1. Formazione e componenti principali dei gas di scarico della vernice spray
Il processo di verniciatura è ampiamente utilizzato nei settori dei macchinari, delle automobili, delle apparecchiature elettriche, degli elettrodomestici, delle navi, dell'arredamento e in altri settori.
Materia prima della vernice: la vernice è composta da sostanze non volatili e volatili, tra cui la sostanza filmica non volatile e la sostanza filmica ausiliaria, l'agente di diluizione volatile viene utilizzato per diluire la vernice, per ottenere una superficie liscia e bella.
Il processo di spruzzatura della vernice produce principalmente nebbia di vernice e inquinamento da gas di scarto organico, la vernice sotto l'azione dell'alta pressione si trasforma in particelle, durante la spruzzatura, parte della vernice non raggiunge la superficie spruzzata, diffusione con il flusso d'aria per formare la nebbia di vernice; gas di scarto organico dalla volatilizzazione del diluente, il solvente organico non è attaccato alla superficie della vernice, la vernice e il processo di polimerizzazione rilasceranno gas di scarto organico (centinaia di composti organici volatili segnalati, appartengono rispettivamente ad alcano, alcani, olefine, composti aromatici, alcol, aldeide, chetoni, estere, etere e altri composti).
2. Fonte e caratteristiche dei gas di scarico del rivestimento delle automobili
L'officina di verniciatura automobilistica dovrebbe effettuare il pretrattamento della vernice, l'elettroforesi e la verniciatura a spruzzo sul pezzo. Il processo di verniciatura include verniciatura a spruzzo, flussaggio ed essiccazione. Questi processi producono gas di scarico organici (COV) e nebulizzazione, quindi è necessario un trattamento dei gas di scarico nella sala verniciatura a spruzzo.
(1) Gas di scarico dalla sala verniciatura a spruzzo
Al fine di preservare l'ambiente di lavoro durante la verniciatura a spruzzo, in conformità con le disposizioni della legge sulla sicurezza e la salute sul lavoro, l'aria deve essere costantemente cambiata nella sala di verniciatura e la velocità di ricambio dell'aria deve essere controllata entro un intervallo di (0,25~1) m/s. La composizione principale dei gas di scarico dell'aria è il solvente organico della vernice spray, i cui componenti principali sono idrocarburi aromatici (tre benzene e idrocarburi totali non metanici), etere alcolico, solvente organico estere. Poiché il volume di scarico della sala di verniciatura è molto ampio, la concentrazione totale dei gas di scarico organici scaricati è molto bassa, solitamente intorno ai 100 mg/m³. Inoltre, i gas di scarico della sala di verniciatura contengono spesso una piccola quantità di nebbia di vernice completamente non trattata, in particolare nella sala di verniciatura a spruzzo a secco; la nebbia di vernice nei gas di scarico può rappresentare un ostacolo al trattamento dei gas di scarico, che deve essere pretrattato.
(2) Gas di scarico dalla stanza di essiccazione
Pittura facciale dopo la spruzzatura prima dell'asciugatura, si desidera far fluire l'aria, il solvente organico della pellicola di vernice bagnata durante il processo di essiccazione dei volatili, al fine di prevenire incidenti di esplosione dovuti all'aggregazione di solventi organici nell'aria interna, la stanza dell'aria dovrebbe essere a flusso continuo, la velocità dell'aria generalmente controllata intorno a 0,2 m/s, la composizione dei gas di scarico e la composizione dei gas di scarico della stanza di verniciatura, ma non contengono nebbia di vernice, la concentrazione totale di gas di scarico organici rispetto alla stanza di verniciatura, in base al volume di scarico, generalmente nella stanza di verniciatura la concentrazione dei gas di scarico è circa 2 volte superiore, può raggiungere i 300 mg/m3, solitamente miscelati con i gas di scarico della stanza di verniciatura dopo il trattamento centralizzato. Inoltre, la stanza di verniciatura, la piscina di circolazione delle acque reflue della vernice superficiale dovrebbe anche scaricare gas di scarico organici simili.
(3)Dgas di scarico essiccanti
La composizione dei gas di scarico dell'essiccazione è più complessa: oltre al solvente organico, a una parte del plastificante o del monomero di resina e ad altri componenti volatili, contiene anche prodotti di decomposizione termica e prodotti di reazione. L'essiccazione elettroforetica del primer e del topcoat a solvente comporta lo scarico di gas di scarico, ma la differenza tra composizione e concentrazione è notevole.
