摘要：引入先進(jìn)的處理技術(shù)可實(shí)現(xiàn)涂料企業(yè)的低排放和零污染。本文闡述涂料行業(yè)的有機(jī)廢氣治理技術(shù),首先闡述了先進(jìn)生產(chǎn)模式的引入,包括密閉生產(chǎn)模式以及生產(chǎn)管理等,在此基礎(chǔ)上對(duì)有機(jī)廢氣的銷(xiāo)毀處理進(jìn)行了分析,隨后以沸石轉(zhuǎn)輪＋焚燒和沸石濃縮＋焚燒為例,討論了涂料行業(yè)有機(jī)廢氣治理技術(shù)的前景。
涂料行業(yè)為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)零排放與零污染，必須綜合治理有機(jī)廢氣。涂料行業(yè)屬于國(guó)務(wù)院在“大氣十條”中所指定的二十五個(gè)重點(diǎn)行業(yè)之一，只有嚴(yán)格遵循新的標(biāo)準(zhǔn)，盡快進(jìn)行舊設(shè)備的改造，采取一些必要的環(huán)保措施，才能使有機(jī)廢氣排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)真正的綠色生產(chǎn)，踐行企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。本文結(jié)合筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述涂料行業(yè)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)。
1引入先進(jìn)的生產(chǎn)模式
涂料行業(yè)的運(yùn)營(yíng)含有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是涂料的生產(chǎn)，二是樹(shù)脂合成，相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備有窯爐、化學(xué)裝置、制漆裝置等，而以上幾類(lèi)裝置均會(huì)排放有機(jī)廢氣，其中制漆裝置所排放的有機(jī)廢氣處理難度是最高的，其特點(diǎn)為廢氣量大、濃度低，這也是全行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。為了使廢氣排放能夠達(dá)標(biāo)，涂料行業(yè)必須停止傳統(tǒng)的粗放管理模式，積極引入先進(jìn)的技術(shù)和環(huán)保設(shè)備，以科學(xué)化管理贏得環(huán)境效益。具體的做法包括：
(1)選用密閉生產(chǎn)模式。隨著環(huán)保理念的強(qiáng)化，不少涂料企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始將傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式向密閉生產(chǎn)轉(zhuǎn)換，然而客觀地說(shuō)，很多企業(yè)并未徹底轉(zhuǎn)換成功。舉例來(lái)講，一些企業(yè)依舊采取平蓋式配料的模式，且調(diào)漆容器留有很大的縫隙，投料工序也未能完全密閉，所以生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)生溶劑揮發(fā);砂磨機(jī)是能夠密閉的，由于頻繁地與移動(dòng)容器相互配合工作，移動(dòng)容器產(chǎn)生有機(jī)廢氣;而容器的清洗的部分都由人工進(jìn)行，產(chǎn)品灌裝也往往是手工操作，這些過(guò)程均會(huì)造成有機(jī)廢氣的揮發(fā)，一方面對(duì)環(huán)境造成了污染，另一方面也對(duì)操作者的身體健康構(gòu)成威脅。
因此筆者建議引入全密閉的生產(chǎn)方式，將現(xiàn)有的配料設(shè)備、調(diào)漆容器等均更換為更加環(huán)保密閉的釜式設(shè)備，通過(guò)管道進(jìn)行液體投料，將投粉裝置與料管牢固連接起來(lái)，需要投料時(shí)加一定的負(fù)壓，在從而確保有機(jī)揮發(fā)性氣體的減排。對(duì)于攪拌裝置與砂磨設(shè)備，容器上安裝密閉的蓋子，將抽氣管直接與蓋上安裝在一起，從而最大程度降低工作操作現(xiàn)場(chǎng)的有機(jī)廢氣排放;還有一種方法是在攪拌機(jī)以及砂磨設(shè)備上連接一個(gè)帶有升降功能的蓋子，也能夠?qū)崿F(xiàn)基本的廢氣零排放。如今企業(yè)生產(chǎn)的人力成本日漸上升，如采用自動(dòng)化技術(shù)，包括自動(dòng)清洗技術(shù)和自動(dòng)換色技術(shù)等，同樣能夠很好地解決由于溶劑揮發(fā)導(dǎo)致的有機(jī)廢氣問(wèn)題。
