CN106311572A - 用于处理涂装尾气的系统、方法及带有该系统的涂装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理涂装尾气的系统、方法及带有该系统的涂装设备，涉及工业废气处理领域，包括除雾装置、吸附装置、余热回收装置、冷凝换热装置、VOCs回收装置；除雾装置、吸附装置、余热回收装置、冷凝换热装置顺次连接；除雾装置、吸附装置、余热回收装置均与VOCs回收装置连接，VOCs回收装置用于回收涂装尾气经过除雾装置、吸附装置、冷凝换热装置所回收的VOCs；余热回收装置用于与经过吸附装置后的涂装尾气进行换热；冷凝换热装置用于对经过余热回收装置的涂装尾气进行冷凝换热。本发明能够在不影响生产效率的情况下，有效降低生产耗能和生产成本，同时有效脱除VOCs，满足环保要求。

Description

用于处理涂装尾气的系统、方法及带有该系统的涂装设备
技术领域
本发明涉及工业废气处理领域，具体涉及一种用于处理涂装尾气的系统、方法及带有该系统的涂装设备。
背景技术
涂装是对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，涂装技术的应用范围覆盖着生活中的方方面面，小到家电、手机，大到汽车以及大型工程、船舶等，我国涂装生产线设备自70年代开始不断发展，特别是改革开放之后发展迅速，据不完全统计，目前我国已有涂装生产线已达到数千条，且全国每年投资该项目的资金达几十亿人民币之多，致使涂装生产线每年以数百条的数量持续增长。
在现今社会，随着工业技术的迅猛发展，涂装生产也由手工向工业自动化方向转换，随着涂装生产自动化的普及，目前涂装生产主要包括喷涂和烘干两部分，在烘干过程中，不仅需要为涂装产品提供足够且均匀的温度以保证涂装漆膜被烘烤固化；同时，烘干后排出的高温烟气中不仅含量大量的热能，同时还含有大量的有机挥发物(VOCs)，将高温烟气直接排入大气或者放空燃烧，不仅浪费热能，而且会污染环境。
由于烘干过程需要消耗大量的热能，成本较高，如何有效的降低涂装生产中的温度，减少生产的耗能已经成了目前涂装行业中最为关心的问题，同时，随着环保法令对在大气层中有机挥发物含量的规定越来越严格，需要对烟气进行处理后再排放，导致生产成本不断升高。
面对国家对高能耗高污染治理的不断推进，尤其是面对环保的要求越来越严格，一些企业开始对涂装车间的尾气进行处理，目前主流的处理方式是将尾气通过热氧化炉进行燃烧，能够有效除去尾气中的VOCs，避免二次污染，但是由于VOCs燃烧过程中需要添加辅助燃料，使得生产成本较高。
为收集烟气中的热量，目前在烘干车间的出气口处安装换热器，由于烟气中的VOCs极容易粘附在换热管道上，造成换热设备的堵塞，需要停产清理，不利用设备的长周期运行，会导致生产效率下降；同时换热器内VOCs长期积累容易在高温环境下发生爆燃，不利于生产系统的安全运行。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于处理涂装尾气的系统、方法及带有该系统的涂装设备，能够在不影响生产效率的情况下，有效降低生产耗能和生产成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种用于处理涂装尾气的系统，包括除雾装置、吸附装置、余热回收装置、冷凝换热装置和VOCs回收装置；所述除雾装置、吸附装置、余热回收装置、冷凝换热装置顺次连接；
所述除雾装置、吸附装置、冷凝换热装置均与VOCs回收装置相连接；
所述除雾装置用于脱除尾气中的高湿雾状颗粒；所述吸附装置用于吸附尾气中的VOCs、粉尘等颗粒物，所述余热回收装置用于与经过吸附装置后的涂装尾气进行换热；
所述冷凝换热装置用于与经过余热回收装置的涂装尾气进行冷凝换热，同时将换热得到的热量导入余热回收装置中，加热余热回收装置中的换热介质；
所述VOCs回收装置用于回收涂装尾气经过除雾装置分离，吸附装置中脱附、冷凝换热装置冷凝净化后形成的液态VOCs。
在上述技术方案的基础上，所述余热回收装置、冷凝换热装置均用于收集涂装尾气的热量，并作为供热机构与外部的耗能机构相连接。
在上述技术方案的基础上，所述余热回收装置为空气换热器，所述冷凝换热装置为水换热器。
一种带有用于处理涂装尾气的系统的涂装设备，所述涂装设备包括喷涂装置、烘干装置和用于处理涂装尾气的系统，所述烘干装置包括预热装置，所述烘干装置的排气口与除雾装置相连接。
一种采用用于处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将涂装尾气通过除雾装置、吸附装置后，得到一部分VOCs和初步净化尾气，将VOCs导入VOCs回收装置，将初步净化尾气通过余热回收装置进行换热，得到温度为100℃～110℃的初步冷却尾气；
