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    活性炭過濾器專題

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    一種水性漆廢氣處理裝置及方法

    文章來源:http://www.y3world.com/  2020年08月20日  點擊數:1276

    一種水性漆廢氣處理裝置及方法
    技術領域

    本發明涉及一種水性漆廢氣處理裝置及方法。

    背景技術

    噴涂線設備可用于噴涂各種產品,噴涂線一般采用自動噴涂,由噴涂和烘箱兩部分組成,其中,噴涂采用二流體噴嘴在噴涂箱內進行,由于噴涂箱并不完全密封和噴涂時采用的壓縮空氣對外噴射作用,使噴涂箱內的油漆廢氣泄漏到車間內,會造成車間內空氣污染;而烘箱采用蒸汽加熱烘干,烘干時油漆的有機溶劑加速揮發,隨熱空氣上升,會積聚在烘箱頂部。

    目前針對噴涂線所配備的廢氣處理設備為水簾柜吸收+活性炭吸附處理,其中,水簾柜需要加藥及定時清理,維護工作量較大,而活性炭需要定期更換,運行成本很高,而且長時間使用后,容易出現處理效果不理想、出口檢測不達標的現象。

    發明內容

    針對上述問題,本發明提供一種水性漆廢氣處理裝置及方法,具有技術先進、安全可靠的優點,且污染防治措施完全滿足有關環保要求;進一步的,還具有占地面積小、經濟合理、簡單實用、操作維護方便的優點。

    為實現上述技術目的,達到上述技術效果,本發明通過以下技術方案實現:

    一種水性漆廢氣處理裝置,包括初效中效過濾器及分別與初效中效過濾器相連的第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器分別通過出風閥與主風機相連且互為備用,所述主風機與VOCs傳感器相連,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器分別通過補冷進風閥與補冷風機相連,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器分別通過補冷出風閥與廢液箱相連,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器分別通過蒸汽閥與蒸汽管道相連。

    優選,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器分別通過加藥閥與加藥箱相連。

    優選,所述初效中效過濾器包括順次相連的漆霧分離器和中效過濾器,所述漆霧分離器接入水性漆廢氣。

    優選,所述補冷出風閥與廢液箱之間設置有冷凝器和冷水機組,所述第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器通過進風閥與初效中效過濾器相連。

    優選,所述水性漆廢氣處理裝置包括上下兩層主框架,上下兩層主框架之間設置有爬梯,所述初效中效過濾器、第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器設置在上層主框架,所述主風機、補冷風機、加藥箱、冷水機組和冷凝器設置在下層主框架。

    優選,還包括主控柜,各閥門均為電動閥,所述VOCs傳感器及各閥門分別與主控柜相連,所述主控柜根據VOCs傳感器的檢測值控制各閥門的狀態使得第一活性炭過濾器和第二活性炭過濾器互為備用。

    優選,所述漆霧分離器采用抽取方式旋轉雙層進口干式漆霧過濾材料,所述中效過濾器采用防水材料,所述初效中效過濾器設置有壓差傳感器。

    一種水性漆廢氣處理方法,包括如下步驟:

    步驟1、水性漆廢氣進入初效中效過濾器分別進行過濾;

    步驟2、主控柜根據VOCs傳感器的檢測值控制過濾后的廢氣進入第一活性炭過濾器或第二活性炭過濾器,其中,若過濾后的廢氣進入第一活性炭過濾器進行過濾處理,則第二活性炭過濾器進行脫附處理;若過濾后的廢氣進入第二活性炭過濾器進行過濾處理,則第一活性炭過濾器進行脫附處理,所述VOCs傳感器設置在廢氣排出口;

    步驟3、經過步驟2過濾后的廢氣經過主風機后進入排氣煙囪并排出。

    優選,當第一活性炭過濾器或第二活性炭過濾器進行過濾處理時,主控柜控制活性炭過濾器對應的進風閥和出風閥打開,主控柜控制活性炭過濾器對應的加藥閥、蒸汽閥和補冷出風閥關閉;

    當第一活性炭過濾器或第二活性炭過濾器進行脫附處理時,主控柜控制活性炭過濾器對應的進風閥和出風閥關閉,主控柜控制活性炭過濾器對應的蒸汽閥打開,將蒸汽接入活性炭過濾器,經過設定時間后,關閉蒸汽閥,打開相對應的補冷進風閥和補冷出風閥,引入的補冷風將活性炭過濾器內的蒸汽引流并經冷凝器冷凝后,形成廢水,排入廢液箱,經過設定時間后,關閉補冷進風閥和補冷出風閥,脫附完成。

    優選,當第一活性炭過濾器或第二活性炭過濾器飽和后,主控柜控制加藥閥打開,通過加藥噴淋系統對飽和后的活性炭進行清洗。

    本發明的有益效果是:

