1. Formación y componentes principales del gas residual de la pintura en aerosol
El proceso de pintura se utiliza ampliamente en maquinaria, automóviles, equipos eléctricos, electrodomésticos, barcos, muebles y otras industrias.
Materia prima de la pintura: la pintura se compone de sustancias no volátiles y volátiles. Las sustancias no volátiles incluyen la sustancia de la película y la sustancia auxiliar de la película. El agente diluyente volátil se utiliza para diluir la pintura, con el fin de lograr una superficie de pintura lisa y bonita.
El proceso de pulverización de pintura produce principalmente neblina de pintura y contaminación por gases orgánicos residuales. La pintura, bajo la acción de la alta presión, se convierte en partículas. Durante la pulverización, parte de la pintura no llega a la superficie de pulverización y se difunde con el flujo de aire para formar la neblina de pintura. Los gases orgánicos residuales provienen de la volatilización del diluyente. El disolvente orgánico no se adhiere a la superficie de la pintura, y el proceso de pintura y curado libera gases orgánicos residuales (se han reportado cientos de compuestos orgánicos volátiles, que pertenecen respectivamente a alcanos, olefinas, compuestos aromáticos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres, éteres y otros compuestos).
2. Origen y características del gas de escape del revestimiento de automóviles
El taller de pintura automotriz debe realizar un pretratamiento de la pintura, electroforesis y aplicación de la pintura en aerosol sobre la pieza. El proceso de pintura incluye la aplicación en aerosol, el flujo y el secado; estos procesos generan gases de escape orgánicos (COV) y partículas de aerosol, por lo que es necesario tratar los gases residuales de la sala de pintura.
(1) Gas residual de la sala de pintura en aerosol
Para mantener el ambiente de trabajo de la sala de pulverización, de acuerdo con las disposiciones de la Ley de Seguridad y Salud Laboral, el aire debe renovarse continuamente en la sala de pulverización, y la velocidad de renovación del aire debe controlarse dentro del rango de (0,25~1) m/s. La composición principal del gas de escape del aire es el disolvente orgánico de la pintura en aerosol, cuyos componentes principales son hidrocarburos aromáticos (tres bencenos y un total de hidrocarburos distintos del metano), alcohol éter, éster disolvente orgánico, debido a que el volumen de escape de la sala de pulverización es muy grande, por lo que la concentración total del gas de desecho orgánico descargado es muy baja, generalmente alrededor de 100 mg/m3. Además, el escape de la sala de pintura a menudo contiene una pequeña cantidad de niebla de pintura completamente sin tratar, especialmente en la sala de pulverización de captura de pintura en seco, la niebla de pintura en el escape puede convertirse en un obstáculo para el tratamiento de gases de desecho, el cual debe ser un tratamiento previo.
(2) Gas residual de la sala de secado
Después de aplicar la pintura facial y antes de que se seque, es necesario que circule aire. En el proceso de secado de la película de pintura húmeda, el disolvente orgánico se vuelve volátil. Para evitar accidentes de explosión por acumulación de disolvente orgánico en el aire interior, la sala de pintura debe tener un flujo de aire continuo, con una velocidad de cambio de aire generalmente controlada alrededor de 0,2 m/s. La composición del escape es similar a la del escape de la sala de pintura, pero no contiene niebla de pintura. La concentración total de gases residuales orgánicos es mayor que la de la sala de pintura. Según el volumen de escape, generalmente la concentración de gases residuales en la sala de pintura es aproximadamente 2 veces mayor, pudiendo alcanzar los 300 mg/m³. Normalmente se mezcla con el escape de la sala de pintura después de un tratamiento centralizado. Además, la sala de pintura y la piscina de circulación de aguas residuales de la superficie de la pintura también deben descargar gases residuales orgánicos similares.
(3)Dgases de escape de rying
La composición del gas residual del secado es más compleja; además del disolvente orgánico, contiene parte del plastificante o monómero de resina y otros componentes volátiles, así como productos de descomposición térmica y productos de reacción. El secado de la imprimación electroforética y del recubrimiento final con disolvente genera una descarga de gases de escape, pero su composición y concentración difieren considerablemente.