将初步冷却尾气与冷凝换热装置进行换热至温度低于50℃，得到VOCs和净化尾气，将VOCs导入VOCs回收装置，将净化尾气排入大气。
在上述技术方案的基础上，所述初步冷却尾气的温度为≤110℃。
在上述技术方案的基础上，所述初步冷却尾气与冷凝换热装置进行换热后，温度为≤50℃。
在上述技术方案的基础上，所述净化尾气中VOCs的含量低于0.5％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的一种用于处理涂装尾气的系统，包括余热回收装置、冷凝换热装置，余热回收装置和冷凝换热装置能够吸收涂装尾气中的热量，并将热量直接供给加热涂装车间的预热装置，减少了烘烤固化涂装漆膜所需要的热量，相对应现有技术中直接采用电力或者火力加热涂装车间，本发明将废弃尾气中的热量进行合理的利用，不仅能够降低涂装生产中使用的能耗，节约生产成本，而且能够避免热废气直接排入大气中带来的热污染。
(2)本发明的一种用于处理涂装尾气的系统，包括除雾装置、吸附装置、冷凝换热装置和VOCs回收装置，除雾装置能够捕捉分离涂装尾气中的VOCs，并将VOCs收集到VOCs回收装置中，吸附装置能够吸附涂装尾气中的VOCs，并将VOCs脱附后收集到VOCs回收装置中，冷凝换热装置能冷凝尾气中的VOCs，并将VOCs收集到VOCs回收装置中，经除雾装置、吸附装置对尾气实现初步净化后，尾气的粘度大大降低低，不会粘附在换热装置上，不需要对换热频繁清理，使得设备能够长周期运行，提高生产效率，且有效避免有机物粘附引起的爆炸，提高了系统的安全性。
冷凝换热装置使得换热后的尾气温度低于50℃，此时，尾气中的VOCs经低温冷凝后形成液态，并被VOCs回收装置回收，由于VOCs的主要成分为烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等。上述物质经回收后可以作为化工生产的原料进行出售，循环利用、变费为宝，降低涂装工艺段有对机工质的消耗，能够降低涂装生产的成本。
同时，尾气中的气态部分为净化尾气，净化尾气中的VOC含量小于0.5％，符合国家环保的要求，能够直接排放。
附图说明
图1为本发明实施例中用于处理涂装尾气的系统的结构示意图。
图中：1-除雾装置，2-吸附装置，3-余热回收装置，4-冷凝换热装置，5-VOCs回收装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种用于处理涂装尾气的系统，包括除雾装置1、吸附装置2、余热回收装置3、冷凝换热装置4和VOCs回收装置5；除雾装置1、吸附装置2、余热回收装置3和冷凝换热装置4顺次连接，除雾装置1、吸附装置2、冷凝换热装置4均与VOCs回收装置5连接。
除雾装置1用于脱除尾气中的高湿雾状颗粒，吸附装置2用于吸附VOCs、粉尘等颗粒物。
VOCs回收装置5用于对涂装尾气经过除雾装置1分离，吸附装置吸附、冷凝换热装置冷凝后形成的液态VOCs进行集中收集，所收集的VOCs可回收利用作为工业原料，变废为宝，且涂装尾气中的VOCs被分离、吸附后，涂装尾气的粘度变小，不会粘附在余热回收装置3或冷凝换热装置4上，不需要对余热回收装置3或冷凝换热装置4频繁清理，使得设备能够长周期运行，提高生产效率。
余热回收装置3用于与经过吸附装置2后的涂装尾气进行一次换热，冷凝换热装置4用于与经过余热回收装置3的换热尾气进行二次换热，并使得换热后的尾气温度低于50℃，此时，尾气中的VOCs降温冷凝液化，并被VOCs回收装置5回收，由于VOCs的主要成分为烷类、芳烃类、酯类、醛等有机物，经回收后可以作为化工生产的原料进行出售，循环利用、变费为宝，降低涂装工艺段有对机工质的消耗，能够降低涂装生产的成本。
且净化后的尾气中VOCs含量小于0.5％，符合国家环保的要求，能够直接排放。
本实施例中，余热回收装置3为空气换热器，冷凝换热装置4为水换热器；余热回收装置3、冷凝换热装置4均可以作为供热机构与外部的耗能机构相连接。
本发明实施例中，将余热回收装置3、冷凝换热装置4换热后得到的热量直接为加热涂装车间的预热装置提供热量，降低烘烤固化涂装漆膜所需要的热量，相对应现有技术中直接采用电力或者火力加热涂装车间，本发明将废弃尾气中的热量进行合理的利用，不仅能够降低涂装生产中使用的能耗，节约生产成本，而且能够避免热废气直接排入大气中带来的热污染。
本发明还提供一种带有用于处理涂装尾气的系统的涂装设备，涂装设备包括喷涂装置、烘干装置和用于处理涂装尾气的系统，烘干装置包括预热装置，烘干装置的排气口与除雾装置1相连接，所述冷凝换热装置4、余热回收装置3对预热装置中的空气进行加热，得到热空气，该热空气用于烘干喷涂后的产品。
