CN112546856A

CN112546856A - 彩板制备中含有NVOCs的VOCs废气的处理方法

Info

Publication number: CN112546856A
Application number: CN202011335375.5A
Authority: CN
Inventors: 马永亮; 杨其磊; 刘立东
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2040-11-25
Also published as: CN112546856B

Abstract

本发明涉及一种彩板制备中含有NVOCs的VOCs废气的处理方法。所述方法包括：将源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气与源自于脱硝工序的废气中的至少一部分混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气；将所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气导入燃烧工序，经燃烧工序处理得到的源自于燃烧工序的含氮废气被进一步导入脱硝工序处理，从而得到所述源自于脱硝工序的废气；其中在所述混合前，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述脱硝工序。

Description

彩板制备中含有NVOCs的VOCs废气的处理方法

技术领域

本发明属于环保领域，具体而言涉及大气污染物控制技术领域，更具体而言涉及一种彩板行业中含有含氮挥发性有机物(NVOCs)的挥发性有机物(VOCs)废气的综合治理工艺。本发明中的目标控制污染物主要来源于彩板等行业。

背景技术

含氮挥发性有机物(NVOCs)是挥发性有机物(VOCs)中的一种。NVOCs主要包括胺类化合物、酰胺类化合物、硝基类化合物和腈类化合物等。NVOCs常温下易挥发、蒸发速率大，是造成大气光化学烟雾和雾霾的主要前体物。NVOCs挥发可通过皮肤进入人体体内，对人体有较大毒性。含氮挥发性有机物的催化燃烧，在完全转化为无毒的CO₂和H₂O之外，不可避免地会生成NO_x，而NO_x会对环境造成二次污染。因此，NVOCs越来越成为大气污染治理行业关注的焦点。

彩板是彩色涂层钢板简称，通常是指将基板进行表面处理后涂敷涂料或粘接有机薄膜并烘烤而成的产品。涂料主要由树脂、颜料、溶剂、助剂四部分组成，溶剂为主要的有机物挥发分。普通彩涂钢板涂料中所使用的VOCs溶剂主要选择100号溶剂油、150号溶剂油、PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)、DBE(尼龙酸二甲酯)、环己酮和正丁醇等成分。针对不同彩涂钢板，特殊彩涂钢板涂料中会使用NVOCs溶剂，主要为二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈和吡啶等成分。其中，二甲基甲酰胺(DMF)，化学式为HCON(CH₃)₂，为无色透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶，它是甲酰胺(甲酸的酰胺)的二甲基取代物，而两个甲基都位于N(氮)原子上。乙腈，分子式为C₂H₃N，是一种无色液体，极易挥发，有类似于醚的特殊气味，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质，有一定毒性，与水和醇无限互溶。吡啶，化学式C₅H₅N，是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物，可以看作苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物，故又称氮苯，其无色或微黄色液体，有恶臭，是化学反应的常用溶剂。在焚烧炉燃烧过程中，NVOCs热分解产生的NOx需要经过进一步净化处理才能排入大气中。上述挥发性物质及其在烘烤过程中转化的物质就是彩钢生产线有机废气的主要成分。

彩板生产线废气主要来源于涂覆烘烤预处理工序产生的含有NVOCs的低浓度VOCs和固化炉工序产生的含有NVOCs的高浓度VOCs。涂上涂料的钢板在冷环境中流平后，进入固化炉进行烘烤固化处理。暴露在空气中的涂机涂辊表面和流平段，是有机物散逸的主要源头，该工序产生的主要为含有NVOCs的低浓度VOCs。涂料的固化需要加热到一定温度，通过溶剂挥发进行化学反应，从液态转为固态的过程。固化过程中的VOCs大部分将形成250至350℃的高温废气，废气中VOCs需控制在爆炸下限的25％以下，通常低于15g/m³，该工序产生的主要为含有NVOCs的高浓度VOCs。

目前针对高浓度VOCs废气治理技术，一般采用催化焚烧或者高温焚烧等技术。对于不含有NVOCs的高浓度VOCs，通过焚烧可以有效的将VOCs销毁干净。但是，对于含有NVOCs的VOCs，还需要对焚烧过程中生成的NOx进行进一步的脱硝处理。

