CN108525403A - 漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置，漆雾干式过滤模块包括过滤容器和填装在过滤容器内部的过滤小球，过滤容器的底部设置承重网格，过滤小球全面覆盖堆积在承重网格上方，并在承重网格下方设置与过滤容器底部对接的漏斗；过滤模块的进气口和出气口分别位于过滤小球的堆体上下两侧，进气口和出气口通过过滤小球之间形成的孔隙通道连通；过滤容器内部还设有扰动过滤小球的搅拌机构。净化装置采用除尘模块和VOCs净化模块依次与漆雾干式过滤模块的出气口串联连接。本发明不仅能一边净化漆雾一边连续自动再生，还不会造成二次污染，并且不会影响与后续工艺配合使用，是一种新型的漆雾治理手段，具有良好的推广前景。

Description

漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置

技术领域

本发明属于含漆雾空气的治理技术，具体涉及一种漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置。

背景技术

漆雾污染问题一直以来制约着我国涂装行业的健康发展，漆雾治理的难点主要源自漆雾的粘性。传统治理漆雾方法有干法与湿法，干法主要包括滤棉过滤技术(如申请号为CN201310252769.8的中国专利文件)、喷粉过滤技术(如申请号为CN200610036876.7的中国专利文件)、折流板过滤技术(如申请号为CN 201610008272.5的中国专利文件)；湿法主要包括水雾/幕捕捉技术(如申请号为CN201410839282.4的中国专利文件)、溶剂溶解技术(如申请号为CN201610321279.2的中国专利文件)。现有方法虽然在一定程度上为漆雾的治理提供了解决思路，但仍然存在很多不足。

滤棉过滤初期效果显著，但随着漆雾的蓄积，过滤效果迅速降低，滤棉可作为固废处理，但吸附漆雾的过滤棉必须作为危废处理，后者处理成本是前者的几十倍。喷粉过滤技术不但增加了粉末的使用成本，同时引入外源粉尘污染，也增加了危废处理成本。折流板过滤使用一段时间后漆雾粘附在折流板上，需要定期清理，为保障过滤效果通常折流板结构比较复杂，增加了折流板的清理难度。水雾捕捉技术最大的问题是循环水处理与后续工艺兼容性问题，其中，水处理会引入废水的二次污染，而经过水雾捕捉后空气的高湿度不利于后续活性炭或分子筛吸附工艺。溶剂溶解技术一方面由于溶剂挥发容易引入二次污染，另外在溶质溶剂分离时也存在诸多问题，例如如何分离、再生后的溶质如何使用等等。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有漆雾治理技术存在的上述缺陷，提供一种漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置，能够连续运行，并且不会造成二次污染或影响和影响后续工艺配合使用。

本发明采用如下技术方案实现：

漆雾干式过滤模块，包括过滤容器和填装在过滤容器内部的过滤小球15，所述过滤容器的底部设置承重网格12，所述过滤小球15全面覆盖堆积在承重网格12上方，并在承重网格12下方设置与过滤容器底部对接的漏斗13，所述漏斗13的底部设有集尘筒14；

所述过滤模块的进气口101和出气口102分别位于过滤小球15的堆体上下两侧，所述进气口101和出气口102通过过滤小球15之间形成的孔隙通道连通；

所述过滤容器内部还设有扰动过滤小球15的搅拌机构。

进一步的，所述过滤容器为圆柱形的筒体11，所述进气口101设置在筒体11的顶部，所述出气口102设置在漏斗13的侧面。

进一步的，所述搅拌机构包括搅拌杆16和搅拌叶片17，所述搅拌杆16沿筒体11的中心轴线布置并与搅拌驱动设备传动连接，所述搅拌叶片17沿同一方向倾斜设置并均匀分布在搅拌杆16上，并且所述搅拌叶片17全部埋设在过滤小球15的堆体中。

根据权利要求3所述的漆雾干式过滤模块，所述搅拌杆16和搅拌驱动设备与升降驱动设备连接。

进一步的，所述承重网格12的最大网孔尺寸小于所有过滤小球的最小直径；所述搅拌叶片17外圆周和筒体11内壁之间的距离小于所有过滤小球的最小直径；所述搅拌叶片17和承重网格12之间的距离小于所有过滤小球的最小半径。