※Peligros de los gases de escape de la pintura en aerosol:
Según los análisis, los gases residuales de la sala de pulverización, la sala de secado, la sala de mezcla de pintura y la sala de tratamiento de aguas residuales de la pintura de acabado presentan baja concentración y gran caudal, y sus principales componentes contaminantes son hidrocarburos aromáticos, éteres de alcohol y disolventes orgánicos éster. De acuerdo con la "Norma Integral de Emisión para la Contaminación Atmosférica", la concentración de estos gases residuales generalmente se encuentra dentro del límite de emisión. Para cumplir con los requisitos de tasa de emisión de la norma, la mayoría de las fábricas de automóviles adoptan el método de emisión a gran altura. Si bien este método puede cumplir con las normas de emisión vigentes, los gases residuales son esencialmente emisiones diluidas sin tratar, y la cantidad total de contaminantes gaseosos descargados por una línea de recubrimiento de carrocerías de gran tamaño puede alcanzar cientos de toneladas, lo que causa graves daños a la atmósfera.
La niebla de pintura en disolventes orgánicos (benceno, tolueno, xileno) es un disolvente altamente tóxico que, al utilizarse en el taller, puede provocar intoxicación aguda y crónica en las vías respiratorias de los trabajadores, causando principalmente daños en el sistema nervioso central y hematopoyético. La inhalación a corto plazo de altas concentraciones (más de 1500 mg/m³) de vapor de benceno puede provocar anemia aplásica, mientras que la inhalación frecuente de bajas concentraciones de vapor de benceno también puede causar vómitos y síntomas neurológicos como confusión.
※Selección del método de tratamiento de gases residuales para pintura en aerosol y recubrimientos:
Al elegir métodos de tratamiento orgánico, generalmente se deben considerar los siguientes factores: el tipo y la concentración de contaminantes orgánicos, la temperatura y el caudal de descarga de los gases de escape orgánicos, el contenido de partículas y el nivel de control de contaminantes que se debe alcanzar.
1STratamiento de pintura de oración a temperatura ambiente
Los gases de escape de la sala de pintura, la sala de secado, la sala de mezcla de pintura y la sala de tratamiento de aguas residuales de la capa final son gases de escape a temperatura ambiente, de baja concentración y gran caudal, y su composición principal de contaminantes son hidrocarburos aromáticos, alcoholes, éteres y disolventes orgánicos ésteres. Según la norma GB16297 "Norma integral de emisión para la contaminación atmosférica", la concentración de estos gases residuales generalmente se encuentra dentro del límite de emisión. Para cumplir con los requisitos de tasa de emisión de la norma, la mayoría de las fábricas de automóviles adoptan el método de emisión a gran altura. Si bien este método puede cumplir con las normas de emisión actuales, los gases residuales son esencialmente emisiones diluidas sin tratamiento, y la cantidad total de contaminantes gaseosos descargados por una línea de recubrimiento de carrocerías de gran tamaño puede alcanzar cientos de toneladas, lo que causa un daño muy grave a la atmósfera.
Para reducir fundamentalmente la emisión de contaminantes de gases de escape, se pueden utilizar varios métodos de tratamiento de gases de escape de forma conjunta, pero el coste del tratamiento de gases de escape con alto volumen de aire es muy elevado. Actualmente, el método extranjero más avanzado consiste en concentrar primero (mediante una rueda de adsorción-desorción que concentra la cantidad total aproximadamente 15 veces), para reducir la cantidad total a tratar, y luego utilizar un método destructivo para tratar el gas residual concentrado. En China existen métodos similares: primero se utiliza el método de adsorción (con carbón activado o zeolita como adsorbente) para la adsorción de gases residuales de pintura en aerosol de baja concentración y a temperatura ambiente, seguido de la desorción de gases a alta temperatura, y luego se utiliza la combustión catalítica o la combustión térmica regenerativa para el tratamiento del gas residual concentrado. Se está desarrollando un método biológico para el tratamiento de gases residuales de pintura en aerosol de baja concentración y a temperatura normal; si bien la tecnología nacional aún no está madura, merece atención. Para reducir realmente la contaminación pública causada por los gases residuales del recubrimiento, también necesitamos solucionar el problema desde su origen, por ejemplo, mediante el uso de copas rotatorias electrostáticas y otros medios para mejorar la tasa de utilización de los recubrimientos, el desarrollo de recubrimientos a base de agua y otros recubrimientos respetuosos con el medio ambiente.