目前针对包括NVOCs的废气处理，主要采用催化剂燃烧技术。例如，引用文献1公开了一种高浓度含氮有机废气催化净化装置，其先将高浓度含氮有机废气在活性组分为贵金属Pt和/或Pd的VOCs催化剂存在下进行催化燃烧，然后在活性组分为V₂O₅和/或TiO₂的SCR催化剂下进行选择性催化还原。引用文献2公开了一种处理含氮挥发性有机污染物的选择氧化-催化还原双功能催化剂，其载体为分子筛或铈锆固溶体，活性组分为过渡金属Cu或Fe。

然而，对于彩板行业中包括NVOCs的废气成分复杂，废气中粘性粉尘较大，容易导致催化剂表面中毒。针对彩板行业NVOCs的治理技术，尚无先例。

因此，如何将涂覆烘烤预处理工序产生的含有NVOCs的低浓度VOCs和固化炉所产生的含有NVOCs的高浓度VOCs进行综合协调治理是急需解决的难题。

引用文献：

引用文献1：CN110898666A

引用文献2：CN109289911A

发明内容

发明要解决的问题

鉴于目前现有技术中存在的问题，迫切需要开发一种能够将彩板行业不同工序产生的含有NVOCs的低浓度VOCs废气和高浓度VOCs废气综合高效净化治理工艺。目前主要难题是针对彩涂生产线上含有NVOCs的低浓度VOCs的治理。

目前针对低浓度VOCs废气治理技术，主要采用“吸附-脱附-焚烧”技术方案，经过本发明的发明人长期的研究实践，认为这样的工艺有以下问题需要解决：

1)废气中的高沸点有机物对吸附剂易堵塞，不容易脱附影响吸附容量不断下降；

2)无法使用活性炭为吸附剂，涂料中含有酮类物质，活性炭与酮类物质的吸附过程是放热过程，容易引起着火。活性炭的脱附温度受到限制，彩涂线废气中70％以上的有机物的沸点在180℃以上，使用活性炭无法实现脱附，无法实际应用；

3)沸石转轮为吸附剂运行费用高，无法长期稳定运行。沸石的孔径很小，废气需要经过很严格的过滤处理，很难用于处理含有焦油的彩涂线逸散废气。

另外，由于在彩板行业还没有发现治理NVOCs的技术，因此如何在工艺流程中同时增加脱硝工序也是需要考虑的问题。

因此，如何将彩涂生产线上不同工序产生的含有NVOCs的低浓度和高浓度VOCs废气进行综合高效治理，以及如何解决低浓度VOCs废气吸附装置成本高、不能长期稳定运行以及需要增加脱硝工序等难题是本发明需要解决的问题。

用于解决问题的方案

经过本发明发明人长期研究，发现如下技术方案的实施能够解决上述技术问题：

1.一种彩板制备中含有NVOCs的VOCs废气的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

将源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气与源自于脱硝工序的废气中的至少一部分混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气；

将所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气导入燃烧工序，经燃烧工序处理得到的源自于燃烧工序的含氮废气被进一步导入脱硝工序处理，从而得到所述源自于脱硝工序的废气；

其中

所述燃烧工序包括对所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气进行燃烧；

所述脱硝工序包括对源自于燃烧工序的含氮废气进行脱硝处理；

在所述混合前，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述脱硝工序。

2.根据上述1所述的方法，其特征在于，在对所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气进行燃烧前，对所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气进行预热b处理，所述预热b处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序。

3.根据上述2所述的方法，其特征在于，所述预热b处理在换热器b中进行，所述换热器b中源自于燃烧工序的含氮废气与所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气产生热交换。

4.根据上述1～3任一项所述的方法，其特征在，所述预热a处理在换热器a中进行，所述换热器a中源自于脱硝工序的废气与源自于所述非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气产生热交换。

5.根据上述1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气中VOCs的总浓度为1g/m³以下，NVOCs的量为VOCs总量的10质量％～100质量％；经过所述预热a处理后，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气被加热到220℃以上。

