CN106621691A - 一种硝基漆喷涂废气治理装置 - Google Patents

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Abstract

一种硝基漆喷涂废气治理装置，包括漆雾旋转拦截装置、VOCs吸附燃烧催化装置和引风机，所述漆雾旋转拦截装置的出风口通过管路与VOCs吸附燃烧催化装置的进口连通，所述VOCs吸附燃烧催化装置的出口通过管路与引风机连通，本发明解决了美式家具企业内喷涂工艺中产生的大量的有机废气与漆尘，同时补充了新鲜空气，大大改善恶劣的工作环境。

Description

一种硝基漆喷涂废气治理装置
技术领域
本发明涉及一种硝基漆喷涂废气治理装置，属于VOCs废气处理净化领域。
背景技术
喷涂是家具制造行业最重要的工艺之一，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。常用的油漆种类有硝基漆、聚氨酯漆、不饱和聚酯漆、光敏漆。现在使用较为广泛的环保型油漆为聚氨酯油漆，但是美国人喜爱硝基漆的质感，至今大部分美式家具仍用硝基漆，故近年出口美国的家具几乎底面漆全部采用多用硝基。而日本的手工制作家具与中国台湾的家具涂装硝基仍占很大比例。硝基漆也称硝酸纤维素漆、拉克漆，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漆，将其涂于木材表面，待溶剂挥发便可成膜。此类涂料施工以后的溶剂挥发分为三个阶段，即湿阶段、干阶段和过渡阶段。由于木材纤维中含纤维素，与硝化棉结构类似，故硝基漆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性再溶涂料，具有快干性能，依靠溶剂挥发形成连续漆膜，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，木家具硝基漆涂饰车间VOCs主要源于涂料中有机成分的挥发。硝基漆涂料中的固体溶质所占比重在18％～30％，平均水平在25％左右，其它类型油漆溶质所占比重在45％左右，硝基涂料在使用过程中单位体积所排放的VOCs是溶剂型涂料品种中最高的，属重污染的溶剂型涂料品种。喷涂过程中产生大量的有机废气；在湿阶段，溶剂挥发与简单的溶剂混合物蒸发行为类似，溶剂在自由表面大量地挥发，家具制造企业的传统做法是，用初效过滤棉过滤后直排，将粉尘和废气直接排放到厂房外，对周边环境造成污染，对附近居民的健康造成不利影响。油漆粉尘排到厂房外，沉积在厂房顶部，容易引发火灾事故。
硝基漆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份为醋酸丁酯(乙酯、戊酯)、丙酮、丁酮、乙醇、丁醇、二丙酮醇、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(TVOC)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，涂料在生产的过程中加入着色剂有：中铬黄、深铬黄、柠檬黄、钼铬红、镉红，助剂：如环烷酸铅、异辛酸铅催干剂，树脂合成时醇解阶段使用氧化铅，会在沉降的过程中产生重金属粉尘，严重危害身体健康。由于硝基漆固体成分偏少，其粉尘含量较低，粒径较小。
目前国内大型家具企业均采用喷涂流水生产线，油漆主要采用油性快干漆，生产过程产生大量的漆尘和有机废气，因此该类家具生产企业均有环保治理的迫切需求。
发明内容
本发明针对现有硝基漆喷涂废气治理过程中的采用的吸附催化燃烧活性炭易堵塞，催化燃烧器催化剂易中毒，活性炭易起火的问题，提供一种解决美式家具企业内喷涂工艺中产生的大量的有机废气与漆尘，补充新鲜空气，大大改善恶劣的工作环境的硝基漆喷涂废气治理装置。
本发明为解决该类问题提供如下的技术方案与装置：
