CN206823493U - 喷涂废气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型喷涂废气处理装置，属于废气处理领域，具体涉及一种汽车4S店喷涂废气处理装置，该装置由包括废气处理主机、监控、仪表、VOC在线、PLC电控设备，其中废气处理主机设备为包括防火单向逆止阀（1）、滚筒除尘段（2）、F4/G8滤筒过滤段(3)、等离子体净化段(4)、分子筛吸附段(5)、离心风机(6)、灰斗(9)的成套处理设备，通过PLC控制（7）系统运行，监控各单元的实时运行状态，高效、经济、节能的废气治理降解挥发性有机污染物(VOCs)。本系统利用低温等离子体处理VOCs，具有适用范围广、净化效率高的优势。
Description
技术领域
本实用新型属于VOCs废气处理领域，具体涉及一种汽车4S店喷涂废气处理装置
背景技术
汽车涂装是汽车制造、维护和保养的一个重要过程，涂装过程中会产生大量的废气。汽车4S店是汽车维护和保养的主要场所，汽车4S店涂装废气总量甚至更高于汽车制造过程喷涂废气总量。涂装废气的主要成分为漆雾和有机废气。有机废气的主要成分为三苯、酯、醛、酮、醚及其他化合物。漆雾和有机废气会对人们的健康造成很大危害。
涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，是产品表面保护和装饰采用的最基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为：前处理→喷涂→干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、钝化(磷化)工艺。针对不同的涂层及对抗腐蚀的要求，除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。在前处理除锈工艺中，喷砂、抛丸或打磨工艺，也在不同行业的不同部门按需择用。随着涂装技术的飞速发展，涂装自动化生产有了明显的进步，静电喷涂、电泳涂漆、粉末喷涂技术得到了应用推广。
根据涂装生产工艺，涂装废气主要来自于前处理、喷涂、干燥过程，所排放的污染物主要为：前处理过程中产生的粉尘或酸雾，喷漆时产生的漆雾和有机溶剂，干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分，其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂，绝大部分属挥发性排放，其主要的污染物为二甲苯、甲苯、苯、乙酸丁酯、石脑油等。涂装中排放的有害废气主要集中在喷漆生产线上，其中喷漆室、调漆、烘干室是废气的主要发生源。
喷涂的时候产生的大量的漆渣、粉尘、异味等，会通过呼吸道进入人体，使人体产生眩晕、恶心等症状，严重时还会导致障碍性贫血。喷涂废气不仅对环境造成污染，而且对人体有较大的危害作用，同时也破坏了周边的环境，造成了不良的影响。为了保护环境，国家对喷漆行业VOC有机废气的排放控制越来越严格，喷漆废气需要进行有效治理并达到环保要求后方可排放。
有机废气(简称VOCs，Volatile Organic Compounds)的处理方法主要有吸收法、活性炭吸附法、燃烧法、冷凝法、低温等离子法和光催化法。但从吸收剂的选择、处理气体浓度、成本、处理效果等方面考虑，应用于汽车4S店喷漆废气的环保治理，以上方法单独使用时均有一定的局限性。各种处理方法的合理化结合，能够弥补单一处理方法存在的不足，更好地满足汽车4S店喷涂废气的处理要求。
专利CN202105577U公开了采用“过滤袋过滤+催化氧化法+等离子体法”的工艺对喷涂废气进行处理。该工艺中，过滤袋过滤的效果并不理想，采用近年来开发的烤漆房过滤材料可以更好的解决这个问题；催化氧化法所采用的催化剂制备复杂，价格昂贵；等离子体会产生较高浓度的臭氧，置于末端时，未经处理的臭氧排放到大气中极容易造成二次污染。
发明内容
本实用新型的目的在于针对4S店喷漆废气的特点提供高效、经济、节能的综合处理技术，弥补单独使用现有处理技术的不足，具体技术方案如下：
本处理系统包括废气处理主机、监控、仪表、VOC在线、PLC电控设备，其中废气处理主机设备为包括防火单向逆止阀(1)、滚筒除尘段(2)、F4/G8滤筒过滤段(3)、等离子体净化段(4)、分子筛吸附段(5)、离心风机(6)、灰斗(9)的成套处理设备，采用PLC控制自动运行，通过监控系统(温度、流量、压力传感器)、仪表、VOC在线监测仪监控各单元的实时运行状态，从系统工程出发保证所组成的处理系统是一个统一、合理、完全整体化的废气治理系统。