本发明实施例中用于处理涂装尾气的系统，能够有效处理涂装设备产生的尾气，同时，还能够为烘干工艺提供热能，将尾气中的VOCs集中收集，作为工业原料出售或者循环利用，变废为宝，有效降低了涂装设备整体的成本。
本发明提供一种采用上述处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，包括以下步骤：
将涂装尾气通过除雾装置1和吸附装置2后，除雾装置1和吸附装置2能够分离涂装尾气中85％以上的VOCs，得到初步净化尾气，将VOCs通入VOCs回收装置5中，将初步净化尾气通过余热回收装置3进行换热，得到温度为100℃～110℃的初步冷却尾气，本发明实施例中，初步冷却尾气的温度为110℃。
将初步冷却尾气通过冷凝换热装置4进行换热至温度低于≤50℃，本实施例中，初步冷却尾气与冷凝换热装置4进行换热后，温度为50℃，得到净化尾气，该温度下，初步冷却尾气中的VOCs被冷凝成液体，进入VOCs回收装置5中，此时，涂装尾气中99.5％以上的VOCs被除去，净化尾气中VOC的含量低于0.5％，净化尾气排入大气。
余热回收装置3回收的介质温度为在110～200℃，为高品位热量，而冷凝换热装置4吸收的是温度较低的尾气中的热量，为低品位热量，冷凝换热装置4所回收的热热量补充到余热回收装置3待加热的介质中进一步提高烟气换热效率，因此，冷凝换热装置4选用水冷换热器，本实施例中，预热装置进行加热的介质为热空气。
本发明中采用的分段式吸热快速将尾气中的热量吸收，同时得到品质较高的热量。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种用于处理涂装尾气的系统，其特征在于：包括除雾装置(1)、吸附装置(2)、余热回收装置(3)、冷凝换热装置(4)和VOCs回收装置(5)；所述除雾装置(1)、吸附装置(2)、余热回收装置(3)、冷凝换热装置(4)顺次连接；
所述除雾装置(1)、吸附装置(2)、冷凝换热装置(4)均与VOCs回收装置(5)相连接；
所述除雾装置(1)用于脱除尾气中的高湿雾状颗粒；所述吸附装置(2)用于吸附尾气中的VOCs、粉尘等颗粒物，所述余热回收装置(3)用于与经过吸附装置(2)后的涂装尾气进行换热；
所述冷凝换热装置(4)用于与经过余热回收装置(3)的涂装尾气进行冷凝换热，同时将换热得到的热量导入余热回收装置(3)中，加热余热回收装置(3)中的换热介质；
所述VOCs回收装置(5)用于回收涂装尾气经过除雾装置(1)分离，吸附装置(2)中脱附、冷凝换热装置(4)冷凝净化后形成的液态VOCs。
2.如权利要求1所述的一种用于处理涂装尾气的系统，其特征在于：所述余热回收装置(3)、冷凝换热装置(4)均用于收集涂装尾气的热量，并作为供热机构与外部的耗能机构相连接。
3.如权利要求1所述的一种用于处理涂装尾气的系统，其特征在于：所述余热回收装置(3)为空气换热器，所述冷凝换热装置(4)为水换热器。
4.一种带有权利要求1至3中任一项所述用于处理涂装尾气的系统的涂装设备，其特征在于：所述涂装设备包括喷涂装置、烘干装置和用于处理涂装尾气的系统，所述烘干装置包括预热装置，所述烘干装置的排气口与除雾装置(1)相连接。
5.一种采用权利要求1至3中任一项所述用于处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将涂装尾气通过除雾装置(1)、吸附装置(2)后，得到一部分VOCs和初步净化尾气，将VOCs导入VOCs回收装置(5)，将初步净化尾气通过余热回收装置(3)进行换热，得到温度为100℃～110℃的初步冷却尾气；
将初步冷却尾气与冷凝换热装置(4)进行换热至温度低于50℃，得到VOCs和净化尾气，将VOCs导入VOCs回收装置(5)，将净化尾气排入大气。
6.如权利要求5所述的采用用于处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，其特征在于：所述初步冷却尾气的温度为≤110℃。
7.如权利要求5所述的采用用于处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，其特征在于：所述初步冷却尾气与冷凝换热装置(4)进行换热后，温度为≤50℃。
8.如权利要求5至7中任一项所述的采用用于处理涂装尾气的系统处理涂装尾气的方法，其特征在于：所述净化尾气中VOCs的含量低于0.5％。
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