PVF涂料涂裝廢氣處理技術

文/楊文亮

PVF涂料作為鋼桶內涂料，在我國已經有三十年的歷史了，但是PVF涂料的特性以及廢氣的處理問題，卻一直是鋼桶行業人士不太了解的領域。近年來，隨著國家環保政策的嚴格實施，PVF涂料的涂裝廢氣處理問題，已經是不可避免地擺在了制桶企業面前。

由于對PVF涂料缺乏了解，對其涂裝烘干過程中產生的廢氣的組成和性質也是了解甚微，而且用普通油漆涂裝的廢氣治理方法又不奏效，所以，很多企業面對PVF涂料的涂裝廢氣，一愁莫展。

一、PVF涂料涂裝廢氣的組成

PVF涂料是屬于氟化物涂料，其涂裝產生的揮發性氣體成分主要是HF和SiF4，它是大氣的主要氣態污染物之一。它對大氣的污染，比普通油漆的污染嚴重得多。

HF是無色、有強刺激性氣味和強腐蝕性的有毒氣體，極易溶于水形成腐蝕性很強的氫氟酸。SiF4是無色窒息性氣體，極易溶于水形成氟硅酸。氟化物廢氣可由呼吸道、胃腸道或皮膚侵入人體，對人體健康造成嚴重危害。

二、PVF涂料涂裝廢氣的凈化原理

目前，國內外先進的PVF廢氣處理方法，是根據HF和SiF4都溶于水這個特性，多數情況下采用水吸收法治理。

水吸收法也稱濕法治理，該技術采用水、堿性溶液或某些鹽類溶液來吸收PVF廢氣，從而達到凈化回收的目的。該技術的優點是凈化設備體積小，易實現，治理工藝過程可連續操作和回收各種氟化物，治理效率高、效率好。

氟化氫（HF）溶于水生成氫氟酸，四氟化硅（SiF4）用水吸收成為一定濃度的氟硅酸（H2SiF6）和硅膠（H2SiO3）,H2SiF6與工業食鹽反應后，可以副產氟硅酸鈉，主要的化學方程式如下：

3SiF4+3H2O→2H2SiF6+H2SiO3↓

2HF+SiF4→H2SiF6

H2SiF6+2NaCl→Na2SiF6+2HCl

三、PVF涂料涂裝廢氣治理流程

國外通常采用的脫氟流程多為二級吸收，根據使用的設備不同，分為一室一器、一室一塔、一室一旋、二室一塔、三塔等。這里的“室”是指撥水輪吸收室，一般用作一級吸收，其優點是不易堵塞，清理方便，但脫氟效率不高。“器”是指文丘里吸收器，“塔”是指湍球塔、噴淋塔、噴杯塔、旋流板塔等，脫氟效率可達98%以上。

鋼桶PVF涂裝生產中，據制桶業PVF涂裝的實際情況，產量不大的情況下，含氟廢氣的治理工藝流程，可采用一室一旋脫氟流程，該流程分三個吸收段，各自循環，因而還可獲得較高濃度的氟硅酸副產品。如圖1為一室一旋廢氣治理工藝流程圖。

1-吸收室；2-旋流板塔；3、4-泵；5-貯水槽
圖1 一室一旋PVF廢氣治理工藝流程

用水吸收HF和SiF4后得到的氫氟酸和氟硅酸溶液，可用來制取冰晶石、氟硅脲、氟硅酸鈉等副產品。

目前我國鋼桶企業，多數生產PVF批量都不大，可以采用上述工藝流程進行處理。如果長年連續大批量生產PVF內涂桶，則建議采用三塔法進行處理，效果更好。三塔吸收系統即采用噴淋塔、噴杯塔、旋流板塔處理，尾氣處理可實現達標排放，且還可得到副產品氟硅酸鈉，取得較好的環境效益和經濟效益。如圖2為三塔式PVF涂裝廢氣治理工藝流程。

圖2 三塔法PVF涂料涂裝廢氣治理工藝流程

從鋼桶PVF涂料涂裝生產系統來的廢氣順次經過噴淋塔、噴杯塔和噴淋旋板塔用水進行吸收，廢氣經第一吸收塔的吸收效率可達90%，第二塔的吸收效率可達70%，第三塔的吸收效率達85%，總吸收效率可達99.6%，清水從第三塔補充加入。吸收液實現封閉循環無污水排放，從煙囪排放出的尾氣含氟濃度低于0.05G/Nm3，滿足了工業污染物排放標準（GB 4917）的要求。

如圖3為三塔法PVF涂裝廢氣治理設備實物圖。

圖3 三塔法PVF涂裝廢氣治理設備