汽車涂裝噴漆廢氣處理常見技術分析

楊翠霞

摘 要：近年來，伴隨著我國工業飛速發展和社會經濟的快速發展，極大地推動了我國企業制造業的發展，各個汽車企業并積極開拓自己的疆土，建設新的生產基地，與此同時各種環境問題也日益凸顯出來。汽車涂裝噴漆作為產生"三廢"最多的環節，如何處理汽車涂裝噴漆廢氣已經成為當前亟待解決的重大課題，本文就汽車涂裝噴漆廢氣處理常見技術進行簡單分析。

關鍵詞：汽車涂裝；噴漆廢氣；處理技術

我國工業化和城市化在“十二五”期間依然保持快速的發展趨勢，對資源能源消耗持續增長，從而給自然環境帶來前所未有的壓力，環境保護現狀不容樂觀。汽車涂裝噴漆具有漆霧多、大風量濃度低、成分復雜等特點，汽車涂裝噴漆產生的廢氣給環境造成了極大污染，因此探討汽車涂裝噴漆廢氣處理技術具有重要意義。

1.汽車涂裝噴漆廢氣主要成分和危害

汽車涂裝噴漆廢氣主要指的是在噴涂汽車過程中產生的具有揮發性的有機物，不同的涂料和涂料溶劑，在噴漆過程產生的廢氣的成分也不盡相同，據相關資料顯示，在汽車涂裝噴漆過程中產生的廢氣中成本約15中，常見的有酯類（如：乙酸丁酯、乙酸乙酯）、醚類（乙二醇丁醚）、酮類（甲基異丁基酮）、苯系物（甲苯、二甲苯等等）。汽車涂裝噴漆廢氣對人類帶來的危害是巨大的，飄散在空氣中的噴漆廢氣在人經呼吸道吸入后會引發急性或者慢性中毒，對人體的神經系統和造血系統造成損害。當人體吸入的甲苯、苯、乙酸乙酯等成分濃度過高，還會在短時間抑制其注意力、記憶力以及感覺運動速度，如果人體長時間接觸這些有害成分，還會對肝臟造成毒性反應，破壞人體的中樞神神經[1]。

2.汽車涂裝噴漆廢氣處理技術

當前汽車行業針對汽車涂裝噴漆廢氣，主要以下幾種處理技術。

2.1除霧處理技術

常見除霧技術有過濾法和吸收法。（1）過濾法主要借助濾層將漆霧和顆粒物阻留下來，通常選用爐渣、玻璃纖維棉作為濾料，通過過濾可以除去大部分的漆霧，也會少量吸附有機物，但是因為經過濾器的廢氣常常無法達到排放標準，因此需要結合其他方法二次處理。（2）吸收法。吸收法主要是借助液態溶劑吸收廢氣從而將揮發性有機化合物除去，其工作原理為相似相溶，也可能通過化學反應來達到吸收的目的，常見方式有噴淋水洗、水旋式處理、無泵水幕處理、霧化洗滌等等。

2.2活性炭吸附+催化燃燒處理技術

活性炭作為汽車行業處理涂裝噴漆廢氣吸附劑已經擁有較長的使用時間。由于活性炭具有表面疏水性強、價格便宜、比表面積大，可以達到500～1200m2/g，從而決定了活動性的吸附能力強，其表面可以吸附有機溶劑，待吸附達到飽和后，再將其置于100℃條件下的熱空氣中開展脫附操作，通過脫附便可以將吸附的氣體析出來。活性炭的表面擁有疏水性表面的分子篩，因為其價格低廉，當前已經被廣泛應用在需要去除有機溶劑的場所中。如果在處理汽車涂裝廢氣時采用活性炭吸附技術，需要將該項技術同催化燃燒工藝相結合。活性炭吸附+催化燃燒處理技術主要是根據活性炭具有較高的吸附效率和催化燃燒具有節能這兩個原理進行設計的，因此又常常被稱為吸附濃縮-催化燃燒法，該項處理技術主要是應用數個活性炭吸附箱連續工作，并且每個吸附箱之間可以替換使用。吸附的工作原理如下：含有有機物的涂裝噴漆廢氣在經過引風機后，通過活性炭吸附箱，將廢氣吸附在活性炭內部，待吸附干凈后的將潔凈的空氣排放至大氣候，通常活性炭在使用6天后，便可以達到飽和狀態后，停止吸附，這個時候有機物已經被濃縮至活性炭中。脫附工作步驟為：將催化凈化裝置中的加熱裝置啟動，熱風進入內部循環，當熱風達到有機物的沸點（通常情況下≤120℃）時，有機物便會從活性炭中解析出來，將其送至催化室將其催化分解為二氧化碳和水，并且可以釋放出熱量。釋放出的熱量在進入吸附床脫附時，此時加熱裝置完全暫停工作，而有機廢氣會在催化燃燒室中維持自然狀態，尾氣再生，循環進行，最終到有機物完全從活性炭內部分離開來，直至催化室分解。通過上述工藝，不僅實現了活性炭再生，而且催化分解處理了有機物[2]。