一种硝基漆喷涂废气治理装置，包括漆雾旋转拦截装置、VOCs吸附燃烧催化装置和引风机，所述漆雾旋转拦截装置的出风口通过管路与VOCs吸附燃烧催化装置的进口连通，所述VOCs吸附燃烧催化装置的出口通过管路与引风机连通。喷枪在喷涂过程中产生的废气中包括液态漆雾与固态漆尘，经漆雾旋转拦截装置处理后，除掉对吸附催化燃烧有害的液态漆雾以及导致活性炭堵塞、催化剂中毒的漆尘。然后净化后废气进入VOCs吸附燃烧催化装置，将低浓度的VOCs废气，通过活性炭吸附解析成高浓度有机废气，并进行催化燃烧反应，将VOCs转化为H2O，CO2等无害物，经引风机烟囱排空。
所述漆雾旋转拦截装置从进风口到出风口依次包括轮辐式拦截装置和固定式旋流板。
所述漆雾旋转拦截装置的进风口设置至少一层过滤未挥发液态漆雾的初效过滤棉。然后废气通过轮辐式拦截装置，旋转的过程中动态拦截中等大小的液态漆雾，废气通过旋流板，较小液态漆雾沿旋流板的切面离心运动凝并成较大的液滴，沿桶壁落下来。
所述VOCs吸附燃烧催化装置从进口到出口依次设有吸附材料层和VOCs催化燃烧器。VOCs催化燃烧器将VOCs废气氧化成二氧化碳和水，所产生的高温气体通过VOCs吸附燃烧催化装置内的补冷风机降低到110℃至120℃，用来热脱附活性炭。
相邻所述吸附材料层之间设有金属填充网。所述吸附材料层蜂窝状活性炭。所选吸附材料为蜂窝状活性炭，燃点相对较高，防止起火。相邻蜂窝状活性炭之间设有大孔隙的金属填充网，防止活性炭层间发生堵塞，脱附时气流不畅而引发火灾。
所述漆雾旋转拦截装置与VOCs吸附燃烧催化装置之间的管路上还设有滤筒除尘器，所述滤筒除尘器的进口与漆雾旋转拦截装置的出风口连通，所述滤筒除尘器的出口与VOCs吸附燃烧催化装置的进口连通。滤筒除尘器细微漆尘拦截效率达99.9％，有效解决粉尘堵塞活性炭、催化燃烧器催化剂中毒的问题。滤筒除尘器为带自动反吹清灰功能的滤筒除尘器，在粉尘量大、连续长期工作的流水线中，只需每天下班安排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。
包括新风机，所述新风机的出风孔设置在喷漆房操作工人的后上方，使得新风机的出风孔吹出的风从上方吹向操作工位。
所述新风机包括换热器，所述VOCs吸附燃烧催化装置的出口通过三通阀和管路分别与换热器的进风口和引风机进口连接，所述换热器的出风口通过管路与引风机进口；催化燃烧产生的热量用于热脱附外，多余余热在气温较低时经三通阀控制导入换热器换热。新风风机的出风孔在操作工位后上方形成正压区，在操作工位下前方由引风机形成负压区，保证操作工位空气的新鲜不被污染。在气温较低时新风由换热器进行预热，保证喷漆房内事宜的操作温度，也有利于成膜；给操作工人一个好的工作环境，防止职业病。
综上所述，本发明解决了美式家具企业内喷涂工艺中产生的大量的有机废气与漆尘，同时补充了新鲜空气，大大改善恶劣的工作环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明漆雾旋转拦截装置的结构示意图。
图3为本发明漆雾旋转拦截装置中的轮辐式拦截装置的结构示意图。
图4为本发明漆雾旋转拦截装置中旋流板的结构示意图。
附图中，1、漆雾旋转拦截装置，2、滤筒除尘器，3、VOCs吸附燃烧催化装置，4、三通阀，5、换热器，6、新风机，7、引风机，11、初效过滤棉，12、轮辐式拦截装置，13、电机，14、旋流板。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