其工作原理为：喷漆时送风机、排风机同时启动，室外新鲜空气由进风口经过送风机的牵引进入喷漆房，而喷漆废气通过排风机的负压作用送入本处理系统的防火单向逆止阀、滚筒除尘段(含减速机)，大部分漆雾颗粒被拦截在滚筒表面并经滚筒旋转刮落而沉降在灰斗上；剩余少量漆雾颗粒再经过F4/G8滚筒过滤段的过滤，得到较为彻底的去除；除去漆雾颗粒的有机废气再经过低温等离子净化段净化，去除大部分有机污染物；之后有机废气进入分子筛吸附段，剩余少量的有机污染物被分子筛吸附段吸附；最后，经过滤、净化、吸附后的气体通过排风机送入排气筒高空排放。通过VOC在线监测仪监测VOC浓度，从而实时监控废气的处理效果。
本系统首次采用滚筒过滤、滤筒过滤、低温等离子、分子筛等的组合工艺，能够很好地除去喷漆过程中产生的漆雾颗粒和挥发性有机污染物，达到了综合治理的效果。
本实用新型的技术方案如下：
一种喷涂废气处理装置，该装置包括废气处理主机、监控、仪表、VOC在线、PLC电控设备，其中废气处理主机设备为包括防火单向逆止阀(1)、滚筒除尘段(2)、F4/G8滤筒过滤段(3)、等离子体净化段(4)、分子筛吸附段(5)、离心风机(6)、灰斗(9)的成套处理设备，通过PLC控制(7)系统运行，监控各单元的实时运行状态。
进一步，废气在离心风机(6)的牵引下，经过管道收集进入设备，通过防火单向逆止阀(1)的调节，防止烟气倒流，阻止火花，保护设备。
进一步，废气引入一级高效粉尘净化装置即滚筒除尘段(2)去除掉大部分的漆雾颗粒物质，滚筒除尘段(2)还包含减速机，其主要净化气体中的粉尘，确保气体中的粉尘含量少于20MG/M3，最大限度保障后续设备运行的需要，同时降低劳动强度。
进一步，所述过滤段(3)采用滤筒过滤，进一步去除剩余的少量漆雾颗粒。
进一步，所述废气进入等离子体净化段(4)，用高压发生器形成低温等离子体，反复轰击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生一系列复杂的化学反应，使通过处理设备的苯、甲苯、二甲苯等有机废气分子转化成各种活性粒子，与空气中的O2结合生成H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。
进一步，所述等离子体净化段(4)平均能量约8eV。
进一步，所述分子筛吸附段(5)采用活性分子筛或VOC分子筛。
进一步，PLC控制(7)包括可编程控制器PLC与现场检测变送仪表，操作人员通过仪表检测结果监视处理过程，调整运行参数，控制现场设备。
进一步，在排气筒的一定高度设置VOC在线(8)，检测口内安装取样装置，所取得的气体样品进入配套安装的PID检测器进行实时监测VOC浓度，从而监控废气处理效果，及时改进废气处理措施。
有益效果：
1、降解挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等，对于低浓度的VOCs很难实现，而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题。低温等离子体工艺是根据大流量、中低浓度有机废气特点的净化技术。其核心是首先用低温等离子体发生器产生高浓度的等离子体，等离子体中包含有大量高能电子、离子、激发态分子和具有强氧化性的活性自由基，这些活性粒子的能量高于气体分子的键能，它们和废气分子发生频繁的碰撞与结合，在电场作用下，废气分子处于激发态，当废气分子获得的能量大于其分子键能的结合能时，废气分子的分子键断裂，直接分解成单质原子或由单一原子构成的无害气体分子；同时产生的大量·OH、·HO2、·O等活性自由基和氧化性极强的O3，能与有害气体分子发生化学反应，最后生成无害产物；而且在产生等离子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能量就能够打开某些有害气体分子的化学键，使之分解为单质原子或无害分子。本系统利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制，具有适用范围广、净化效率高的优势。
2、本系统采用滚筒过滤、滤筒过滤、等离子、分子筛的组合，能高效去除挥发性有机物(VOCs)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物，除臭效率可达95％以上；采用不锈钢材料模压制作，抗氧化性强，对酸、碱气体、潮湿环境等具有良好的防腐性能。
3、气体通过反应区的速度达到3-15米/秒，即达到很好的处理效果。
4.本实用新型在等离子体后进一步采用分子筛，一方面可以进一步除去挥发性有机物，另一方面等离子体在使用过程中会产生一定量的臭氧，通过使用分子筛，可以减少或完全没有臭氧排放。
5、阻挡放电产生电子能量高，低温等离子体密度大，达到常用等离子技术(电晕放电)的1500倍，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。
附图说明
1.图1是汽车4S店喷涂废气处理系统结构示意图。
图中：防火单向逆止阀1；滚筒除尘段(含减速机)2；F4/G8滤筒过滤段3；等离子体净化段4；分子筛吸附段5；离心风机6；PLC控制7；VOC在线8；灰斗9；烟囱10。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明本实用新型的工艺流程。