进一步的，所述过滤容器的外壁包裹设有加热套18，或在过滤小球15的堆体上方的过滤容器上设有热空气导入口19。

在本发明的漆雾干式过滤模块中，所述过滤小球15为直径在6-12mm的圆球体、多面立方球体或不规则球体。

优选的，所述过滤小球15材质采用不锈钢、硬质合金、氧化锆、氧化铝、玛瑙、聚四氟乙烯中的任意一种。

本发明还公开了一种上述漆雾干式过滤模块应用的净化装置，包括漆雾干式过滤模块1以及除尘模块2和VOCs净化模块3，所述除尘模块2和VOCs净化模块3依次与漆雾干式过滤模块1的出气口102串联连接。

进一步的，所述VOCs净化模块3采用热力燃烧或催化燃烧处理方式，所述漆雾干式过滤模块1的过滤容器上设置的热空气导入口19与VOCs净化模块3的尾气出口连接。

喷涂废气在负压牵引下进入漆雾干式过滤模块后，其中的漆雾首先与过滤小球发生碰撞并粘附在过滤小球表面，过滤小球堆积形成许多孔道结构，这些错综复杂的孔道结构能有效拦截漆雾。过滤小球在搅拌叶片的作用下在平面内沿顺时针或逆时针方向滚动或滑动，同时由于搅拌叶片还具斜面，搅拌的同时还能够向过滤小球提供一个升力，搅拌叶片在搅拌杆的提升或下降作用下带动过滤小球上升或下降，在搅拌叶片的搅拌、搅拌杆的提升或下降共同作用下，过滤小球在筒体内均匀分布及流动，使得漆雾在过滤小球表面均匀分布并不会造成孔隙通道堵塞。过滤小球之间、过滤小球与搅拌杆之间、过滤小球与搅拌叶片之间、过滤小球与筒体之间、过滤小球与承重网格之间通过相互摩擦及碰撞，一方面能够释放热量，另一方面促使附着的漆雾破裂分离，两者均能促进漆雾的干燥。通过搅拌，漆雾在过滤小球表面形成很薄的附着层，附着层在干化过程中逐渐硬化，并经过摩擦及碰撞脱落，并经过滤小球的球磨作用而变成粉末。粉末可以吸附漆雾降低漆雾的粘性，粉末及包裹漆雾的粉末在重力作用下逐渐下落，并穿过承重网格经过漏斗落入集尘筒中。

经过漆雾干化过滤模块后，漆雾转变成干燥的粉末，其中大颗粒粉末落入集尘筒中，部分小颗粒随气流进入除尘模块并被拦彻底拦截，除尘模块可以是常规干法除尘工艺(如滤筒、布袋、电除尘等)中的任意一种或组合。经过除尘模块之后的气体进入VOCs净化模块，VOCs净化模块可根据需要选择常规VOCs净化方式中的任意一种或组合。

另外，本发明还可以在漆雾干化过滤模块上设置加快漆雾干化的加热套或热空气导入口，通过电加热或流体加热或热空气直接加热的方式加速漆雾在过滤小球上的干化。

本发明具有如下有益效果：

1、漆雾过滤不消耗滤材，不产生二次污染，不对后续工艺造成影响，净化漆雾的过程中过滤小球可通过搅拌自动再生。

2、利用过滤小球之间、过滤小球和搅拌杆、搅拌叶片之间、过滤小球与筒体之间的相互摩擦和碰撞产生的热量，加速漆雾的干化及净化。

3、因过滤小球的碰撞、摩擦，漆雾不会在筒体内壁、搅拌杆、搅拌叶片表面形成粘附层，不需要定期对漆雾进行处理。

4、过滤小球与承重网格的摩擦、碰撞作用，保障了承重网格的畅通。

5、干化后的粉尘可吸附在漆雾表面，进一步增大了漆雾的净化效果。

由上所述，本发明的漆雾干式过滤模块及其应用的净化装置不仅能一边净化漆雾一边连续自动再生，还不会造成二次污染，并且不会影响与后续工艺配合使用，是一种新型的漆雾治理手段，具有良好的推广前景。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例一中的漆雾干式过滤模块的结构示意图。

图2为实施例二中的漆雾净化装置的结构示意图。

图3为实施例二中的漆雾干式过滤模块的结构示意图。

图中标号：1-漆雾干式过滤模块，11-筒体，12-承重网格，13-漏斗，14-集尘筒，15-过滤小球，16-搅拌杆，17-搅拌叶片，18-加热套，19-热空气导入口，101-进气口，102-出气口；