    第一、本發明采用初效中效過濾器+第一、第二活性炭過濾器的組合方式,避免采用RCO或RTO的處理方式,防止在一級防火區內出現明火等火災隱患,且利用事業部現有的蒸汽進行脫附,大大節省了運行成本。

    第二、處理漆霧采用干式過濾器+中效過濾器,相對于水簾柜,運行成本大大減少,在初效過濾器后裝有壓差傳感器,根據壓力變化來提示更換初效過濾器的時間,避免麻木更換和忘記更換的情況出現。

    第三、活性炭吸附滿后,采用蒸汽脫附方式,減少脫附時間,蒸汽脫附對活性炭損害較少,有利于多次重復使用。

    第四、系統可以采用廢機油吸附有機氣體,成本會大大降低,同時會降低后端活性炭過濾器的負荷,延長活性炭過濾器使用壽命。脫附后的氣體冷凝后,形成廢液,可進入廢水處理系統,減少后處理成本。

    第五、水性漆廢氣處理裝置可以采用全自動控制,由主控柜+傳感器+電動閥門實現,最大可能的減少人為干預,減少人工成本,具有技術先進、安全可靠的優點,且污染防治措施完全滿足有關環保要求。

    第六、水性漆廢氣處理裝置采用上下兩層主框架,具有占地面積小、經濟合理、簡單實用、操作維護方便的優點。

    附圖說明

    圖1是本發明一種水性漆廢氣處理裝置的一個立體結構示意圖;

    圖2是水性漆廢氣處理裝置的俯視圖;

    圖3是水性漆廢氣處理裝置的主視圖;

    圖4是水性漆廢氣處理裝置的右視圖;

    圖5是本發明一種水性漆廢氣處理裝置的另一個立體結構示意圖;

    圖6是本發明一種水性漆廢氣處理裝置的處理工藝示意圖;

    附圖的標記含義如下:

    1:主控柜;2:主風機;3:主框架;4:補冷風機;5:爬梯;6:第二活性炭過濾器;7:第一活性炭過濾器;8:初效中效過濾器;81:漆霧分離器;82:中效過濾器;9:蒸汽接入點;10:動力電接入點;11:冷卻循環水接點;12:加藥泵;13:廢液箱;14:冷凝器;15:冷水機組;16:加藥箱;17:1#進風閥;18:1#出風閥;19:2#進風閥;20:2#出風閥;21:蒸汽總閥;22:1#蒸汽閥;23:2#蒸汽閥;24:1#補冷進風閥;25:1#補冷出風閥;26:2#補冷進風閥;27:2#補冷出風閥;28:1#加藥閥;29:2#加藥閥;30:廢液排氣閥; 31:蒸汽減壓閥;32:VOCs傳感器;33:廢氣出口。

    具體實施方式

    下面結合附圖和具體的實施例對本發明技術方案作進一步的詳細描述,以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施,但所舉實施例不作為對本發明的限定。

    如圖1-6所示,一種水性漆廢氣處理裝置,包括初效中效過濾器8及分別與初效中效過濾器8相連的第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6,優選,初效中效過濾器8包括順次相連的漆霧分離器81和中效過濾器82,其中漆霧分離器81通過廢液排氣閥30接入水性漆廢氣,優選,所述初效中效過濾器設置有壓差傳感器。下面以寶鋼鋼管條鋼事業部的鋼管噴涂線舉例進行說明,寶鋼鋼管條鋼事業部擁有9條鋼管噴涂線用于噴涂各種規格的石油管,采用本發明的水性漆廢氣處理裝置為寶鋼鋼管條鋼事業部油漆廢氣凈化處理系統,用于替代原有的老式處理裝置。

    其中,水性漆的主要污染物為乙二醇單丁醚,含量1-5%,無色易燃液體,具有中等程度醚味,低毒,可溶于水和醇,與石油烴具有高的稀釋,由環氧乙烷與正丁醇作用而得,化學式:C6H14O2,沸點:163℃,閃點:60℃,比重:0.96, PH值中性。根據乙二醇單丁醚的上述特點(易燃),制定下述水性漆廢氣處理裝置及處理工藝,主要考慮不使用明火,不采用帶電設備直接接觸處理氣體。

    優選,可以選取漆霧分離器81的尺寸為800厘米*1500厘米*1500厘米,采用抽取方式旋轉雙層進口干式漆霧過濾材料,容塵量大、凈化效率高、阻力低、過濾風速大,阻燃,干式漆霧過濾材料可使漆霧變成松散粉狀,吸附飽和后,可取出拍打、抖落,或用吸塵器吸后重復使用。漆霧分離器更換周期一般為10天左右,通過系統中的壓差傳感器來確定更換時間。經處理后的廢氣攜帶小部分油漆固液滴進入中效過濾器。