一种硝基漆喷涂废气治理装置，包括漆雾旋转拦截装置1、VOCs吸附燃烧催化装置3、滤筒除尘器2和引风机7，所述漆雾旋转拦截装置1的出风口通过管路与所述滤筒除尘器2的进口连通，所述滤筒除尘器2的出口通过管路与VOCs吸附燃烧催化装置3的进口连通，所述VOCs吸附燃烧催化装置3的出口通过管路与引风机7连通，喷枪在喷涂过程中产生的废气中包括液态漆雾与固态漆尘，经漆雾旋转拦截装置处理后，除掉对吸附催化燃烧有害的液态漆雾以及导致活性炭堵塞、催化剂中毒的漆尘。然后净化后废气进入VOCs吸附燃烧催化装置，将低浓度的VOCs废气，通过活性炭吸附解析成高浓度有机废气，并进行催化燃烧反应，将VOCs转化为H2O，CO2等无害物，经引风机烟囱排空，所述漆雾旋转拦截装置与VOCs吸附燃烧催化装置之间的管路上还设有滤筒除尘器，滤筒除尘器细微漆尘拦截效率达99.9％，有效解决粉尘堵塞活性炭、催化燃烧器催化剂中毒的问题。滤筒除尘器为带自动反吹清灰功能的滤筒除尘器，在粉尘量大、连续长期工作的流水线中，只需每天下班安排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。
所述漆雾旋转拦截装置从进风口到出风口依次包括初效过滤棉11、轮辐式拦截装置12和固定式旋流板14，所述轮辐式拦截装置12通过电机带动旋转，所述轮辐式拦截装置12中的轮辐为不锈钢精线。废气通过轮辐式拦截装置，旋转的过程中动态拦截中等大小的液态漆雾，废气通过旋流板，较小液态漆雾沿旋流板的切面离心运动凝并成较大的液滴，沿桶壁落下来。
所述VOCs吸附燃烧催化装置3从进口到出口依次设有吸附材料层和VOCs催化燃烧器。VOCs催化燃烧器将VOCs废气氧化成二氧化碳和水，所产生的高温气体通过VOCs吸附燃烧催化装置内的补冷风机降低到110℃至120℃，用来热脱附活性炭。
所述吸附材料层蜂窝状活性炭。所选吸附材料为蜂窝状活性炭，燃点相对较高，防止起火。相邻蜂窝状活性炭之间设有大孔隙的金属填充网，防止活性炭层间发生堵塞，脱附时气流不畅而引发火灾。
作为本装置的一种实施方式，还包括新风机6，所述新风机6的出风孔设置在喷漆房操作工人的后上方，使得新风机的出风孔吹出的风从上方吹向操作工位。所述新风机包括换热器5，所述VOCs吸附燃烧催化装置3的出口通过三通阀4和管路分别与换热器5的进风口和引风机进口连接，所述换热器5的出风口通过管路与引风机进口；催化燃烧产生的热量用于热脱附外，多余余热在气温较低时经三通阀4控制导入换热器换热。新风风机的出风孔在操作工位后上方形成正压区，在操作工位下前方由引风机形成负压区，保证操作工位空气的新鲜不被污染。在气温较低时新风由换热器进行预热，保证喷漆房内事宜的操作温度，也有利于成膜；给操作工人一个好的工作环境，防止职业病。
实施例1
本案例在某美式家具厂内实施，一种硝基漆喷涂废气治理装置的具体流程如下：
喷枪喷出来的漆雾，一部分直接覆木质家具上成膜，成膜的过程中在湿阶段有机溶剂70％会挥发成为VOCs，20％的有机溶剂会在低温烘干的过渡阶段和干燥阶段挥发成为VOCs。10％以内的有机溶剂会在较长的时间内固结在漆膜内；余下部分直接散落在空气中，这些污染物构成了喷漆房内的废气。该废气中包含漆雾滴，VOCs，漆尘；VOCs进入VOCs吸附燃烧催化装置前浓度为270～320mg/m3，漆尘浓度在400～450mg/m3。液滴式漆雾经过漆雾旋转拦截装置1表面外挂的过滤棉将大液滴漆雾拦截吸附；废气通过漆雾旋转拦截装置1中轮辐式拦截装置，拦截中等大小漆雾液滴；废气通过漆雾旋转拦截装置1中固定式旋流板，小漆雾液滴随气流沿旋流板的叶片旋流离心凝并成较大的液滴，在离心力的作用下甩向筒壁，液滴形态的漆雾被高效拦截与吸附，不会进入到滤筒除尘器2内，有效防止滤筒除尘器2堵塞。除掉漆雾液滴的废气进入滤筒除尘器2，滤筒除尘器2的滤筒表面覆PTFE膜，拦截硝基漆中固体份，包括硝化棉、合成树脂、增塑剂、染料或颜料，效率可达99.9％。除尘后的废气经管道进入VOCs吸附燃烧催化装置3，经活性炭吸附后的气体，由引风机直接排空。