2-除尘模块；

3-VOCs净化模块；

4-搅拌升降驱动模块。

具体实施方式

实施例一

参见图1，图示中的漆雾干式过滤模块1为本发明的优选方案，具体包括筒体11、承重网格12、漏斗13、集尘筒14、过滤小球15、搅拌杆16、搅拌叶片17和加热套18。

其中，筒体11作为过滤容器与漏斗13连接，组成模块的整体结构，筒体11采用上下贯通的圆柱筒体结构，圆形的承重网格12固定设置在筒体11的底部，用于支承过滤小球15的堆积。所有的过滤小球15从筒体11的顶部全部装入后，全部堆积在承重网格12和筒体11围成的空间内，过滤小球15形成的堆体将承重网格12全面覆盖，使得废气必须穿过过滤小球15的堆体，过滤小球15的堆体内部形成若干不规则的孔隙通道，通过这些错综复杂的孔隙通道，能够有效地拦截通过的废气中的漆雾。漏斗13的大端与筒体11底部对接，并通过承重网格12隔开，漏斗13的小端设置集尘筒14，用于收集干化后的漆雾颗粒粉尘。

为了废气能够通过过滤小球15形成的堆体，本实施例的漆雾干式过滤模块1的进气口101和出气口102分别设置在了过滤小球15堆体上下两侧，其中进气口101就直接采用筒体11顶部的通口，出气口102则设置在与筒体11底部对接的漏斗13侧面，这样喷涂废气从筒体11的顶部竖直向下通过过滤小球的堆体，然后穿过承重网格12后从出气口排出。

筒体11内部还设有由搅拌杆16和搅拌叶片17组成的搅拌机构，用于扰动筒体11内的过滤小球15，通过扰动过滤小球，避免过滤小球之间的孔隙通道堵塞，并且提供过滤小球表面粘附的漆雾干化的热量，并最终使得干化后的漆雾破裂并磨成粉末。

具体的，搅拌杆16沿筒体11的中心轴线布置，并且与搅拌驱动设备传动连接，若干搅拌叶片17均匀分布在搅拌杆16上，通过搅拌驱动设备带动搅拌叶片绕搅拌杆旋转，实现对过滤小球15的搅动。为了能够提高搅动的整体效果，过滤小球15在筒体11内部的堆积高度必须要超过搅拌叶片，并且将搅拌叶片17整体埋设在过滤小球的堆体内部，同时，搅拌叶片17采用相对于承重网格12沿同一圆周方向倾斜设置，这样，在搅拌叶片17旋转过程中，会产生一定的升力，搅拌过滤小球15的同时带动其上升或下降，实现过滤小球15在筒体内部的均匀分布和流动。根据不同流量的喷涂废气，搅拌的频率为每分钟2-20次。

本实施例的过滤小球15的直径在6-12mm之间，全部过滤小球15可采用相同的直径，也可采用这个范围内的不同直径的小球配合使用，过滤小球15整体可采用堆积后能够形成孔隙的圆球体、多面立方球体或不规则球体，其中不规则球体包括椭圆球体等。

过滤小球15的材质可以是不锈钢、硬质合金、氧化锆、氧化铝、玛瑙、聚四氟乙烯中的任意一种，优选采用聚四氟乙烯小球。

根据喷涂废气中的漆雾特性，过滤小球15在筒体11内部的堆积高度在200-600mm，一般越不容易干燥的漆雾过滤小球15堆积的高度越高，同时必须保证要将搅拌叶片的顶端覆盖。

为了保证过滤小球15在筒体内部的正常流动分布，承重网格12的最大网孔尺寸小于所有过滤小球15的最小直径，避免过滤小球15通过承重网格掉落到漏斗内；搅拌叶片17外圆周和筒体11内壁之间的距离小于所有过滤小球的最小直径，最好是小于过滤小球的最小半径；搅拌叶片17和承重网格12之间的距离小于所有过滤小球的最小半径，避免搅拌叶片在旋转过程中，因为过滤小球的干涉导致旋转卡滞。

漆雾因性质差异，其干化的速率也不一样。当靠过滤小球15的摩擦或碰撞产热不足以使漆雾彻底干化时，本实施例还在筒体11的外壁包裹设有用于加速过滤小球表面漆雾干化的加热套18，加热套18可以是环绕筒体11布置的电加热带，也可以是环形的腔体，通过热流体(空气、水等)在加热套18内流通对筒体11内部进行加热。

