家具制品的外观、色彩、质量、档次与价值。

喷涂过程中产生大量的有机废气,对生态环境产生极大的威胁。一般家具厂的传统解决办法是通过初效过滤棉过滤后直排,涂料粉尘废气排到厂房外,

对周边环境造成污染,对附近居民的健康造成不利影响。由于粉尘沉积,容易引发火灾。

目前国内大型家具企业大都采用喷涂流水生产线,涂料主要采用溶剂型快干漆,生产过程产生大量的漆尘和有机废气,

因此家具生产企业均有环保治理的迫切需求。

 

一、VOCs怎样来的?

当前国内外常用的木器涂料各具不同的涂装质感。常用的涂料种类有硝基涂料、聚氨酯涂料、光敏涂料等。现在使用较为广泛的涂料

为聚氨酯涂料,但是消费者大都喜爱硝基涂料的质感,故近年的家具几乎底面漆多用硝基。

硝基涂料也其主要成膜物质为硝化棉,它多由棉花用硝酸硝化制成,化学上称“硝酸纤维素酯”。将硝化棉与其他合成

树脂(如醇酸树脂、松香树脂等)溶于酯、酮、醇、苯等混合溶剂中即成硝基涂料,将其涂于木材表面,待溶剂挥发便可成膜。由于

木材纤维中含纤维素,与硝化棉结构类似,故硝基涂料与木材的兼容性优良,即使涂饰多遍仍能显现素材的木质感。

木家具制造过程中使用的硝基类涂料是典型的溶剂挥发型涂料,具有快干性能,依靠溶剂挥发形成连续涂膜,涂料中的溶剂在调漆、

喷涂、干燥及设备清洗4个阶段已基本挥发完毕,因此,木家具硝基涂料涂饰车间VOCs主要源于涂料中有机成分的挥发。

二、排放特征

硝基涂料在实际应用中会有不同的品种和品牌,加入不同辅剂,成分较为复杂,但一般均加入天拿水、松香水,

形成的混合涂料主要组分为醋酸丁酯(乙酯、戊酯)、乙醇、甲苯、苯,其排放VOCs主要为乙

酸仲丁酯、甲苯、二甲苯。总排放浓度(TVOCs)一般均属于中低水平。

在锯切、刨削、喷涂生产工序中,都会产生大量的粉尘,喷涂产生的主要粉尘为漆尘。由于硝基涂料固体成分偏少,其粉尘含量较低,粒径较小。

三、废气治理技术的选择

末端治理技术是控制VOCs污染的重要途径之一,可分为回收利用技术与销毁技术及组合技术,分别适用于不同的工况。对于浓度较高(>4000mg/m3)

或价格昂贵的有机溶JI,可采用吸附法、吸收法、冷凝法、膜技术进行回收利用;对于低浓度(<1000mg/m3),大风量的废气可采用蓄热燃烧法、

催化燃烧技术、光催化法、低温等离子法、生物降解法。由于一些废气浓度过低无法正常使用蓄热燃烧法、催化燃烧技术,由此产生了组合技术。

在实际生产条件,外界影响因素多,VOCs成分复杂,排放浓度波动大,单一的治理技术存在一定的局限性,通常需要几种工艺进行组合。

常用的组合技术有滤筒除尘器+催化燃烧燃烧技术等。

四、废气治理设备选择

针对此种状况,可设计采用初效过滤棉预过滤,

滤筒除尘器高效除尘,蜂窝状活性炭为吸附剂,催化燃烧,即活性炭热脱附再生原理。

1、工艺原理及装置析料选型说明

1.1初效过滤棉

喷涂废气中的液态漆雾雾滴会被拦截,并且少量的颗粒黏附在纸壁面上,不会随气流而带走。而对于空气则没有特别的阻碍,可继续运动。

当空气自由通过孔洞时,粒子吸附在过滤棉上,当达到过滤饱和,进行手动更换初效过滤棉。

2.2滤筒除尘器

滤筒除尘器能有效过滤0.1μm以上的颗粒物粉尘,效率高,能有效地拦截漆尘。采用滤筒过滤+自动反吹清灰装置,装置适用于粉尘量大

、连续长期工作的流水线,每天下班操作工人将收集的粉尘清理出去进行专业处理,从而使粉尘不再污染周边环境,防止火灾危害。

3.3活性炭吸附箱

活性炭吸附柜的吸附技术是利用蜂窝状活性炭吸附剂将废气中的VOCs吸附,吸附床活性炭床达到饱和后再进行脱附使活性炭得到再生。

常用的脱附方法有热气吹脱法、置换法、减压法。

4.4催化燃烧设备

直接燃烧需将废气加热到800℃,使其完全氧化CO2和H2O,由于燃烧温度较高,容易产生热力型氮氧化物,造成二次污染。

催化燃烧在燃烧系统中加入贵金属催化剂或氧化物催化剂能使VOCs氧化温度降至400℃左右,可以降低设备运行成本,可抑制氮氧化物的产生。

VOCs氧化产生的热量用于热脱附活性炭吸附柜,使活性炭再生。

 


五、结论与建议

   利用预处理+滤筒除尘+活性炭吸附脱附+催化燃烧治理硝基涂料家具喷涂废气,通过预处理和滤筒除尘,有效地拦截漆尘;在100℃热风的吹脱作用下,

将大风量、低浓度的有机废气浓缩为小风量、高浓度的有机废气,经过催化燃烧将VOCs氧化为CO2和H2O,并保持稳定连续运行。

经实际使用证明,在家具喷涂废气治理上,该处理工艺与传统工艺相比,该方法能有效地解决活性炭堵塞、催化剂重金属中毒问题。

   木质家具制造行业废气治理应该根据涂料的种类、使用的辅剂,充分了解VOCs排放浓度、物种特性、流量与漆尘,选择合适的废气治理工艺。

在使用活性炭吸附时,要考虑是否有粉尘,粉尘会造成活性炭堵塞失效。在使用催化燃烧技术时,选择催化燃烧催化剂之前,应做相关的实验,

根据废气特征,选择合适的催化剂,提高效率,降低成本。根据废气燃烧产生的热量,结合活性炭的燃点,选择合适的脱附温度,防止火灾发生,

计算脱附时间,并设计安全断开装置。

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