6.根据上述1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述混合气引入所述固化工序前，被加热到350℃以上。

7.根据上述1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气中VOCs的总浓度为4～13g/m³，NVOCs的量为VOCs总量的10质量％～100质量％；在经过所述预热b处理前，温度为300～350℃。

8.根据上述1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硝工序所产生热量还至少部分的供给非固化工序中一个或多个加热装置。

9.根据上述1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硝工序所产生的废气中VOCs的总浓度不高于20mg/Nm³。

10.一种彩板的制备方法，其特征在于，所述方法包括根据上述1-9任一项所述的含有NVOCs的VOCs废气的处理方法。

发明的效果

通过上述技术方案的实施，本发明能够获得如下的技术效果：

1)本发明通过工艺优化，避免了借助额外的燃料以辅助燃烧含有低浓度挥发性有机物废气，此外，使用换热设备替代传统处理工艺中的吸附浓缩装置，对非固化工序中产生的含有低浓度挥发性有机物废气进行预加热，有利于解决此类废气的燃烧可行性的问题，因此，直接解决了目前针对低浓度有机废气吸附浓缩装置投资费用高的问题，也避免了传统工艺中当使用吸附剂浓缩处理时，吸附容量不断降低及运行不稳定等难题。

2)本发明工艺系统流程简单，由于无需吸附剂固体的加入、排放和再生，并且在燃烧工序之后立即进行脱硝工序，因此系统装置成本低，且循环运行稳定，易于工业化应用。

3)能源利用率高，对于燃烧工序和脱硝工序所产生的废气(或废烟气)进行充分利用，不仅有助于提高进入燃烧工序的废气的燃烧效率，也能够对非固化工序需要热量的工序提供供给，以实现余热的充分利用。

4)本发明工艺中由于燃烧工序中燃烧充分和脱硝工序中的脱硝处理，因此，最终排放的废气或尾气中的有害物含量极低，完全符合排放标准。

附图说明

图1是本发明一种彩板生产中含有NVOCs的VOCs废气处理工艺流程图。

附图标记说明：

(a)、(b)、(c)、(d)：换热器；

(1)、(2)、(3)：通风气路

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于此。本发明不限于以下说明的各构成，在发明请求保护的范围内可以进行各种变更，而适当组合不同实施方式、实施例中各自公开的技术手段而得到的实施方式、实施例也包含在本发明的技术范围中。另外，本说明书中记载的文献全部作为参考文献在本说明书中进行援引。

除非另有定义，本发明所用的技术和科学术语具有与本发明所属技术领域中的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本说明书中，使用“数值A～数值B”或“数值A-数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。

本说明书中，使用“废气”或“废烟气”以同等意义地表示“燃烧工序”所产生的废气体。

本说明书中，所述“预热a处理”、“预热b处理”以及“换热器a”、“换热器b”或其他类似表述中出现的字母，仅仅是为出于表述方便的需要而进行的命名，以表述、区分表述或指代这些处理工艺、步骤或装置，而并非是对相关处理工艺、步骤或装置在方法或类型上的特定限制。

本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。

本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方式”、“另一些具体/优选的实施方式”、“一些具体/优选的技术方案”、“另一些具体/优选的技术方案”等是指所描述的与该实施方式有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方式中，并且可存在于其它实施方式中或者可不存在于其它实施方式中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方式中。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

彩板的生产工艺

本发明涉及的发性有机物处理方法主要是针对彩板生产或制备工艺中所产生的含有各种浓度NVOCs的VOCs废气的综合处理方法。

所述彩板是彩色涂层(钢)板的通常简称。所述彩色涂层(钢)板通常是指将基材进行表面处理后涂敷(辊涂)涂料或粘接有机薄膜并烘烤而成的产品，可深加工成最终制品。一些场合下也可以称为“预涂钢板”、“塑料钢板”等。并且由于该产品出厂时已有美丽的色彩或花纹，故又称之为“彩色涂层钢板”，通常也可以简称为“彩涂板”、“彩钢板”或“彩板”。