筒体11内部的漆雾干化过程中，无论是通过过滤小球的摩擦、碰撞发热，还是通过加热套18加热，应当保证促使漆雾干化但又不至于燃烧为准，为了彻底抑制安全隐患，实际应用中可以在筒体11与漏斗13内部设有温度传感器及自动干粉灭火喷口，自动干粉灭火喷射系统通过温度传感器反馈控制。

实施例二

参见图2和图3，本实施例公开的一种漆雾干式净化装置为本发明的优选方案，包括了实施例一中的漆雾干式过滤模块1以及除尘模块2和VOCs净化模块3，除尘模块2和VOCs净化模块3依次与漆雾干式过滤模块1的出气口102串联连接。

考虑到单纯地靠搅拌叶片17提供的升力搅拌过滤小球15，只能在搅拌叶片的宽度范围内升降，这样会导致小球分层运动，上、下层之间难以很好地混合。因此实施例一中的漆雾干式过滤模块1在实际应用中，还可将搅拌杆16与搅拌升降驱动模块4连接，该搅拌升降驱动模块4包括驱动搅拌杆16旋转搅拌的搅拌驱动设备，如搅拌电机，还包括带动搅拌驱动设备和搅拌杆16一同升降的升降驱动设备，如升降机械臂。这样，搅拌叶片17在旋转搅拌的同时，还可以做往复升降运动，可以将上、下层的过滤小球15充分混合，过滤小球15之间的均一性也得到增强。

搅拌杆16和搅拌叶片17的升降控制可以通过升降臂的程序控制往复升降的高度，也可在搅拌杆和承重网格上设置位置传感器，当下降到接触承重网格的时候触发位置传感器，反馈给升降臂的控制系统，停止继续下降，开始上升。具体的升降臂的往复程序控制和传感器反馈控制均为常用的控制方法，本实施例在此不进行赘述。

漆雾干式过滤模块1的筒体内部结构相同，可采用实施例一中的加热形式，也可如图3中所示，在过滤小球15的堆体上方的筒体11上设有热空气导入口19，通过直接向筒体内部的过滤小球堆体通入高温空气进行漆雾辅助干化。通过热空气导入口19向筒体导入的热空气既可以是通过换热设备加热的热空气，也可以是VOCs净化模块3处理后排出的尾气，特别是当VOCs模块3采用热力燃烧或催化燃烧方式处理VOCs时，热交换之后尾气温度依然高于室温，可将该部分热量进行循环再利用。

经过漆雾干式过滤模块1后，漆雾转变成干燥的粉末，其中大颗粒粉末落入集尘筒14中，部分小颗粒随气流进入除尘模块2并被拦彻底拦截，除尘模块2可以是常规干法除尘工艺(如滤筒、布袋、电除尘等)中的任意一种或组合。经过除尘模块2之后的气体进入VOCs净化模块3，VOCs净化模块3可根据需要选择常规VOCs净化方式中的任意一种或组合。

以下分别以本实施例针对非速干漆和速干漆产生的喷涂废气治理进行具体说明。

实例1

非速干漆产生的喷涂废气在负压作用下进入漆雾干式过滤模块1后，漆雾在过滤小球15堆积形成的错综复杂的孔道结构中流经并粘附在过滤小球15的表面，过滤小球15在搅拌杆16的提升下降作用、搅拌叶片17的搅拌作用下在筒体11内均匀分布及流动。过滤小球15通过相互摩擦及碰撞，一方面释放热量，一方面促使附着的漆雾破裂分离，两者均能促进漆雾的干燥。通过搅拌，使得漆雾在过滤小球15表面形成很薄的附着层，附着层在干化过程中逐渐硬化，并经过摩擦及碰撞脱落，并经过滤小球15的球磨作用而变成粉末。该粉末既可以粘附在新的漆雾表面从而降低漆雾的粘性利于去除，也可以在重力作用下通过漏斗13落入集尘筒14中，定期将集尘筒14中的粉末清除即可。经过漆雾干式过滤模块1后，漆雾转变成干燥的粉末，其中大颗粒粉末落入集尘筒14中，部分小颗粒随气流进入采用布袋除尘器的除尘模块2并被拦彻底拦截，布袋通过反吹实现再生。经过除尘模块2之后的气体进入VOCs净化模块3彻底净化。经过催化燃烧产生的部分尾气(约80℃)经热空气导入口19重新进入筒体11，用于加速漆雾干化。这其中，过滤小球15的直径为10mm，搅拌机构每分钟搅拌6次，过滤小球15的堆积厚度为450mm，小球材质为不锈钢，网孔为边长4mm的正方形。