※Pericoli dei gas di scarico delle vernici spray:
Dall'analisi è emerso che i gas di scarico provenienti dalla sala di verniciatura, dalla sala di essiccazione, dalla sala di miscelazione vernici e dalla sala di trattamento delle acque reflue delle vernici superficiali sono a bassa concentrazione e ad alto flusso, e i principali componenti degli inquinanti sono idrocarburi aromatici, eteri alcolici e solventi organici esteri. Secondo lo "Standard completo sulle emissioni per l'inquinamento atmosferico", la concentrazione di questi gas di scarico rientra generalmente nei limiti di emissione. Per soddisfare i requisiti di emissione previsti dallo standard, la maggior parte delle fabbriche automobilistiche adotta il metodo delle emissioni ad alta quota. Sebbene questo metodo possa soddisfare gli attuali standard sulle emissioni, i gas di scarico sono essenzialmente emissioni diluite non trattate e la quantità totale di inquinanti gassosi scaricati da una grande linea di verniciatura della carrozzeria può arrivare fino a centinaia di tonnellate, causando danni molto gravi all'atmosfera.
La nebbia di vernice nel solvente organico — benzene, toluene, xilene è un solvente fortemente tossico, che agisce nell'aria dell'officina, i lavoratori dopo l'inalazione delle vie respiratorie possono causare avvelenamento acuto e cronico, causando principalmente danni al sistema nervoso centrale ed emopoietico, l'inalazione a breve termine di alte concentrazioni (più di 1500 mg/m3) di vapori di benzene, può causare anemia aplastica, spesso l'inalazione di basse concentrazioni di vapori di benzene può anche causare vomito, sintomi neurologici come confusione.
※Selezione del metodo di trattamento dei gas di scarico per verniciatura a spruzzo e rivestimento:
Nella scelta dei metodi di trattamento organico, è opportuno considerare in generale i seguenti fattori: il tipo e la concentrazione degli inquinanti organici, la temperatura dei gas di scarico organici e la portata di scarico, il contenuto di particolato e il livello di controllo degli inquinanti che deve essere raggiunto.
1Spregare la vernice a temperatura ambiente trattamento
I gas di scarico provenienti dalla sala di verniciatura, dalla sala di essiccazione, dalla sala di miscelazione delle vernici e dalla sala di trattamento delle acque reflue di finitura sono gas di scarico a temperatura ambiente, a bassa concentrazione e ad alto flusso, e la cui composizione principale è costituita da idrocarburi aromatici, alcol, eteri e solventi organici esteri. Secondo la norma GB16297 "Standard completo sulle emissioni per l'inquinamento atmosferico", la concentrazione di questi gas di scarico rientra generalmente nei limiti di emissione. Per soddisfare i requisiti di emissione previsti dalla norma, la maggior parte delle fabbriche automobilistiche adotta il metodo delle emissioni ad alta quota. Sebbene questo metodo possa soddisfare gli attuali standard sulle emissioni, i gas di scarico sono essenzialmente emissioni diluite senza trattamento e la quantità totale di inquinanti gassosi scaricati da una grande linea di verniciatura della carrozzeria può raggiungere centinaia di tonnellate, causando danni molto gravi all'atmosfera.
Per ridurre radicalmente le emissioni di inquinanti dei gas di scarico, è possibile utilizzare congiuntamente diversi metodi di trattamento dei gas di scarico, ma il costo del trattamento dei gas di scarico con un volume d'aria elevato è molto elevato. Attualmente, il metodo straniero più maturo prevede la prima concentrazione (con la ruota di adsorbimento-desorbimento per concentrare la quantità totale di circa 15 volte), al fine di ridurre la quantità totale da trattare, e quindi l'utilizzo del metodo distruttivo per trattare i gas di scarico concentrati. Esistono metodi simili in Cina, il primo utilizza il metodo di adsorbimento (carbone attivo o zeolite come adsorbente) per l'adsorbimento dei gas di scarico di vernici a spruzzo a bassa concentrazione e temperatura ambiente, con desorbimento dei gas ad alta temperatura, gas di scarico concentrati utilizzando il metodo di combustione catalitica o di combustione termica rigenerativa per il trattamento. È in fase di sviluppo un metodo di trattamento biologico dei gas di scarico di vernici a spruzzo a bassa concentrazione e temperatura normale; la tecnologia nazionale allo stadio attuale non è matura, ma vale la pena prestarvi attenzione. Per ridurre realmente l'inquinamento pubblico causato dai gas di scarico dei rivestimenti, dobbiamo anche risolvere il problema alla fonte, ad esempio utilizzando tazze rotanti elettrostatiche e altri mezzi per migliorare il tasso di utilizzo dei rivestimenti, sviluppando rivestimenti a base d'acqua e altri rivestimenti per la protezione ambientale.