"彩板"在一些典型的技术方案中可以由基材、任选的镀层、涂层三部分组成，同时在其他任意需要的情况下允许可用的中间附加层或表层其他装饰层。

对于基材，没有特别的限制，通常可以为各种类型的钢材，当然本发明并非将基材仅限制为钢材，也可以是其他可进行板材加工的金属材质，例如铝材等。因此本发明的意义上，所述“彩涂板”、“彩板”、“预涂钢板”、“塑料钢板”等仅仅表示产品的通常称谓，而并非仅仅针对钢材质基材。

对于镀层，可以在基材表面上通过电镀或其他沉积方式而形成，从而改善基材表面性能以及提高基材与涂层的结合性。在本发明一些优选的实施方案中，使用电镀或热镀的方式形成基材表面镀层。对于镀层的材质，没有特别限制，可以根据需要进行选择。在本发明一些具体的实施方案中，基材表面镀层可以为电镀锌层、热镀锌层、热镀铝-锌合金层中的一种。此外，对于镀层的层数，本发明也没有特别的限制，可以为多层镀层，并且，优选的至少一层镀层含有金属锌或金属锌的合金。另外，需要的说明，本发明中对于上述镀层并非是必要条件，即，根据实际情况而使用或不使用这样的镀层。

对于涂层，其材质通常为树脂或树脂基混合物形成涂料。树脂是指一些涂于表面能干结成膜的物质,是涂料工业生产时用作成膜物质的主要原料之一。树脂是所述涂料中的最主要成份,是涂料的基础和骨架，因此又称为基料或漆基,树脂的质量直接决定漆膜的性质。作为成膜物质的树脂在涂料储存期间内应相当稳定，不发生明显的物理和化学变化。并且在成膜时，在规定条件下要求能迅速固化成膜。

对于树脂的种类没有特别限制，可以根据需要使用各种热固性树脂或其混合物，在一些优选的实施方案中，这样的涂层可以选自环氧基涂层、聚酯基涂层、硅改性聚酯基涂层、氟碳树脂基涂层等。板材的防腐性、耐久性、抗老化性以及外观特性等主要取决于涂层的性能。涂层的性能除涂料本身具有的特性外，板材的清洗工艺、涂层的厚度、烘干工艺等因素都与之有很大关系，而这些因素主要取决于生产线的工艺和设备性能，因此，良好的生产线设备是优良产品的基本保证。

在本发明另外一些具体的实施方案中，可以使用树脂与各种添加成分或助剂成分形成混合物进而在基材表面或基材的镀层表面形成涂层。

在本发明一些优选的实施方案中，优选的添加成分可以为各种颜料。颜料即是产生涂料颜色的物质，它的主要成分是一些微细的有色固体粒子，不溶于水或油等介质，但可均匀地分散其中。本发明中，对于颜料的品种没有特别限制，可以使用有机和/或无机颜料中的一种或多种。

另外，对于其他可以使用的助剂本发明也没有特别的限制，这些助剂主要可以包含催干剂、增塑剂、固化剂、润湿剂、平流剂、消泡剂、消光剂、稳定剂、悬浮剂、防结皮剂、紫外光吸收剂、分散剂以及乳化剂等。

此外，通常而言，对于形成涂层的涂料而言，通常是以液态形式而被使用，因此，在本发明一些具体的实施方案中，所述涂料中还包括溶剂。彩涂板涂料中所使用的挥发性有机物通常包括酯类溶剂、酰胺类溶剂、醇类溶剂、烃类溶剂、酮类溶剂或醚类溶剂中的一种或多种。所使用的NVOCs溶剂主要包括二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈和吡啶等。

本发明中，上述由涂料所形成的涂层可以为一层或多层。并且在一些优选的实施方案中，这样的涂层可以为包括底涂层和面涂层的两层层叠涂层。

另外，通常认为彩涂(钢)板的涂装质量远比对成型金属表面进行单件喷涂或刷涂的质量更均匀，更稳定，更理想。例如，彩色涂层钢板具有优异的装饰性，成型性，抗腐蚀性，涂层附着力强，可长期保持色泽新颖。由于彩色涂层板兼有金属板和有机材料两者的优点，既有金属板的机械强度和易成型的性能，又有有机材料良好的装饰性，耐腐蚀性，取得以钢代木，高效施工，节约能源，防止二次加工所带来的污染等良好的经济效益而成为当今建筑、运输、轻工、家电、机电产品等各行业理想的复合材料。

