鋼桶涂裝廢氣凈化環保技術（1）

殷宜國

殷宜國先生在上海第四期制桶技術培訓班上講課

一、涂料組成和有機溶劑污染

1、涂料俗稱油漆。由成膜物質（樹脂、顏料、增塑劑）和非成膜物質（溶劑）組成。鋼桶成型后，一般都需要進行涂裝，才能有市場價值。為了保證涂裝質量，除選用的成膜物質性能可以達到涂裝桶的要求外，溶劑選擇也是非常重要，因為它是溶解或分散成膜物質的重要組份，在涂料施工時調節涂料粘度，使涂料體系成為易于涂布的流體，在涂裝工藝中隨著溶劑的揮發，涂料被烘烤成一層均勻流平好的涂膜，使鋼桶表面涂膜達到經久耐用、光亮豐滿、色彩鮮艷等包裝要求。

由此可見，溶劑在涂料組成中是屬于非成膜物質，當涂料被烘烤成膜時，就要揮發到大氣中去，造成環境污染。
現在講鋼桶涂裝環保，就是講能否使用無有機溶劑涂料，但令人遺憾的是，迄今為止，鋼桶涂裝還是在使用有機溶劑涂料，（外涂料：醇酸、氨基、丙稀酸等樹脂，內涂料：環氧、酚醛、PVF等樹脂）所以我們對有機溶劑氣體污染有必要進行介紹。

2、有機溶劑污染：有機溶劑分類有石油溶劑、苯系溶劑，醇和醚，酮和酯等。鋼桶涂料所使用的溶劑基本都是含苯類的混合溶劑，而苯類（苯、甲苯、二甲苯）對人體的危害性較顯著。我們常見的排氣口有煙有臭味就是苯類氣體（環己酮也有臭味）。

在鋼桶涂裝工藝中，有機溶劑氣體排放分成二部分：一是噴漆室的排放，但由于是常溫下的溶劑氣體排放，濃度又較低，再通過水淋、沉降、過濾等裝置排放到大氣中，所以污染程度較輕。但對車間污染大，危害工人身體健康。二是涂料烘房的排放，由于涂料的烘烤成膜是高溫烘烤（170-220℃），有機溶劑全部由烘房成為高溫氣體排出，嚴重污染周圍環境。

現舉例說明：如1kg涂料可涂6個200升鋼桶、所需約750g溶劑，按每小時生產360個桶計，則溶劑排放量是每小時45kg溶劑，每天按16小時生產計，有720kg廢氣排放。因此，必須要解決這一烘房的廢氣污染。

3、常用有機溶劑性能

二、廢氣凈化環保技術介紹：

由于使用有機溶劑涂料，所以安裝廢氣凈化環保設備是唯一的解決方法，在廢氣凈化的措施上有下述幾種方法：

1、吸收凈化法：是利用廢氣中各混合組分在選定的吸收劑中的溶解度不同或發生化學反應，達到將有害氣體從廢氣中分離出來的一種方法。在印鐵行業曾經使用過，由于凈化效率低，并且會產生二次污染，所以目前已被棄用。

2、吸附凈化法：是用多孔固體（吸附劑）將廢氣中有害組分積聚或濃縮在表面達到分離目的。但由于吸附劑（如活性炭）在使用過程中會逐漸失效，必須定期更換，而且同樣會產生二次污染，因此作為權宜之計采納較合適。

3、燃燒法：處理廢氣的燃燒法有火焰燃燒（直接燃燒）、熱力燃燒、催化燃燒等類型。由于涂料烘房的排放廢氣濃度低，不具備自行作燃料進行燃燒凈化的條件，因此，介紹后二者的燃燒法。

（1）熱力燃燒（又稱焚燒法）：

是依靠輔助燃料（燃燒器）燃燒產生的熱力來提高廢氣的溫度，使廢氣中碳氫化合物的組分被氧化，分解轉換為無害的二氧化碳和水蒸汽（煙囪排放的氣體無煙無味）達到理想的凈化效果。要達到這一凈化目的，必須在環保爐體內的熱力燃燒達到“三T”條件：爐內反應溫度（Temperature）是760℃左右，在此溫度下的廢氣停留時間（Time）要充足，廢氣和氧氣的混合（Turbulence）要充分，才能充分凈化廢氣。