1.废气在离心风机6的牵引下，经过管道收集进入设备，通过防火单向逆止阀1的调节，防止烟气倒流，阻止火花，保护设备。
2.废气引入一级高效粉尘净化装置即滚筒除尘段2(含减速机)去除掉大部分的漆雾颗粒物质。而减速机主要净化气体中的粉尘，确保气体中的粉尘含量少于20MG/M3以下，最大限度保障后续设备运行的需要，同时降低劳动强度。
3.废气进入二级粉尘净化装置即F4/G8滤筒过滤段3通过高效的粉尘过滤，保障后续净化设备的运行条件和使用寿命，滤筒过滤装置辅助脉冲反吹，减少维护成本。
4.废气进入等离子体净化段4，用高压发生器形成低温等离子体，反复轰击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生氧化等一系列复杂的化学反应，使通过处理设备的苯、甲苯、二甲苯等有机废气分子转化成各种活性粒子，与空气中的O2结合生成H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。在处理过程中，当有机气体进入等离子体体反应室时，气体被均匀分配到等离子反应室，反应室分成模块式管子区，每根管子的中央有一根放电极，与反应室独立隔开。通过高压线对反应室导通可调节高压，高压导通到管子里的管状电线上，由电线至管壁产生放电现象，一旦放电，等离子体电子就与气体分子相撞击，产生化学性活性核素，具有微型静电沉淀器和除尘的功能。
5.小部分未净化的废气进入设备末端分子筛吸附段5进行进一步吸附净化，从而保证废气完全净化。
6.最后经离心风机6的作用通过烟囱10实现气体达标排放。
7.由可编程控制器PLC与现场检测变送仪表等部分组成PLC控制7，操作人员通过仪表检测结果监视处理过程，调整运行参数，控制现场设备。
8.在排气筒的一定高度设置VOC在线8，检测口内安装取样装置，所取得的气体样品进入配套安装的PID检测器进行实时监测VOC浓度，从而监控废气处理效果，及时改进废气处理措施。
9.通过减速机控制过滤丝网的轴承进行24小时滚动，同步配备固定的长刷对丝网上截留的漆雾及粉尘进行清扫，清扫下来的颗粒杂物则通过下方的灰斗进行收集，定期人工清扫。
10.整个系统通过PLC自动控制，不间断循环运行。
实施例1：
本实施例中，汽车4S店喷涂废气处理装置各项参数为：
设计风量为20000m3/h，功率为11kW的全玻璃钢风机，风压2000pa附近，废气的主要成分有苯、甲苯和二甲苯，温度为常温。
采用一级干式过滤工艺，二级净化，一级中效，一级高效，二级干式过滤工艺，一级初效G4，二级高效F5。
一级过滤滤面风速≦1.5m/s；一级过滤初始压力<70Pa；一级过滤能够连续正常工作60天。
二级过滤过滤效率>90％二级过滤面风速≦1m/s二级过滤初始压力损失<100Pa,二级过滤能够连续正常工作80天以上。
一级、二级过滤系统采用脉冲反吹清理滞留的粉尘。
等离子体净化段4平均能量约8eV，每秒800万次至5000万次的速度反复轰击异味气体的分子；
分子筛吸附段5采用VOC分子筛；
其余设计与前面具体实施方式相同。废气来源为汽车4S店喷涂作业时废气。
废气处理前后污染物的含量如表1。
表1喷漆废气处理前后浓度
实施例2：
本实施例中，汽车4S店喷涂废气处理装置各项参数为：
设计风量为20000m3/h，功率为11kW的全玻璃钢风机，风压2000pa附近，废气的主要成分有苯、甲苯和二甲苯，温度为常温。
| 外形尺寸 | 3000×1200×2400mm |
| 处理能力 | 20000m3/h |
| 工作电压 | 220V |
| 停留时间 | 6s |
| 总功率 | 13kW |
| 等离子体电源功率 | 1kW(可调) |
| 输出电压 | 20kV(可调) |
| 输入电压 | 380/220V |
| 工作频率 | 20KHz |
| 等离子体电源使用年限 | 1年以上 |
| 等离子体发射极 | 耐腐蚀不锈钢材料 |
| 等离子体发射极数量 | 1组 |
| 放电结构 | 板孔式 |
| 放电方式 | 电晕 |
| 放电可视 | 紫光 |
| 整体材质 | 304不锈钢 |
| 整体设备使用年限 | 8年以上 |
| 法兰尺寸 | DN700 |
| 法兰出口方向 | 左进上出 |
| 进口单向截止阀 | 1套 |
| 粉尘一级过滤 | 粉尘自动净化装置1套 |
| 配置 | 减速机1套，功率0.57kW |
| 粉尘二级过滤 | 海帕滤筒1层过滤 |
| 配置 | 滤筒尺寸DN150*200 |
| 粉尘三级过滤 | 除尘滤筒1层 |
| 配置 | 滤筒尺寸DN150*200 |
| 脉冲除尘装置 | 一套 |
| 出口配置 | 活性分子筛 |
| 检测在线 | VOC |
| 传感器 | 温度、压力、流量各一套 |
| 引风机 | 碳钢离心风机 |