实例2

速干漆产生的喷涂废气在负压作用下进入漆雾干式过滤模块1后，漆雾在过滤小球15堆积形成的错综复杂的孔道结构中流经并粘附在过滤小球15的表面，过滤小球15在搅拌杆16的提升下降作用、搅拌叶片17的搅拌作用下在筒体11内均匀分布及流动。过滤小球15通过相互摩擦及碰撞，一方面释放热量，一方面促使附着的漆雾破裂分离，两者均能促进漆雾的干燥。通过搅拌，漆雾在过滤小球15表面形成很薄的附着层，附着层在干化过程中逐渐硬化，并经过摩擦及碰撞脱落，并经过滤小球15的球磨作用而变成粉末。该粉末既可以粘附在新的漆雾表面从而降低漆雾的粘性利于去除，也可以在重力作用下通过漏斗13落入集尘筒14中，定期将集尘筒14中的粉末清除即可。经过漆雾干式过滤模块1后，漆雾转变成干燥的粉末，其中大颗粒粉末落入集尘筒14中，部分小颗粒随气流进入采用滤筒除尘器的除尘模块2并被拦彻底拦截，滤筒通过反吹实现再生。经过除尘模块2之后的气体进入VOCs净化模块3彻底净化。其中，过滤小球15的直径为6mm，搅拌机构每分钟搅拌4次，过滤小球15的堆积厚度为200mm，小球材质为聚四氟乙烯，网孔为边长3mm的正方形。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.漆雾干式过滤模块，其特征在于：包括过滤容器和填装在过滤容器内部的过滤小球(15)，所述过滤容器的底部设置承重网格(12)，所述过滤小球(15)全面覆盖堆积在承重网格(12)上方，并在承重网格(12)下方设置与过滤容器底部对接的漏斗(13)，所述漏斗(13)的底部设有集尘筒(14)；

所述过滤模块的进气口(101)和出气口(102)分别位于过滤小球(15)的堆体上下两侧，所述进气口(101)和出气口(102)通过过滤小球(15)之间形成的孔隙通道连通；

所述过滤容器内部还设有扰动过滤小球(15)的搅拌机构。

2.根据权利要求1所述的漆雾干式过滤模块，所述过滤容器为圆柱形的筒体(11)，所述进气口(101)设置在筒体(11)的顶部，所述出气口(102)设置在漏斗(13)的侧面。

3.根据权利要求2所述的漆雾干式过滤模块，所述搅拌机构包括搅拌杆(16)和搅拌叶片(17)，所述搅拌杆(16)沿筒体(11)的中心轴线布置并与搅拌驱动设备传动连接，所述搅拌叶片(17)沿同一方向倾斜设置并均匀分布在搅拌杆(16)上，并且所述搅拌叶片(17)全部埋设在过滤小球(15)的堆体中。

4.根据权利要求3所述的漆雾干式过滤模块，所述搅拌杆(16)和搅拌驱动设备与升降驱动设备连接。

5.根据权利要求3所述的漆雾干式过滤模块，所述承重网格(12)的最大网孔尺寸小于所有过滤小球的最小直径；所述搅拌叶片(17)外圆周和筒体(11)内壁之间的距离小于所有过滤小球的最小直径；所述搅拌叶片(17)和承重网格(12)之间的距离小于所有过滤小球的最小半径。

6.根据权利要求1所述的漆雾干式过滤模块，所述过滤容器的外壁包裹设有加热套(18)，或在过滤小球(15)的堆体上方的过滤容器上设有热空气导入口(19)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的漆雾干式过滤模块，所述过滤小球(15)为直径在6-12mm的圆球体、多面立方球体或不规则球体。

8.根据权利要求7所述的漆雾干式过滤模块，所述过滤小球(15)材质采用不锈钢、硬质合金、氧化锆、氧化铝、玛瑙、聚四氟乙烯中的任意一种。

9.权利要求1-8中的漆雾干式过滤模块应用的净化装置，其特征在于：包括权利要求1-8中任一项所述的漆雾干式过滤模块(1)以及除尘模块(2)和VOCs净化模块(3)，所述除尘模块(2)和VOCs净化模块(3)依次与漆雾干式过滤模块(1)的出气口(102)串联连接。

10.根据权利要求9中所述的净化装置，所述VOCs净化模块(3)采用热力燃烧或催化燃烧处理方式，所述漆雾干式过滤模块(1)的过滤容器上设置的热空气导入口(19)与VOCs净化模块(3)的尾气出口连接。