（2）催化燃燒法：

是利用催化劑在廢氣燃燒中，加快廢氣分解的反應速度，只需要350℃左右就可以凈化廢氣，比焚燒法有明顯的經濟性。但其催化劑的組成（有三部分：活性組分、助催化劑、戴體）和催化床的排列是至關重要的。在爐體設計上較嚴謹。但不論何種類型的催化劑在廢氣凈化過程中，其活性總是隨著時間推移而逐漸下降，最終催化劑失效，要重新更換催化劑才能凈化廢氣。因此，催化燃燒法存在使用壽命的問題。

（3）焚燒法和催化燃燒法的比較和共同點：

焚燒法：一燒百了，是凈化廢氣最直接的方法。但是焚燒溫度條件必須在760℃左右下才能凈化廢氣，能耗高。熱量必須回收利用才有實用價值。

催化燃燒法：是通過催化床，可使廢氣凈化溫度只需350℃左右，比焚燒法能耗低。但由于催化劑存在使用壽命問題，以及也有熱量回收利用的實際問題，所以在環保爐的實際使用中，在不同行業所取得的經濟效益也截然不同。
二者共同點：都是充分利用廢氣在氧化分解時所爆發出的熱量來提供燃燒室或催化室的溫度需要，因此，廢氣濃度大有利于節省能耗。

因此要充分利用這一特點才能研制出節能的環保爐,

三．鋼桶涂裝的廢氣污染源。

鋼桶生產線存在二個廢氣排放污染源：

第一污染源:涂料烘房高溫廢氣排放（嚴重污染環境）

第二污染源：噴漆、流平室常溫廢氣排放（污染車間附近環境）

第一污染源：

凈化方法：化學法（燃燒法）

原理：在設定的高溫條件下，將有機溶劑氣體分子被高溫氧化分解成二氧化碳和水。

燃燒法有兩種：焚燒法和催化燃燒法

傳統焚燒法環保爐和催化燃燒法環保爐二者的區別：

焚燒法：凈化溫度約760℃，能耗高

催化燃燒法：凈化溫度約350℃，能耗低

KIC環保爐：

焚燒法和催化燃燒法結合的二次凈化法

達到環保和節能雙重效果

第二污染源：

凈化方法：物理法（吸附、油水分離法）

原理：有機溶劑氣體分子通過吸附或溶解度不同被分離出來，另行處理。

由于噴漆、流平室有機溶劑廢氣排放是常溫狀態下的大風量、低濃度廢氣、不適宜用燃燒法。

KASD吸附裝置特點是：收集漆霧-噴淋-沉淀-過濾-吸附。關鍵是盡可能避免漆霧顆粒到吸附塔內，影響吸附劑使用壽命。

因此，對于第二污染源的廢氣凈化只有環保理念，沒有節能理念，因為沒有凈化熱量的釋放。

四、選擇節能型廢氣凈化環保設備的焦點：

1、環保：外觀----排放口的凈化氣體是無煙無味

標準----符合國家GB 16297—1996氣體排放標準

2、節能（余熱利用）

凈化熱量利用可使原涂料烘房的燃燒爐停止使用，多余熱量再供印鐵烘房或脫水烘房使用，和原二個烘房能耗相比。環保運行成本≤零。

3、質量：余熱利用不影響產品質量，烘房測溫點的溫度波動為±2℃

4、壽命：催化燃燒法-----催化劑壽命≥2年

焚燒法-----爐體壽命≥8年

5、性價比：由于環保設備不是直接產生利潤的生產設備，所以運行成本決定了環保設備的性價比，如達到環保設備能耗的運行成本＜零，則視涂料品種，數年內能收回環保設備的投資成本。

6、安全性：燃燒器、爐體、風機、風管切換裝置等均通過PLC、GOT電氣控制進行操作。

相關鏈接：鋼桶涂裝廢氣凈化環保技術（2）