喷涂行业有机废气紫外光催化氧化净化方案论文_王宝汉

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1、行业概况

随着我国工业发展，各行各业对工件表面处理越来越严格，而在工件表面处理的各种的方法中，喷漆是使用最为广泛的方法。通过喷漆，不但能使工件或产品达到防腐，表面光滑，美观，色彩丰富等要求，还能保护工件和产品的质量不受环境影响，也能降低工件的材质要求，从而适应市场需求。

但在喷漆及喷涂过程中产生的巨大污染却往往为生产者所忽视。油漆中含有的大量可挥发性有机物（如甲苯，二甲苯，甲醛，等，后统称VOCs）在喷涂的过程中源源不断地释放到空气中，不但为空气带来严重污染，如城市灰霾，光化学反应，温室效应，臭氧层破坏等，还为作业者带来巨大的健康危害。此外，由于我国对相关喷涂行业在喷涂过程中释放的VOCs的处理尚未有明确的规定，导致部分无良商家罔顾劳动者健康及安全，将劳动人员长期置于极高VOCs浓度的工作环境中，严重影响劳动者的健康。

针对以前存在的情况，现开发一套专门针对高浓度VOCs的有机废气的处理设备，将气体中有机污染物有效分解为水和二氧化碳，然后最终安全地排入大气环境中。

2、常见净化工艺比选

由于治理企业有机废气产生的过程不同、有机废气的组分组分不同、企业对治理目的和要求不同，从而出现五花八门的治理技术，目前使用较多的工艺有如下几种：热力燃烧法、生物法、光催化氧化法、吸附再生回收法。

表1-2有机废气净化工艺分析表

由于目前喷涂行业废气普遍存在气量大，污染源相对集中，废气浓度较低等特点，在此设计一套以紫外光催化氧化为核心工艺的废气处理设备。

以下以某家具厂为例，设计一套处理风量为10000m3/h的紫外光催化氧化设备。

3、工艺流程及流程说明

光解吸附工艺是集精密过滤、光催化氧化+碳纤维吸附于一体，最大限度净化废气中的有机污染物的工艺，具有显著地社会效益和环境效益。

3.1、工艺流程

图4-1有机废气净化系统布置图

3.2、流程说明

（1）废气经由收集管道送至精密过滤器中进行处理，精密过滤器可以有效过滤去除气体中带有的油漆和粉尘颗粒，防止其影响污染物对紫外光的吸收，从而避免净化效果下降，保证系统正常运行。

（2）含有机成分的废气由光催化装置一侧通光催化净化装置，一方面高能高臭氧紫外线将废气中的污染物光解，另一方面，以蜂窝陶瓷为载体、涂覆有二氧化钛纳米光触媒在紫外光照射下产生光催化反应，将废气中难以降解的挥发性有机物（VOCs）进行催化氧化，使有机气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，使废气得到净化。

（3）考虑到气体的不稳定性，当进气浓度波动大，催化氧化净化效率满足不了排放要求时，系统配置的蜂窝状活性炭吸附保证系统将多余的有机废气吸附，保证系统的净化效果。

图4-2 工艺原理图

4、除臭工艺设计

本工艺中的废气净化集成系统包括精密过滤前处理装置、光触媒催化氧化净化装置、蜂窝状活性炭吸附保证装置等三部分组成，现分述如下：

4.1、精密过滤前处理净化装置

4.1.1作用

有机废气先通过前段精密过滤前处理净化装置，尽量减少后续光催化氧化净化装置和蜂窝状活性炭被大颗粒的污染物堵塞状况的发生。

表 精密过滤前处理净化装置工艺参数表

4.2、光催化氧化装置

光催化氧化装置由箱体、紫外光管、光触媒和载体、调节阀门、连接管道组成。

4.2.1、工作原理

光触媒是一种以纳米级二氧化钛TiO2为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理环境污染的最理想材料。

光触媒在光的照射下，其表面会释放出活性极强的空穴/电子对，并使之和空气中的有机物及各种细菌发生降解反应，从而达到净化空气、抗菌防霉、净化异味等功能。TiO2本身近于天然物质，无毒无害，其本身不参与反应，只是提供反应的场所与条件。

4.2.2、设计参数

表 光催化氧化净化装置工艺参数表

4.3、蜂窝状活性炭吸附保证装置

4.3.1、工作原理

考虑到气体的不稳定性，当进气浓度偏高，催化氧化净化效率满足不了排放要求时，系统配置的蜂窝状活性炭吸附保证系统将多余的有机废气吸附，保证系统的净化效果。

表 蜂窝状活性炭吸附保证装置工艺参数表

4.4、风机

风机为离心式风机，材质为玻璃钢，适应于腐蚀性空气条件下长期间断或24小时连续运行。

4.5、自控装置

电气设计依据参照《民用建设电气设计规范》（JGJ/T16-1992）、《低压配电设计规范》（GB50054-1995）。本工程电气设计范围为臭气处理系统内全部供配电，包括所有用电设备的供电及控制。

4.6、设备清单

5、结论

根据目前市场价格，以上光催化氧化+碳纤维吸附的废气处理系统为40万元～50万元（10000m3/h处理量计算），与目前普遍使用的生物处理设备相比，价格持平或略有降低。而且光催化氧化+碳纤维吸附工艺不存在废水处理问题，整套系统转动设备极少，设备维护方面比目前市面上传统工艺简化很多，同时也不存在如生物处理设备一样需要进行菌种培养，微生物驯化等步骤，随开随用，非常适合中小型家具厂，乐器厂等企业使用。

论文作者:王宝汉

论文发表刊物:《基层建设》2016年25期

论文发表时间:2017/2/22

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