2Dtrattamento dei gas di scarico
I gas di scarico essiccati appartengono alla media e alta concentrazione di gas di scarico ad alta temperatura, adatti al trattamento con metodo di combustione. La reazione di combustione ha tre parametri importanti: tempo, temperatura, disturbo, ovvero la combustione in condizioni 3T. L'efficienza del trattamento dei gas di scarico è essenzialmente il grado sufficiente della reazione di combustione e dipende dal controllo delle condizioni 3T della reazione di combustione. L'RTO può controllare la temperatura di combustione (820~900 ℃) e il tempo di permanenza (1,0~1,2 s) e garantire il disturbo necessario (aria e materia organica siano completamente miscelate), l'efficienza del trattamento arriva fino al 99%, il tasso di calore di scarto è elevato e il consumo energetico operativo è basso. La maggior parte delle fabbriche automobilistiche giapponesi in Giappone e Cina utilizza solitamente l'RTO per il trattamento centralizzato dei gas di scarico durante l'essiccazione (primer, strato intermedio, strato di finitura). Ad esempio, la linea di verniciatura Huadu per autovetture Dongfeng Nissan che utilizza il trattamento centralizzato RTO per l'essiccazione dei gas di scarico ha un effetto molto buono, soddisfacendo pienamente i requisiti delle normative sulle emissioni. Tuttavia, a causa dell'elevato investimento una tantum per le apparecchiature di trattamento dei gas di scarico RTO, il trattamento dei gas di scarico con flussi di gas di scarico ridotti non è conveniente.
Per la linea di produzione del rivestimento completa, quando è necessario un ulteriore impianto di trattamento dei gas di scarico, è possibile utilizzare il sistema di combustione catalitica e il sistema di combustione termica rigenerativa. Il sistema di combustione catalitica richiede un investimento contenuto e un basso consumo energetico di combustione.
In generale, l'uso del platino come catalizzatore può ridurre la temperatura di ossidazione della maggior parte dei gas di scarico organici a circa 315 °C. Il sistema di combustione catalitica può essere utilizzato per il trattamento generale dei gas di scarico per essiccazione, particolarmente adatto per l'alimentazione di energia per l'essiccazione tramite riscaldamento elettrico. Il problema attuale è come evitare il fallimento dell'avvelenamento del catalizzatore. Dall'esperienza di alcuni utenti, per i gas di scarico dell'essiccazione generale della vernice superficiale, aumentando la filtrazione dei gas di scarico e altre misure, è possibile garantire una durata del catalizzatore di 3-5 anni; i gas di scarico dell'essiccazione elettroforetica della vernice possono facilmente causare avvelenamento del catalizzatore, quindi il trattamento dei gas di scarico dell'essiccazione elettroforetica della vernice deve essere effettuato con cautela utilizzando la combustione catalitica. Nel processo di trattamento e trasformazione dei gas di scarico della linea di verniciatura della carrozzeria dei veicoli commerciali Dongfeng, i gas di scarico dell'essiccazione elettroforetica del primer vengono trattati con il metodo RTO, mentre i gas di scarico dell'essiccazione della vernice superiore vengono trattati con il metodo di combustione catalitica, con buoni risultati.
※Processo di trattamento dei gas di scarico del rivestimento con vernice a spruzzo:
Il sistema di trattamento dei gas di scarico dell'industria di verniciatura a spruzzo è utilizzato principalmente per il trattamento dei gas di scarico delle sale di verniciatura a spruzzo, delle fabbriche di mobili, dell'industria di produzione di macchinari, delle fabbriche di guardrail, della produzione automobilistica e del trattamento dei gas di scarico delle sale di verniciatura a spruzzo delle officine 4S per autoveicoli. Attualmente, esistono diversi processi di trattamento, tra cui: metodo di condensazione, metodo di assorbimento, metodo di combustione, metodo catalitico, metodo di adsorbimento, metodo biologico e metodo ionico.
1. Ometodo di spruzzatura dell'acqua + adsorbimento e desorbimento su carbone attivo + combustione catalitica
Utilizzando una torre di spruzzatura per rimuovere la nebbia di vernice e il materiale solubile in acqua, dopo il filtro a secco, nel dispositivo di adsorbimento a carbone attivo, come l'adsorbimento a carbone attivo completo, quindi lo stripping (metodo di stripping con stripping a vapore, riscaldamento elettrico, stripping con azoto), dopo lo stripping del gas (concentrazione aumentata di decine di volte) mediante ventola di stripping nella combustione del dispositivo di combustione catalitica, combustione in anidride carbonica e acqua, dopo lo scarico.