VOCs吸附燃烧催化装置3的VOCs催化装置中催化燃烧的产生的热量先通过系统内的换热器用来维持催化燃烧平衡及热脱附活性炭所需，脱附温度在105℃至120℃之间。在室内气温高于15℃时，由引风机7排空。在室内气温低于15℃时，含余热的气体通过三通阀4利用换热器5加热新风，提高喷漆房内气温。所用吸附材料层为蜂窝状活性炭，蜂窝状活性炭为某环保公司规格为100*100*100mm，防水，燃点在160℃以上，空塔流速1m/min，蜂窝状活性炭设有五层；相邻蜂窝状活性炭之间用方形钢板的填充网隔开，填充网厚度为8mm，孔大下为50*50mm，防止活性炭界面间发生堵塞，而导致热量集聚发生火灾。新风机6在工作时连续运行，由外界向室内补充新风，通过换热器5调节新风温度，使室内温度维持在适合油漆成膜的温度区间。由于湿阶段溶剂大量迅速挥发，表面溶剂蒸气达到饱和，此时提高空气流速有利于涂膜的表干。在新风正压和引风机负压的作用下，保持合理的流速以利于成膜。在室内气温较低时候，提高温度使涂膜中溶剂扩散性增加，有利于实干和降低溶剂保留率。
经该套废气治理净化系统处理后，排放气体中的漆尘浓度小于等于2mg/m3，VOCs浓度小于等于2.6mg/m3，符合排放要求，高效达标排放。

Claims (10)

1.一种硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：包括漆雾旋转拦截装置、VOCs吸附燃烧催化装置和引风机，所述漆雾旋转拦截装置的出风口通过管路与VOCs吸附燃烧催化装置的进口连通，所述VOCs吸附燃烧催化装置的出口通过管路与引风机连通。
2.根据权利要求1所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述漆雾旋转拦截装置从进风口到出风口依次包括轮辐式拦截装置和固定式旋流板。
3.根据权利要求2所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述漆雾旋转拦截装置的进风口设置至少一层过滤未挥发液态漆雾的初效过滤棉。
4.根据权利要求1至3之一所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述VOCs吸附燃烧催化装置从进口到出口依次设有多层吸附材料层和VOCs催化燃烧器。
5.根据权利要求4所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：相邻所述吸附材料层之间设有金属填充网。
6.根据权利要求5所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述吸附材料层为蜂窝状活性炭。
7.根据权利要求6所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述漆雾旋转拦截装置与VOCs吸附燃烧催化装置之间的管路上还设有滤芯为PTFE膜的滤筒除尘器，所述滤筒除尘器的进口与漆雾旋转拦截装置的出风口连通，所述滤筒除尘器的出口与VOCs吸附燃烧催化装置的进口连通。
8.根据权利要求7所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述滤筒除尘器为带自动反吹清灰功能的滤筒除尘器。
9.根据权利要求8所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：包括新风机，所述新风机的出风孔设置在喷漆房操作工人的后上方，使得新风机的出风孔吹出的风从上方吹向操作工位。
10.根据权利要求9所述的硝基漆喷涂废气治理装置，其特征在于：所述新风机包括换热器，所述VOCs吸附燃烧催化装置的出口通过三通阀和管路分别与换热器的进风口和引风机进口连接，所述换热器的出风口通过管路与引风机进口。
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