2Dtratamiento de gases residuales
El gas residual de secado pertenece a la categoría de gas residual de alta temperatura y concentración media y alta, adecuado para el tratamiento mediante el método de combustión. La reacción de combustión tiene tres parámetros importantes: tiempo, temperatura y perturbación, es decir, la combustión en condiciones 3T. La eficiencia del tratamiento del gas residual es esencialmente el grado suficiente de la reacción de combustión y depende del control de las condiciones 3T de dicha reacción. El RTO puede controlar la temperatura de combustión (820~900℃) y el tiempo de permanencia (1,0~1,2 s), y asegurar la perturbación necesaria (mezcla completa de aire y materia orgánica), la eficiencia del tratamiento alcanza el 99%, la tasa de calor residual es alta y el consumo de energía operativa es bajo. La mayoría de las fábricas de automóviles japonesas en Japón y China suelen utilizar RTO para el tratamiento centralizado de los gases de escape del secado (imprimación, capa intermedia, capa final). Por ejemplo, la línea de recubrimiento Huadu de automóviles de pasajeros Dongfeng Nissan utiliza el tratamiento centralizado de los gases de escape del secado de recubrimientos mediante RTO, con un excelente resultado que cumple plenamente con los requisitos de las normativas de emisiones. Sin embargo, debido a la elevada inversión inicial que supone el equipo de tratamiento de gases residuales de RTO, no resulta económico para el tratamiento de gases residuales con caudales pequeños.
Para la línea de producción de recubrimientos completa, cuando se requiere equipo adicional para el tratamiento de gases residuales, se pueden utilizar el sistema de combustión catalítica y el sistema de combustión térmica regenerativa. El sistema de combustión catalítica requiere una inversión mínima y un bajo consumo de energía.
En términos generales, el uso de platino como catalizador puede reducir la temperatura de oxidación de la mayoría de los gases residuales orgánicos a unos 315 ℃. El sistema de combustión catalítica puede utilizarse para el tratamiento general de gases residuales de secado, especialmente adecuado para el suministro de energía de secado mediante calentamiento eléctrico. El problema existente es cómo evitar la intoxicación del catalizador. Según la experiencia de algunos usuarios, para los gases residuales de secado de pintura superficial general, al aumentar la filtración de gases residuales y otras medidas, se puede garantizar una vida útil del catalizador de 3 a 5 años; los gases residuales de secado de pintura electroforética son propensos a la intoxicación del catalizador, por lo que el tratamiento de estos gases residuales mediante combustión catalítica debe realizarse con precaución. En el proceso de tratamiento y transformación de gases residuales de la línea de recubrimiento de carrocerías de vehículos comerciales Dongfeng, los gases residuales del secado de imprimación electroforética se tratan mediante el método RTO, y los gases residuales del secado de pintura final se tratan mediante el método de combustión catalítica, obteniéndose buenos resultados.
※Proceso de tratamiento de gases residuales del recubrimiento de pintura en aerosol:
El sistema de tratamiento de gases residuales de la industria de la pulverización se utiliza principalmente para el tratamiento de gases residuales en salas de pintura, fábricas de muebles, industrias de fabricación de maquinaria, fábricas de barandillas, fabricación de automóviles y talleres 4S de automóviles. Actualmente, existen diversos procesos de tratamiento, como el método de condensación, el método de absorción, el método de combustión, el método catalítico, el método de adsorción, el método biológico y el método iónico.
1. WMétodo de pulverización de agua + adsorción y desorción de carbón activado + combustión catalítica
Utilizando una torre de pulverización para eliminar la niebla de pintura y el material soluble en agua, después del filtro seco, en un dispositivo de adsorción de carbón activado, como la adsorción completa de carbón activado, luego el desprendimiento (método de desprendimiento con desprendimiento de vapor, calentamiento eléctrico, desprendimiento de nitrógeno), después del gas de desprendimiento (con una concentración aumentada docenas de veces) por un ventilador de desprendimiento hacia el dispositivo de combustión catalítica, combustión en dióxido de carbono y agua, después de la descarga.