(2)采用科學(xué)的生產(chǎn)管理模式。涂料行業(yè)的一大特點(diǎn)就是伴隨著大量低濃度的廢氣產(chǎn)生，這給日后的處理帶來(lái)很大的難度。所以在環(huán)保管理方面，一個(gè)共識(shí)就是首先應(yīng)該對(duì)所產(chǎn)生的大量廢氣進(jìn)行濃縮。在生產(chǎn)工序的設(shè)計(jì)中，在必要的流程中進(jìn)行密封，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的廢氣零排放，并為后期的廢氣處理打下基礎(chǔ)。然而以上的設(shè)計(jì)理念也有其不足之處，在實(shí)踐中往往會(huì)出現(xiàn)部分區(qū)域的廢氣難以及時(shí)排除，生產(chǎn)車(chē)間中廢氣濃度居高不下的現(xiàn)象。究其原因，主要包含兩個(gè)方面：一是一些區(qū)域應(yīng)該關(guān)閉卻沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行，因此低壓抽氣未能發(fā)揮作用;二是在設(shè)備的管理上，發(fā)現(xiàn)縫隙沒(méi)能及時(shí)填補(bǔ)，出現(xiàn)了漏氣現(xiàn)象。為此一些企業(yè)所采取的方式是將所有的設(shè)備與風(fēng)管閥門(mén)聯(lián)合動(dòng)作，并將容器所設(shè)置的蓋子和攪拌馬達(dá)聯(lián)動(dòng)管理等。此方案在技術(shù)方面是有效的，但涉及到較高的投資成本。筆者的建議是在日常生產(chǎn)管理方面下功夫，通過(guò)設(shè)立嚴(yán)格清晰的制度，在沒(méi)有設(shè)備的地方關(guān)閉抽風(fēng)設(shè)施，而有料設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候則加大抽風(fēng)的功率，操作完畢之后維持較小風(fēng)量。此外，抽風(fēng)所需的軟管由于強(qiáng)度有限，應(yīng)周期性地檢查，一旦發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換等。只有完全實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化、制度化的生產(chǎn)管理模式，才能使設(shè)備改造的效益充分發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)也可以減少后期環(huán)保投入，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2有機(jī)廢氣的銷(xiāo)毀處理
生產(chǎn)中有機(jī)廢氣的銷(xiāo)毀處理最為常見(jiàn)的方法是回收法。回收法又能夠細(xì)分為吸附冷凍法以及萃取分餾法等。為了節(jié)約成本，對(duì)原料進(jìn)行重復(fù)利用，就需要純凈度較高的溶劑，必要的情況下還應(yīng)對(duì)回收物進(jìn)行進(jìn)一步的提純處理等。然而涂料行業(yè)較為特殊，在使用回收法時(shí)，由于有機(jī)廢氣里的溶劑濃度不足，所以會(huì)導(dǎo)致較大的回收成本。
在銷(xiāo)毀法中，焚燒法是復(fù)雜度最低的一種方法。而在涂料行業(yè)，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行會(huì)排放大量的低濃度廢氣，如果引入的是焚燒法，其設(shè)備的容積必將很大，如果企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模很大，則有可能設(shè)備不止一套。所以焚燒法并不可取。還有一種方法是吸附-脫吸法，就是把涂料行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣從大體積低濃度逐步轉(zhuǎn)換成小體積高濃度，一方面能夠降低焚燒法所需設(shè)備的容積，另一方面也能夠減少所需的燃料。因此可以說(shuō)將焚燒法與吸附?脫吸法結(jié)合在一起是一種較為可行的方案。此外，也有一些企業(yè)采用了微波催化氧化法等，但這項(xiàng)技術(shù)還未完全成熟，一些難題尚待解決。
也有一部分企業(yè)采用的是吸附法，這種技術(shù)的推廣應(yīng)用較廣，優(yōu)勢(shì)在于投入很低，符合國(guó)家環(huán)保要求，但缺點(diǎn)是吸附劑的性能問(wèn)題，通常的吸附劑很快就會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，如果不及時(shí)更換，則設(shè)備的運(yùn)行是低效甚至無(wú)效的，如果經(jīng)常對(duì)吸附劑就行更換則會(huì)造成難以承擔(dān)的支出。
3廢氣處理技術(shù)的前景
由上文可知，當(dāng)前的各類(lèi)有機(jī)廢氣處理技術(shù)有著各自的優(yōu)勢(shì)和不足，因此兩種及以上的技術(shù)可以達(dá)到更加令人滿意的效果。在涂料生產(chǎn)領(lǐng)域還有一些具備研發(fā)和推廣潛力的技術(shù)，闡述如下：