常规工艺流程

通常而言，彩板的制作工艺包括如下的流程：

基材的前处理工序，在该步骤中，主要包括对基材的机械加工、热处理、研磨、清洗、化学处理或镀层处理等工序。通过机械加工以得到平整度和尺寸的金属基板，并通过研磨以及清洗等手段对基板进行表面处理。此外，根据任何的实际需要，也可以根据需要对基板化学处理或镀层处理以得到所需机械性能、防腐性以及其他表面性能。

涂覆工序，在该工序中，通过由树脂或含有树脂的组合物在前处理后的基板至少一个表面上形成涂层。对于涂覆的手段，没有特别限制，通常可以辊涂方式将涂料涂敷在经过前处理的基材表面。所述辊涂是指在辊子上先形成一定厚度的膜，然后再将这层涂料膜转移到被加工面的涂装方法。它适用于平板或带钢的涂层，速度快，生产效率高，不产生涂雾，涂布效率接近100％，仅在清洗涂层机时产生少量废溶剂；靠调节辊子间隙、压力和涂层头与带钢的压紧力以及辊子转速可以实现在一定范围内的涂层厚度的增减调节；可以涂一面，也可以同时涂两面。进一步，涂上涂料的板材需要在冷环境中保持几秒钟的流平后，进入固化炉进行烘烤固化处理。

固化工序，将涂覆了涂层涂料的板材进行加热，以使得涂料发生固化。所述固化中涂料的主要成膜物质和辅助成膜物质及固化剂，在一定温度在加热的条件下，通过溶剂挥发进行化学缩聚、加聚、交联等反应，从液态转化为固态。经过一定时间的加热固化后，涂料形成固态涂层，进而板材被导出并降温。对于加热的时间和温度，没有特别的限制，可以根据涂层涂料的具体组成情况和厚度等因素而确定。

另外，需要说明的是，在本发明一些具体的实施方案中，彩板的制备工艺中可以包括一个或多个涂覆工序以及一个或多个固化工序，尤其是考虑到在前处理的基材上形成多层涂层的情况。

含NVOCs的低浓度VOCs废气

在本发明上文所说明的彩板的常规工艺流程中，一些工序中，尤其是一些非固化工序中，由于化学物质的使用或者化学反应的存在而容易产生含有NVOCs的低浓度VOCs废气，对于这些废气，是需要通过使用一定的排出和收集手段进行处理。

通常，这样的废气可以在基材的前处理工序以及涂覆的工序中容易的被产生。例如，前处理工序中的化学处理或电镀处理中，以及涂覆工序中以含有溶剂的涂料形成涂层以及在涂层的流平处理中，均会产生一定浓度的VOCs气体。

对于这样的废气中总的VOCs的浓度，在本发明一些具体的实施方案中，可以为1g/m³以下，优选为0.8g/m³以下，更优选为0.5g/m³以下。这样的废气，通常具有室温水平的温度。

对于这样的VOCs废气中的NVOCs的浓度不特别限定，可以全部为NVOCs，也可以含有少量的NVOCs。NVOCs的量可为总VOCs量的10质量％～100质量％，优选20质量％～100质量％，更优选30质量％～100质量％，还更优选50质量％～100质量％，进一步优选80质量％～100质量％，进一步更优选为90质量％～100质量％。例如，NVOCs的浓度可为1g/m³以下，优选为0.8g/m³以下，更优选为0.5g/m³以下，还更优选为0.3g/m³以下，进一步优选为0.1g/m³以下。