2. Ometodo di spruzzo d'acqua + adsorbimento e desorbimento su carbone attivo + recupero della condensa
Utilizzando una torre di spruzzatura per rimuovere la nebbia di vernice e il materiale solubile in acqua, dopo il filtro a secco, in un dispositivo di adsorbimento a carbone attivo, come l'adsorbimento a carbone attivo completo, si procede quindi allo stripping (metodo di stripping con stripping a vapore, riscaldamento elettrico, stripping con azoto), dopo aver elaborato la condensazione per concentrazione dell'adsorbimento dei gas di scarico, si ottiene il condensato mediante separazione e recupero di materia organica preziosa. Questo metodo viene utilizzato per il trattamento dei gas di scarico ad alta concentrazione, bassa temperatura e basso volume d'aria. Tuttavia, questo metodo comporta un investimento elevato, un elevato consumo energetico e costi operativi, la concentrazione di "tre benzene" nei gas di scarico delle vernici spray e di altri gas di scarico è generalmente inferiore a 300 mg/m³, bassa concentrazione, elevato volume d'aria (il volume d'aria delle officine di verniciatura per la produzione di automobili è spesso superiore a 100.000) e, poiché la composizione del solvente organico di scarico del rivestimento delle automobili rende difficile l'uso del solvente di riciclo e causa facilmente inquinamento secondario, questo metodo generalmente non viene utilizzato per il rivestimento nel trattamento dei gas di scarico.
3. Ometodo di adsorbimento del gas aste
L'adsorbimento dei gas di scarico delle vernici spray può essere suddiviso in adsorbimento chimico e adsorbimento fisico, ma l'attività chimica dei gas di scarico "tre benzene" è bassa, quindi generalmente non si utilizza l'assorbimento chimico. Il fluido assorbente fisico assorbe meno volatili e assorbe i componenti con maggiore affinità per il riscaldamento, il raffreddamento e il riutilizzo per l'analisi dell'assorbimento di saturazione. Questo metodo viene utilizzato per lo spostamento dell'aria, le basse temperature e le basse concentrazioni. L'installazione è complessa, l'investimento è elevato, la scelta del fluido di assorbimento è più difficile, ci sono due tipi di inquinamento.
4. Unapparecchiature di adsorbimento su carbone attivo + ossidazione fotocatalitica UV
(1): direttamente attraverso l'adsorbimento diretto del carbone attivo di gas organico, per raggiungere un tasso di purificazione del 95%, attrezzatura semplice, piccolo investimento, funzionamento conveniente, ma necessità di sostituire spesso il carbone attivo, bassa concentrazione di inquinanti, nessun recupero. (2) Metodo di adsorbimento: gas organico nell'adsorbimento del carbone attivo, desorbimento dell'aria satura di carbone attivo e rigenerazione.
5.UNadsorbimento di carbonio attivato + apparecchiature al plasma a bassa temperatura
Dopo l'adsorbimento su carbone attivo, il trattamento dei gas di scarico avviene tramite un'apparecchiatura al plasma a bassa temperatura. Il metodo ionico prevede l'utilizzo del plasma. La degradazione dei gas di scarico organici, la rimozione degli odori, l'eliminazione di batteri e virus e la purificazione dell'aria rappresentano un confronto internazionale ad alta tecnologia; esperti in patria e all'estero sono considerati una delle quattro principali tecnologie ambientali del XXI secolo. La chiave di questa tecnologia risiede nel blocco della scarica media a impulsi ad alta tensione sotto forma di un gran numero di ioni di ossigeno attivi (plasma), l'attivazione del gas produce una varietà di radicali liberi attivi, come OH, HO₂, O₂, ecc., benzene, toluene, xilene, ammoniaca, alcani e altri gas di scarico organici. La degradazione, l'ossidazione e altre complesse reazioni fisiche e chimiche, e la produzione di sottoprodotti non tossici, evitano l'inquinamento secondario. Questa tecnologia presenta le seguenti caratteristiche: bassissimo consumo energetico, ingombro ridotto, semplicità di funzionamento e manutenzione ed è particolarmente adatta al trattamento di vari gas.
Bbreve riassunto:
Attualmente sul mercato sono disponibili molti tipi di metodi di trattamento; per soddisfare gli standard di trattamento nazionali e locali, solitamente si scelgono diversi metodi di trattamento combinati per trattare i gas di scarico, in base al proprio processo di trattamento effettivo.
Data di pubblicazione: 28-12-2022