| 引风机功率 | ZYF-3C-11kw |
| 控制系统 | PLC+触摸屏 |
| 设计除尘效率 | ＞99％ |
| 设计最高净化效率 | 98％ |
| 设计平均净化效率 | 95％ |
采用一级干式过滤工艺，二级净化，一级中效，一级高效，二级干式过滤工艺，一级初效G4，二级高效F5。
一级过滤滤面风速≦1.5m/s；一级过滤初始压力<70Pa；一级过滤能够连续正常工作60天。
二级过滤过滤效率>90％二级过滤面风速≦1m/s二级过滤初始压力损失<100Pa,二级过滤能够连续正常工作80天以上。
一级、二级过滤系统采用脉冲反吹清理滞留的粉尘。
等离子体净化段4平均能量约8eV，每秒800万次至5000万次的速度反复轰击异味气体的分子；
分子筛吸附段5采用活性分子筛；
其余设计与前面具体实施方式相同。废气来源为汽车4S店喷涂作业时废气。
废气处理前后污染物的含量如表2。
表2喷漆废气处理前后浓度
Claims (10)
1.一种喷涂废气处理装置，其特征在于该装置包括废气处理主机、监控、仪表、VOC在线、PLC电控设备，其中废气处理主机设备为包括防火单向逆止阀（1）、滚筒除尘段（2）、F4/G8滤筒过滤段(3)、等离子体净化段(4)、分子筛吸附段(5)、离心风机(6)、灰斗(9)的成套处理设备，通过PLC控制（7）系统运行，监控各单元的实时运行状态。
2.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于废气在离心风机（6）的牵引下，经过管道收集进入设备，通过防火单向逆止阀（1）的调节，防止烟气倒流，阻止火花，保护设备。
3.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于废气引入一级高效粉尘净化装置即滚筒除尘段（2）去除掉大部分的漆雾颗粒物质，滚筒除尘段（2）还包含减速机，其主要净化气体中的粉尘，确保气体中的粉尘含量少于20MG/M3。
4.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于所述过滤段（3）采用滤筒过滤，进一步去除剩余的少量漆雾颗粒。
5.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于PLC控制（7）包括可编程控制器PLC与现场检测变送仪表，操作人员通过仪表检测结果监视处理过程，调整运行参数，控制现场设备。
6.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于在排气筒的一定高度设置VOC在线（8），检测口内安装取样装置，所取得的气体样品进入配套安装的PID检测器进行实时监测VOC浓度，从而监控废气处理效果，及时改进废气处理措施。
7.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于废气进入等离子体净化段（4），用高压发生器形成低温等离子体，反复轰击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成份，从而发生一系列复杂的化学反应，使通过处理设备的有机废气分子转化成各种活性粒子，与空气中的O2结合生成H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。
8.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于等离子体净化段（4）平均能量约8eV。
9.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于分子筛吸附段（5）采用活性分子筛或VOC分子筛。
10.根据权利要求1所述的喷涂废气处理装置，其特征在于该装置用于4S店汽车喷涂。
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|---|---|---|---|
| CN201720672028.9U CN206823493U (zh) | 2017-06-11 | 2017-06-11 | 喷涂废气处理装置 |
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Family Applications (1)
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| CN201720672028.9U Active CN206823493U (zh) | 2017-06-11 | 2017-06-11 | 喷涂废气处理装置 |
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2017
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