另外，可以通过前处理工序以及涂覆的工序对有机物使用的控制或调整来降低废气中NVOCs的浓度和总的VOCs的浓度。

含NVOCs的高浓度VOCs废气

本发明的高VOCs含量的废气主要源自于固化工序中所产生的废气。如前所述，固化工序在一定温度下加热的条件下，通过溶剂挥发进行化学缩聚、加聚、交联等反应。因此，大量的有机溶剂或者部分溢出的有机添加成分将释放到大气中，从而形成高VOCs浓度的废气。通常，这些废气通过吹扫或负压等手段被收集以备后续处理。

对于这样的废气中总的VOCs的浓度，在本发明一些具体的实施方案中，可以为4～13g/m³，优选为4～10g/m³，进一步优选为5～9g/m³。此外，这样的废气通常具有150～200℃的温度。

对于这样的VOCs废气中的NVOCs的浓度不特别限定，可以全部为NVOCs，也可以含有较少量的NVOCs。NVOCs的量可为总VOCs量的10质量％～100质量％，优选20质量％～100质量％，更优选30质量％～100质量％，还更优选50％～100质量％，进一步优选80％～100质量％。例如，NVOCs的浓度可为2～13g/m³，优选为2～10g/m³，更优选为4～9g/m³，进一步优选为5～8g/m³。

含有NVOCs的VOCs废气的处理

本发明对含有NVOCs的VOCs废气的处理总体基于以下思路：将源自于非固化工序的、含有NVOCs的低浓度VOCs废气与至少部分的源自于脱硝工序的废气混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于固化工序的、含有NVOCs的高浓度VOCs废气；然后将源自于固化工序的高浓度VOCs废气进行燃烧工序和脱硝工序。其中，燃烧工序包括对源自于固化工序的VOCs废气进行燃烧，并产生源自于燃烧工序的高温含氮废气。脱硝工序包括对源自于燃烧工序的高温含氮废气进行脱硝处理，并产生源自于脱硝工序的废气。在上述混合之前，源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述脱硝工序。

在源自于固化工序的高浓度VOCs废气进行燃烧工序之前，使其与源自于燃烧工序的高温含氮废气进行热交换，以将源自于固化工序的高浓度VOCs废气进行预热b处理，同时降低要进行脱硝处理的高温含氮废气的温度。通过脱硝处理之后的高温废气，可以给其它需要热量的装置提供热量。通过此种方式，实现热量的有效利用。

<气体混合工序>

在气体混合工序中，将源自于非固化工序的、含有NVOCs的低浓度VOCs废气进行预热a处理，然后与至少部分的源自于脱硝工序的废气混合形成混合气。

如前所述，本发明使用至少部分的源自于脱硝工序的高温废气对源自于非固化工序的低浓度VOCs废气进行预热a处理。在本发明一些具体的实施方案中，预热a处理是通过图1所示的换热器a来进行热量交换。在本发明一些优选的实施方案中，上述高温废气从脱硝工序中排出后，在进入到换热器a之前，其温度可以为420～480℃，优选为440～460℃。对于源自于非固化工序的废气的流量，一些情况下可以为4500～5500m³/h，优选为4800～5200m³/h。

具体地，如图1所示，源自于涂层涂覆/流平处理等的非固化工序的低浓度VOCs废气通过导气管路被导入到换热器a中，同时，至少部分的上述高温废气沿着气体流路(2)也被导入到换热器a中，通过换热器a的热交换，使得低浓度VOCs废气的温度被加热到220℃以上，优选被加热到230℃以上，进一步优选被加热到240℃以上。对于被加热所达到的温度的上限没有特别要求，与系统管路以及换热器内部设计方式相关，通常可以为450℃以下，优选为400℃以下。另外，通过换热器a的高温废气在进行热交换后被降温。

进一步，被换热器a预热的低浓度VOCs废气，通过管路与至少部分的从脱硝工序中沿着气体流路(1)排出的高温废气混合，得到混合气。需要说明的是，该部分高温废气与上文所述进入到换热器a的高温废气不是同一部分废气。一些具体实施方案中，与被换热器a预热的低浓度VOCs废气混合的高温废气的流量可以为8000～12000m³/h。