    優選,中效過濾器82采用防水材料,比如,防水新材料,漆霧經前級分離后進入,采用防水新材料可有效阻檔水分及小顆粒進入活性炭箱,保護活性炭,延長活性炭使用壽命,中效過濾器82與漆霧分離器組合成一個整體,統一為前級過濾分離器。其中,中效過濾器的使用壽命一般為4個月左右,通過系統中的壓差傳感器來確定更換時間。

    所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別通過出風閥與主風機2 相連且互為備用,具體的,第一活性炭過濾器7通過1#出風閥18與主風機2相連,第二活性炭過濾器6通過2#出風閥20與主風機2相連。所述主風機2與 VOCs傳感器32相連,第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6的切換動作由 VOCs傳感器32控制。

    所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別通過補冷進風閥(即 1#補冷進風閥24和2#補冷進風閥26)與補冷風機4相連,所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別通過補冷出風閥(即1#補冷出風閥25和2# 補冷出風閥27)與廢液箱13相連。

    所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別通過蒸汽閥與蒸汽管道相連,具體的,第一活性炭過濾器7通過1#蒸汽閥22與蒸汽總閥21相連,第二活性炭過濾器6通過2#蒸汽閥23與蒸汽總閥21相連,蒸汽總閥21可以通過蒸汽減壓閥31接入蒸汽管道。

    優選,所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別通過加藥閥(即 1#加藥閥28和2#加藥閥29)、加藥泵12與加藥箱16相連,加藥箱16可以設置液位控制裝置,保持加藥箱16的液位處于設定范圍之內。

    優選,所述補冷出風閥與廢液箱13之間設置有冷凝器14和冷水機組15,所述第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6通過進風閥與初效中效過濾器8 相連,即第一活性炭過濾器7通過1#進風閥17與初效中效過濾器8相連,第二活性炭過濾器6通過2#進風閥19與初效中效過濾器8相連。

    水性漆廢氣處理裝置可以采用全自動設計,即水性漆廢氣處理裝置還包括主控柜1,另外,將各閥門均設置為電動閥,比如,電動風閥、電動蒸汽閥、電動蝶閥等,所述VOCs傳感器32及各閥門分別與主控柜1相連,所述主控柜1 根據VOCs傳感器32的檢測值控制各閥門的狀態使得第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6互為備用,需說明的是:主控柜1通過PLC程序控制各閥門的狀態是現有技術,不是本發明的發明點,在此不再贅述。

    水性漆廢氣處理裝置采用活性炭吸附,有機氣體進入活性炭過濾器,將經機油噴淋塔吸附后的剩余有機成份進一步吸收,以達到排放標準。該工序有兩個活性炭過濾器,設第一活性炭過濾器7為A罐,第二活性炭過濾器6為B罐,則:

    當A罐開始吸附時,B罐進行脫附處理,A罐吸附滿后,通過PLC程序控制,切換到B罐進行吸附,同時A罐進行脫附處理。整個過程由PLC自動控制,根據后端VOCs傳感器32的檢測數值進行判斷,自動切換,無需人工干預。如短時間內,頻繁切換A、B罐,還是不能達標,表示活性已失活,系統可提示更換活性炭,強制停機,直到更換活性炭,恢復原始值為止。經過計算,活性炭的壽命可達3-5年。

    如圖1-5所示,優選,所述水性漆廢氣處理裝置包括上下兩層主框架3,上下兩層主框架3之間設置有爬梯5,所述初效中效過濾器8、第一活性炭過濾器 7和第二活性炭過濾器6設置在上層主框架3,所述主風機2、補冷風機4、加藥箱16、冷水機組15和冷凝器14設置在下層主框架3。各主部件之間通過管道連接,主控柜1設置有動力電接入點10,蒸汽總閥附近設置有蒸汽接入點9,補冷進風閥附近設置有冷卻循環水接點11。

    優選,蒸汽接入點9處,蒸汽管道直徑DN40,壓力<1.6mpa,瞬時峰值流量<40m3/h,1次20分鐘,1-2個月用一次。動力電接入點10處,動力要求25kw,三相動力電。冷卻循環水接點11處,循環水管道直徑DN40,瞬時峰值流量 <5m3/h,1次20分鐘,1-2個月用一次。

    對應的,一種水性漆廢氣處理方法,包括如下步驟:

    步驟1、水性漆廢氣進入初效中效過濾器8分別進行過濾,水性漆廢氣經過本系統的集風罩及管路系統后,進入漆霧分離器,將漆霧中的大顆粒阻隔開,停留在過濾器上,過濾后的氣體,進入后級中效過濾器(可集成在漆霧分離器里)進一步過濾。