(1)沸石轉(zhuǎn)輪+焚燒。近年來(lái)，沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)逐漸走進(jìn)環(huán)保發(fā)展的視野，這種技術(shù)的實(shí)質(zhì)，是經(jīng)由吸附-脫吸的過(guò)程，將涂料行業(yè)所排放的大量低濃度有機(jī)廢氣逐漸濃縮成少量的高濃度有機(jī)廢氣，在采取焚燒的方法使揮發(fā)性廢氣被完全銷(xiāo)毀，這種方法的優(yōu)勢(shì)是不必準(zhǔn)備過(guò)多的外加燃料，而其焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量也能夠進(jìn)一步輔助脫吸過(guò)程。
這種方法的優(yōu)勢(shì)，首先是具有很好的集成化特點(diǎn)，只需一個(gè)轉(zhuǎn)輪設(shè)備就可以完成從吸附操作到脫吸操作等一系列流程;其次是傳統(tǒng)的吸附劑使用的是活性炭，高溫時(shí)極易自燃，而沸石轉(zhuǎn)輪法則使用專(zhuān)用的吸附劑。并且，在裝置不大的情況之下，還能夠把焚燒設(shè)備全部安裝在一個(gè)底座，為設(shè)備管理帶來(lái)便利。這種處理模式也有一些不盡如人意之處：轉(zhuǎn)輪所需的幾個(gè)區(qū)域之間的分界并不明晰，有時(shí)候會(huì)發(fā)生串氣;并且將沸石作為吸附劑，其利用率往往偏低，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的尾氣排放;此外，當(dāng)轉(zhuǎn)輪密封出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的效能收到很大影響;在很多情況之下，假若尾氣處理沒(méi)有經(jīng)過(guò)除塵，就會(huì)發(fā)生介質(zhì)堵塞的情況;而假如涂料企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模較大，則所需裝置會(huì)占用較大的空間等。此外，有機(jī)廢氣從輸入到輸出的過(guò)程中，如果輸入口的沸石已經(jīng)完全飽和，但輸出口依舊未達(dá)到飽和的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)停止脫吸，不然就會(huì)導(dǎo)致輸出的尾氣有機(jī)揮發(fā)性氣體的超標(biāo)。由此可知沸石很難將自身的利用率發(fā)揮到百分之百。
(2)沸石濃縮+焚燒。這種方法使用流動(dòng)床技術(shù)，能夠使所有的填料均達(dá)到百分之百的吸附度，接著再實(shí)現(xiàn)脫吸;在操作過(guò)程中，流動(dòng)床可以維持靜止?fàn)顟B(tài)，所以不必涉及密封事項(xiàng);而作為吸附介質(zhì)的沸石則保持流動(dòng)，在流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生彼此之間的摩擦，從而將表面的粉塵顆粒去除掉，由此可知這種方法在有機(jī)廢氣的處理前是不必經(jīng)過(guò)過(guò)濾步驟的;一般情況下，流動(dòng)床的高度為1.2m左右，而流動(dòng)床的面積則能夠結(jié)合具體的需求做到很大，從而適合于各種流量的有機(jī)尾氣;同理，床的截面也能夠結(jié)合實(shí)際情況變成多種形狀。一些規(guī)模較大的廠家需要處理大流量的有機(jī)廢氣，這時(shí)候的流動(dòng)床由于面積大，就應(yīng)著重解決吸附介質(zhì)的均勻分布問(wèn)題，目的是能夠使大面積的平面上含有均勻的介質(zhì)，并且窗體維持恒定，不隨著外界的機(jī)械過(guò)程而發(fā)生大幅度震動(dòng)等，使吸附粒子真正能夠隨機(jī)流動(dòng)。
此處值得一提的是，一些規(guī)模很大的涂料公司，每天由于生產(chǎn)量較高，所以產(chǎn)生的溶劑達(dá)到一頓以上，所以有很好的回收再利用價(jià)值，通常的處理方法是焚燒爐，而為了實(shí)現(xiàn)有效的回收，可以將焚燒裝置以冷凝設(shè)備替代，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。出于節(jié)能的考慮，制冷冷量的回收也十分重要。筆者推薦以新式的熱氮脫吸模式替換傳統(tǒng)的熱空氣脫吸模式，一方面能夠提升回收率，另一方面也增強(qiáng)了安全系數(shù)。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，對(duì)有機(jī)廢氣的治理成為了環(huán)境治理方面的重中之重。本文對(duì)已有的有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)行了比較，并對(duì)治理技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。通過(guò)引入先進(jìn)的處理，實(shí)現(xiàn)涂料企業(yè)的低排放和零污染是至關(guān)重要的。企業(yè)不管采取何種技術(shù)，都應(yīng)該在技術(shù)方面和成本方面進(jìn)行綜合考慮，降低二次污染，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。
來(lái)源:《資源信息與工程》 作者:麥麗娟
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