2. WMétodo de recuperación por pulverización de agua + adsorción y desorción de carbón activado + condensación
Utilizando una torre de pulverización para eliminar la niebla de pintura y el material soluble en agua, después del filtro seco, en un dispositivo de adsorción de carbón activado, como la adsorción completa de carbón activado, luego a la extracción (método de extracción con extracción por vapor, calentamiento eléctrico, extracción por nitrógeno), después del procesamiento de la concentración de adsorción de gases residuales condensación, el condensado por separación recuperación de materia orgánica valiosa. Este método se utiliza para el tratamiento de gases residuales con alta concentración, baja temperatura y bajo volumen de aire. Pero este método inversión, alto consumo de energía, costo operativo, la concentración de gases de escape de pintura en aerosol "tres bencenos" y otros gases de escape generalmente es inferior a 300 mg/m3, baja concentración, gran volumen de aire (el volumen de aire del taller de pintura de fabricación de automóviles a menudo supera los 100000), y debido a la composición de solventes orgánicos de los gases de escape de recubrimiento de automóviles, el solvente reciclado es difícil de usar y es fácil producir contaminación secundaria, por lo que el recubrimiento en el tratamiento de gases residuales generalmente no utiliza este método.
3. Wmétodo de adsorción de gas de este
La adsorción para el tratamiento de gases residuales de pintura en aerosol se puede dividir en adsorción química y adsorción física, pero la actividad química de los gases residuales de "tres bencenos" es baja, por lo que generalmente no se utiliza la adsorción química. El fluido absorbente físico absorbe menos volátiles y absorbe los componentes con mayor afinidad para el calentamiento, enfriamiento y reutilización para el análisis de la adsorción de saturación. Este método se utiliza para el desplazamiento de aire, a baja temperatura y baja concentración. La instalación es compleja, la inversión es grande, la elección del fluido absorbente es más difícil y hay dos contaminantes.
4. AEquipo de adsorción de carbón activado + oxidación fotocatalítica UV
(1): directamente a través del carbón activado adsorción directa de gas orgánico, para lograr una tasa de purificación del 95%, equipo simple, pequeña inversión, operación conveniente, pero necesita reemplazar frecuentemente el carbón activado, baja concentración de contaminantes, no hay recuperación. (2) Método de adsorción: el gas orgánico en el carbón activado adsorbe, carbón activado desorbe aire saturado y regenera.
5.AAdsorción de carbono activado + equipo de plasma de baja temperatura
Después de la adsorción con carbón activado, luego con un equipo de plasma de baja temperatura procesa el gas residual, tratará la descarga de gas estándar, el método de iones es usar plasma Plasma (ion plasma) degradación de gas residual orgánico, eliminar olores, matar bacterias, virus, purificar el aire es una comparación internacional de alta tecnología, los expertos nacionales e internacionales lo llaman una de las cuatro principales tecnologías de ciencia ambiental del siglo XXI. La clave de la tecnología es a través de la descarga de bloque de medio de pulso de alto voltaje en forma de una gran cantidad de oxígeno ión activo (plasma), la activación del gas, producir toda una variedad de radicales libres activos, como OH, HO2, O, etc., benceno, tolueno, xileno, amoníaco, alcanos y otros gases residuales orgánicos, se degradará, oxidará y otras reacciones físico-químicas complejas, y el subproducto no es tóxico, evitando la contaminación secundaria. La tecnología tiene las características de consumo de energía extremadamente bajo, espacio pequeño, operación y mantenimiento simples, y es especialmente adecuada para el tratamiento de gases de diversos componentes.
BResumen de Rief:
Actualmente existen muchos métodos de tratamiento en el mercado. Para cumplir con las normas de tratamiento nacionales y locales, solemos elegir varios métodos combinados para tratar los gases residuales, seleccionando el que mejor se adapte a nuestro proceso de tratamiento específico.
Fecha de publicación: 28 de diciembre de 2022