    步驟2、主控柜1根據VOCs傳感器32的檢測值控制過濾后的廢氣進入第一活性炭過濾器7或第二活性炭過濾器6,其中,若過濾后的廢氣進入第一活性炭過濾器7進行過濾處理,則第二活性炭過濾器6進行脫附處理;若過濾后的廢氣進入第二活性炭過濾器6進行過濾處理,則第一活性炭過濾器7進行脫附處理,所述VOCs傳感器32設置在廢氣排出口;第一活性炭過濾器7和第二活性炭過濾器6分別作為A、B兩個罐,A罐工作時,B罐脫附,反過來B罐工作時,A罐脫附,A、B罐的選擇由主控柜1通過電動蝶閥執行,A、B罐的切換動作由 VOCs傳感器控制。

    步驟3、經過步驟2過濾后的廢氣經過主風機2后,通過廢氣出口33進入排氣煙囪并排出,可排入高空。其中,廢氣是否達標,通過后部VOCs傳感器來判定,如不達標,將報警進一步處理。

    優選,當第一活性炭過濾器7或第二活性炭過濾器6進行過濾處理時,主控柜1控制活性炭過濾器對應的進風閥和出風閥打開,主控柜1控制活性炭過濾器對應的加藥閥、蒸汽閥和補冷出風閥關閉;

    當第一活性炭過濾器7或第二活性炭過濾器6進行脫附處理時,主控柜1 控制活性炭過濾器對應的進風閥和出風閥關閉,主控柜1控制活性炭過濾器對應的蒸汽閥打開(打開該罐對應的電動蒸汽蝶閥),將蒸汽接入活性炭過濾器,經過設定時間后,關閉蒸汽閥,打開相對應的補冷進風閥和補冷出風閥,引入的補冷風將活性炭過濾器內的蒸汽引流并經冷凝器14冷凝后,形成廢水,排入廢液箱13,經過設定時間后,關閉補冷進風閥和補冷出風閥,脫附完成,備用。由于工藝的特殊性,本套系統選擇了蒸汽脫附方式,可以采用130℃蒸汽通入需要脫附的活性炭罐進行脫附,脫附后的活性炭恢復吸附功能繼續使用,大大減少了活性炭用量,使用系統運行成本大大降低,達到節能減排的效果。整個脫附切換過程都是由PLC直接控制,無需人工干預。脫附后的氣體含有大量有機氣體,經過換熱器冷卻后,形成液體進入廢液箱13,廢液箱13可以設置液位控制裝置,當廢液池內的廢液到達上液位時,啟動廢液泵,將廢液排出到外部廢液處理系統。

    當第一活性炭過濾器7或第二活性炭過濾器6飽和后,主控柜1控制加藥閥打開,通過加藥噴淋系統對飽和后的活性炭進行清洗。飽和后的活性炭必須進行脫附,恢復活性繼續使用,在脫附前,通過加藥噴淋系統對飽和后的活性炭進行清洗,去掉吸附在活性炭中大顆粒有機分子,使活性炭的壽命大大延長,吸附效率大大提高,清洗后的廢水進入廢液箱。

    寶鋼鋼管條鋼事業部油漆廢氣凈化處理系統采用本發明的水性漆廢氣處理裝置后,相關參數如表1所示:

    表1相關參數

     

    本發明的有益效果是:

    第一、本發明采用初效中效過濾器+第一、第二活性炭過濾器的組合方式,避免采用RCO或RTO的處理方式,防止在一級防火區內出現明火等火災隱患,且利用事業部現有的蒸汽進行脫附,大大節省了運行成本。

    第二、處理漆霧采用干式過濾器+中效過濾器,相對于水簾柜,運行成本大大減少,在初效過濾器后裝有壓差傳感器,根據壓力變化來提示更換初效過濾器的時間,避免麻木更換和忘記更換的情況出現。

    第三、活性炭吸附滿后,采用蒸汽脫附方式,減少脫附時間,蒸汽脫附對活性炭損害較少,有利于多次重復使用。

    第四、系統可以采用廢機油吸附有機氣體,成本會大大降低,同時會降低后端活性炭過濾器的負荷,延長活性炭過濾器使用壽命。脫附后的氣體冷凝后,形成廢液,可進入廢水處理系統,減少后處理成本。

    第五、水性漆廢氣處理裝置可以采用全自動控制,由主控柜+傳感器+電動閥門實現,最大可能的減少人為干預,減少人工成本,具有技術先進、安全可靠的優點,且污染防治措施完全滿足有關環保要求。

    第六、水性漆廢氣處理裝置采用上下兩層主框架,具有占地面積小、經濟合理、簡單實用、操作維護方便的優點。

    以上僅為本發明的優選實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或者等效流程變換,或者直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。

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