在得到上述混合气之后，混合气被导入到固化工序中。在本发明一些优选的实施方案中，当将经换热器a预热的低浓度VOCs废气与从脱硝工序中排出的高温废气混合后，混合气的温度低于350℃时，可以使用额外的加热装置，将混合气加热到350℃以上，优选加热到380～420℃。

进一步，固化工序中在上述混合气以及任意其他的加热装置的存在下，对进行了前述涂覆工序的板材进行固化处理。固化处理通常可以在固化炉中进行，对于固化的温度以及固化的时间没有特别限定，可以根据涂层的材质和厚度等因素确定。

进入到固化工序中的混合气以吹扫的方式将固化工序中所产生的包含NVOCs的废气不断吹扫出固化炉，从该固化工序排出的气体即为本发明所述的源自于固化工序的废气，或者为含有NVOCs的高浓度VOCs废气。对于这样的废气的流量，一些具体的实施方案中可以为18000～22000m³/h。另外，对于从固化工序中排出的废气的温度，可以为250～350℃，优选为280～320℃。

<燃烧工序>

本发明的燃烧工序中，源自于固化工序的、含有NVOCs的高浓度VOCs废气通过管路被导入到燃烧炉中进行燃烧处理，并排出含氮的高温燃烧废气或废烟气。

在本发明一些优选的实施方案中，在对源自于固化工序的废气进行燃烧前，对源自于固化工序的废气进行预热b处理，所述预热b处理的热量至少部分的或全部的源自于所述燃烧工序。由此，可以实现燃烧后的废气的余热再利用。

所述预热b可在图1所示的换热器b中进行。具体而言，含有NVOCs的高浓度VOCs废气通过导气管路被导入到换热器b中，同时，至少部分的上述经过燃烧处理的含氮高温废气也被导入到换热器b中，通过换热器b的热交换，使得高浓度VOCs废气被预热，例如加热到500℃以上，优选被加热到600℃以上，进一步优选被加热到700℃以上。同时，通过换热器b的含氮废气在进行热交换后被降温以为进行脱硝工序做准备。

在一些具体的实施方案中，对于可用的燃烧炉没有特别限定，可以使用本领域常规的燃烧炉。对于燃烧炉内部温度，在一些优选的实施方案中，可以为760～1000℃，进一步优选为780～900℃。此外，燃烧工序中，也可以至少部分的引入天然气进行辅助加热或燃烧。

<脱硝工序>

本发明的脱硝工序中，将源自于燃烧工序的含氮高温废气导入SCR反应器中以进行脱硝处理，并产生源自于脱硝工序的废气。

在脱硝工序中，将燃烧工序生成的、可对环境造成二次污染的NOx进行脱硝处理，以使排放气体达到排放标准。

在本发明一些优选的实施方案中，如上所述，使源自于燃烧工序的含氮高温废气经过换热器b，从而将含有NVOCs的高浓度VOCs废气预热，同时使其自身温度降低。经过换热器b换热后的含氮高温废气的温度可以为400～700℃，优选450～650℃，更优选500～600℃。

对于SCR反应器，可使用本领域常用的SCR反应器。对于催化剂，没有特别限定，可使用本领域公知的催化剂，例如可使用V、W、Mo、Ti、Mn、Ce等作为活性组分的非贵金属催化剂以及Pt、Pd等作为活性组分的贵金属催化剂。

本发明的主旨之一在于对工艺流程中产生的高温废气的余热进行再利用。

如前所述的，可以使用至少部分的上述高温废气对源自于非固化工序的具有低VOCs浓度的废气进行预热a处理。

此外，对于经过脱硝工序后的废气的余热的利用，也可以对非固化工序中各种需要加热的工序提供热量。在一些具体的实施方案中，使用脱硝工序中后的至少部分的废气对基材的前处理工序中需要烘干的工序提供热量(即，图1所示的换热器(c))。在一些具体的实施方案中，使用脱硝工序中的至少部分的废气对基材的前处理工序中清洗用水池进行加热(即，图1所示的换热器(d))。

最终，脱硝工序中所产生的全部废气被排出这个工艺体系以外，此时，这些废气经过了燃烧和脱硝净化以及余热利用，并且其中的挥发性有机物的总浓度不高于20mg/Nm³，符合现有的排放标准。

