工业喷漆废气的光催化氧化处理工艺实例探究

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CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY

2019.4

聚焦蓝天保卫战

Focus on Defending Battle of Blue Skies

Example Research into Photo-catalytic Oxidation Process of Spray-paint Waste

Gas in Industry

TAO Nai-bing

(Environmental Protection Monitoring Station of Rencheng District, Jining City, Shandong Province,

Jining Shandong 272400, China)

工业喷漆废气的

光催化氧化处理工艺实例探究

陶乃兵

（山东省济宁市任城区环境保护监测站，山东 济宁 272400）

摘要：介绍了传统喷漆废气的处理工艺，以某公司喷漆工段为例，分析了喷漆工艺原材料及产污环节，针对喷漆废气的主要成分，提出了“水帘+吸附+光催化氧化”的处理工艺，结果表明颗粒物排放浓度、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃均满足《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）标准。

关键词：喷漆废气；光催化；漆雾净化；吸附

中图分类号：X701 文献标志码：A 文章编号:1006-5377（2019）04-0027-02

喷漆是汽车、家具、建材等产品表面处理工艺中的一个重要工序，一般包括调漆、喷底漆、喷面漆及干燥等环节[1]。喷漆工序中的有机溶剂挥发后会产生漆雾、VOCs和苯系物等有害气体[2、3]。经对济宁市约1000家相关企业调查发现，大多数家具、五金件、专用设备、电动车、汽车等生产行业均采用湿法漆雾净化技术，其行业特征表现为喷漆连续、风量较小、废气浓度较高。其中喷漆量相对较小的企业（如小规模家具厂、小型电动车厂等）一般选择水帘式净化装置，而水旋式净化装置则常用于汽车涂装生产线，如梁山挂车厂和金乡电动车厂等。目前，对VOCs和苯系物等有害气体的处理主要有吸附法、燃烧法、光催化氧化法和等离子体技术等[4、5]。对于低浓度的废气可以采用吸附的方法，高浓度废气一般选择吸附脱附-催化燃烧法。

国内外学者对于工业喷漆废气处理进行了前期研究，但对油漆喷涂现场进行实际喷漆废气产污及治理的中试试验以及工程应用研究较少。因此，本文分析了不

同的挥发性有机废气处理工艺，并以某公司喷漆工序为研究对象，选取喷漆车间进行产污环节分析，提出了喷漆废气“水帘+吸附+光催化氧化”技术处理工艺。

1 表面喷涂工艺

某公司高性能精密铸件表面喷涂及前处理项目，表面喷涂产品总量约为4000t/a，建设内容包括喷漆生产线、危险化学品仓库、危险废物暂存间、公用配套设施等。1.1 原材料

该项目所用原辅材料均为外购，具体用量见表1。

表1 原辅材料表

原料用量天然气/（m 3

/a）66环氧底漆/（t/a） 3.5环氧底漆固化剂/（t/a）0.15环氧底漆稀释剂/（t/a）3聚氨酯面漆/（t/a）0.45聚氨酯面漆固化剂/（t/a）0.07聚氨酯面漆稀释剂/（t/a）

0.1

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中国环保产业

2019年第4期

聚焦蓝天保卫战

Focus on Defending Battle of Blue Skies

1.2 项目产污环节

喷漆产污环节见表2。由表2可知，项目污染物主要为颗粒物、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃。

表2 主要污染产生环节

名称成分产生环节性质污染物废气

漆雾、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃

喷漆工序

有组织

颗粒物、甲苯、二甲苯、非甲烷

总烃

图1 水喷淋加过滤棉加UV光氧催化装置

1.3 喷漆废气处理设备

喷漆废气经过水帘和喷淋除漆雾+过滤棉、活性炭+光氧催化装置处理，处理后的废气经1根15m高的排气筒排放。图1为喷漆工段和喷漆废气处理装置。

表3 废气污染物排放标准

排放方式

项目排放浓度标准限值/（mg/m 3）

15m高排气筒

颗粒物

≤10 甲苯≤40 二甲苯≤70 非甲烷总烃

≤120

2 喷漆废气检测及工艺

2.1 喷漆废气排放标准

喷漆废气颗粒物排放浓度满足《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB 37/2376—2013）表2重点控制区标准；甲苯、二甲苯、非甲烷总烃满足《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）表2中标准。具体见表3。

表4 监测内容及分析方法

监测项目

标准代号分析方法

检出限/（mg/m 3）喷漆废

气

甲苯

HJ 584—2010

环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法 1.39×10-3

二甲苯

HJ 584—2010环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法0.06×10-3

颗粒物DB 37/T 2537—2014山东省固定污染源废气低浓度颗粒物的测定

重量法7.4

非甲烷总烃

HJ 38—2017

固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定—气相色谱法

4.64

MJ-1805-04恒温恒湿称重系统。

2.4 喷漆生产工艺

项目的喷漆生产工艺流程图如图2所示。

图2 喷漆生产工艺流程图

2.2 喷漆废气监测

喷漆废气监测内容包括：颗粒物、SO 2、NO x 、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃；监测时间和频次为：每天采样3次，连续监测2天。2.3 喷漆废气检测方法及仪器

喷漆废气监测方法见表4。监测仪器主要有3012H 自动烟尘烟气采样器、ZR-3710双路烟温采样器、 ES2085A十万分之一电子天平、TU-1810紫外可见分光光度计、GC-2014C气相色谱仪、GC-2060气相色谱仪、

3 结论

通过对喷漆废气排气筒监测发现，喷漆废气排气筒颗粒物最大排放浓度为7.4mg/m 3，甲苯、二甲苯有组织排放浓度检测结果低于检出限1.5×10-3mg/m 3，非甲烷总烃最大排放浓度为4.64mg/m 3。该企业的颗粒物排放浓度满足《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB 37/2376—2013）表2重点控制区标准；甲苯、二甲苯、非甲烷总烃满足《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）表2中标准。因此，该企业采取的喷漆废气“水帘+吸附+光催化氧化”处理措施是可行的，可以满足环保需求。参考文献：

[1] 冯海云，何利平.国内喷漆废气净化处理技术应用研究[J].绿色科技，2016（12）： 145-149.

[2] 盛楠，魏周好胜，陈明功.喷漆废气处理技术研究进展[J].化工进展，2017

（36）：1434-1447.

[3] 苏伟健，徐绮坤，黎碧霞.工业源重点行业VOCs治理技术处理效果的研究[J].

环境工程，2016（34）：518-461.

[4] 陈江耀，张德林，李建军.光催化与生物技术联用工艺处理油漆废气中试研

究[J].环境工程学报，2010（4）：1389-1393.[5] 王光军，王方园，顾震宇.低温等离子体-光催化降解涂装行业VOCs技术[J].广州化工，2018（46）：112-114.