2.3活性炭吸附+溶劑回收技術

通常汽車涂裝噴漆車間排放出來廢氣需要先后通過過濾器進行預處理，從而將廢氣中的粉塵和漆霧小液滴濾去，然后再通過漆霧分離器中的水洗操作后經高壓離心風機抽送至裝有活性炭的吸附槽中。涂裝噴漆廢氣在通過活性碳層時，被活性炭吸附在孔隙中，而空氣則可以通過碳層。當今吸附后的尾氣符合排放要求后再通過吸附槽頂部的排放口最終排至大氣中。吸附槽在吸附一段時間后，當吸附槽頂部即將被穿透時，氣體溶劑在被蒸汽加熱后，實現活性炭的再生。從活性炭表面脫附下來的水蒸氣和有機溶劑在經過冷凝器最終凝結成液體，混合液體在經過油水分離槽后實現自動分離，被分離出來的溶劑進入至儲槽中，而廢水則直接被排放至廢水處理廠。活性炭吸附+溶劑回收技術處理汽車涂裝廢氣的方法主要被廣泛應用于箱式貨運車和集裝箱貨運車涂裝噴漆廢氣的處理中，采用這種處理技術每年回收再利用廢氣中的有機物高達90%，其經濟效益和環境效益巨大。

2.4生物降解處理技術

在汽車涂裝噴漆廢氣處理中應用生物降解技術的主要原理為：通過微生物產生代謝活動將揮發性有機物氣體轉化成二氧化碳、水、細胞組成物的過程，生物降解處理技術包含的處理設備主要有生物過濾池、生物洗滌器、生物滴濾塔、膜生物反應器。生物降解技術最早是由美國發明的，直到上個世紀七十年代才在西方國家得到應用，而我國對該項技術的研究起步較晚。據相關數據顯示：在21世紀，歐洲已經擁有近7500套生物降解處理揮發性有機物裝置被投入使用。因為生物降解處理技術工作環境為常溫、常壓，對操作條件要求不高，具有成本低、能耗少等優點，并且這樣技術不會產生二次污染，所以相信生物降解處理技術在今后擁有更廣泛的前景。針對揮發性有機物濃度低、風量大的廢氣，采用生物降解技術進行處理具有成本低、設備簡單、操作簡單、處理效果好等優點。但與此同時，生物降解技術也存在一些缺陷，主要體現在生物降解速率有限，再加上汽車涂裝噴漆廢氣中的有機物可以溶于水，因此該項技術在處理具有生物毒性的物質時效果不盡人意。對汽車涂裝噴漆廢氣而言，含量最高的成分為苯系污染物，這類物質難溶于水甚至不溶于水，因此又常常被稱為疏水性揮發性有機物。針對疏水性發性有機物廢氣，我國學者進行了一系列深入研究，大量科學家經實驗證實：處理疏水性揮發性有機物廢氣最高效的方法為添加表面活性劑。由于甲苯在表面活性劑濃度低于臨界膠束濃度溶液中的增溶明顯，可以在采用生物過濾法凈化乙苯的過程中假如0.3mol/L的十六酸鉀作為表面活性劑，結果凈化疏水性揮發性有機物廢氣效率可以提高25.86%。由此可見，采用添加表面活性劑的方式能夠促進疏水性揮發性有機物增溶和降解，從而為生物降解處理汽車涂裝噴漆廢氣中的疏水性有機廢氣帶來極大地發展空間[3]。

3.小結

綜上所述，伴隨著我國汽車行業的飛躍式發展，汽車涂裝噴漆廢氣已經成為揮發性有機物的重要污染源之一，噴漆廢氣會導致全球氣候變暖并破壞臭氧層，因此在大力提倡環境保護的背景下采取有效措施處理汽車涂裝噴漆廢氣具有重大意義。

參考文獻：

[1]李曉琳，邢汶平.淺談汽車涂裝車間廢氣治理技術[J].現代涂料與涂裝，2017，20（07）：23-26+57.

[2]施媛媛.活性炭吸附催化一體設備在汽車涂裝噴漆廢氣處理中的應用[J].汽車實用技術，2017（15）：167-169.

[3]楊建鎖，馬力，孟凡敬.汽車涂裝噴漆廢氣處理技術探討及應用[J].裝備制造技術，2015（05）：230-232.