实施例

以下将结合附图1说明本发明一种典型的实施方案：

图1列举了本发明一种实施方案：

基本参数：

①前处理(非固化工序)产生的含NVOCs的低浓度VOCs废气(风量：5000m³/h，温度：室温，总VOCs浓度：0.5mg/m³以下，NVOCs浓度：0.35mg/m³以下)

②固化炉产生的含NVOCs的高浓度VOCs废气(风量：20000m³/h，出口温度：300℃，总VOCs浓度：约6g/m³，NVOCs浓度：约4g/m³)

③焚烧炉中废气经过(b)换热器换热后，进入SCR反应器，SCR反应器的出口气体(风量：20000m³/h，温度：450℃)分成3路：(1)路气体(风量：10000m³/h，温度：450℃)，(2)路气体(风量：5000m³/h，温度：450℃)，(3)路气体(风量：5000m³/h，温度：450℃)。

SCR反应器：

催化剂为：V₂O₅/TiO₂或V₂O₅-WO₃/TiO₂或V₂O₅-MoO₃/TiO₂。

具体而言，将基材的前处理工序(涂层涂覆/流平)中所产生的含NVOCs的低VOCs浓度废气由引风机抽出，经过滤装置通过(a)换热器升温到250℃，出口废气与SCR反应器出口的(1)路气体混合，混合气温度设定为升到400℃。若混合气温度没有到达400℃，通过温控燃烧器将混合气体升温到400℃。

混合气由引风机送入产生含NVOCs的高VOCs浓度废气的固化炉装置，固化炉装置出口废气由引风机送入(b)换热器换热后进入燃烧炉，在燃烧炉中经天然气燃烧加热使炉膛温度达到800℃，废气中的VOCs充分氧化燃烧后产生的含氮高温废气经过(b)换热器与待进入燃烧炉的高VOCs浓度废气换热(通过(b)换热器，可以利用含氮高温废气的热量将待燃烧的气体升温，同时含氮高温废气可以降温以准备进入脱硝工序)，然后由引风机送入SCR反应器进行脱硝处理，排出的废气分成3路：

(1)路气体与换热器(a)出口废气混合；

(2)路气体为换热器(a)提供热量，热交换后其出口气体温度降低为150℃；

(3)路气体为换热器(c)提供热量，热交换后，其出口气体温度降低为150℃。

其中(2)、(3)路气体经过换热器换热后混合(风量：10000m³/h，温度：150℃)，进入换热器(d)，用于给前处理水池加热，再次回收热量后，其温度降低到80℃以下，由风机引出通过烟囱排放。

需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

产业上的可利用性

本发明所述一种彩板制备中含NVOCs的VOCs废气的处理方法可以在工业上用于彩板制造，尤其是彩钢板制造时含NVOCs的VOCs气体的处理和净化。

Claims

其中

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气进行燃烧前，对所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气进行预热b处理，所述预热b处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预热b处理在换热器b中进行，所述换热器b中源自于燃烧工序的含氮废气与所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气产生热交换。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在，所述预热a处理在换热器a中进行，所述换热器a中源自于脱硝工序的废气与源自于所述非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气产生热交换。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气中VOCs的总浓度为1g/m³以下，NVOCs的量为VOCs总量的10质量％～100质量％；经过所述预热a处理后，所述源自于非固化工序的含有NVOCs的VOCs废气被加热到220℃以上。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述混合气引入所述固化工序前，被加热到350℃以上。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述源自于固化工序的含有NVOCs的VOCs废气中VOCs的总浓度为4～13g/m³，NVOCs的量为VOCs总量的10质量％～100质量％；在经过所述预热b处理前，温度为300～350℃。

8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硝工序所产生热量还至少部分的供给非固化工序中一个或多个加热装置。

9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硝工序所产生的废气中VOCs的总浓度不高于20mg/Nm³。

10.一种彩板的制备方法，其特征在于，所述方法包括根据权利要求1-9任一项所述的含有NVOCs的VOCs废气的处理方法。