Tin tức môi trường
Phương pháp xử lý khí thải nhà máy phun sơn
Trong quá trình phun sơn, phần lớn sơn được phun bằng không khí áp suất cao sẽ đọng lại trên phôi. Các hạt phun khác chưa chạm tới bề mặt phun và các giọt nước hòa tan các hạt sơn phun sẽ lơ lửng trong không khí và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. tạo ra trong quá trình phun sơn tạo thành khí thải từ quá trình phun sơn gây ô nhiễm môi trường. Do các loại sơn và chất phủ khác nhau sử dụng dung môi khác nhau nên thành phần khí thải sinh ra trong quá trình phun cũng khác nhau; theo đó, có sự ảnh hưởng nhất định có khí thải trong nhà máy phun sơn đến sức khỏe và môi trường.
Ảnh hưởng của khí thải phun sơn
Lấy sơn phun ô tô làm ví dụ, thành phần và tỷ lệ VOC của các loại sơn khác nhau và sơn được sản xuất bằng các quy trình khác nhau cũng rất khác nhau. Một công ty sơn ô tô lớn phát hiện ra rằng các thành phần chính của VOC là sec-butyl axetat, metyl isobutyl xeton, toluene, butyl axetat, etylbenzen và xylene, và tỷ lệ xylene và butyl axetat là gần 50%. Nhiều công ty liên quan đến sơn trong khu công nghiệp đã phát hiện benzen, toluene, xylene và n-ethane là thành phần chính của VOC.
Sau khi nghiên cứu phổ đặc trưng của VOC phát ra từ lớp phủ, người ta kết luận rằng các VOC chính là etyl axetat, etylbenzen, toluen, xylene, styren và butyl axetat. Không thể bỏ qua tác hại của khí thải sơn phun đối với con người. Sương sơn phát tán trong không khí có thể gây ngộ độc cấp tính và mãn tính khi hít phải qua đường hô hấp, đồng thời gây tổn hại đến hệ thần kinh và tạo máu của cơ thể con người. Hít phải nồng độ cao benzen, toluene, etyl axetat và các loại khí thải khác sẽ ức chế trí nhớ, sự chú ý và tốc độ vận động cảm giác của con người trong thời gian ngắn. Tiếp xúc lâu dài có thể gây ra phản ứng độc hại cho gan và thậm chí gây tổn hại đến hệ thần kinh trung ương.
Mặc dù công nghệ phun sơn hiện nay đã được áp dụng với máy móc tự động nhưng sự xuất hiện và ảnh hưởng của khí thải phun sơn là điều vẫn tồn tại
Công nghệ xử lý khí thải phun sơn
Khí thải phun ra không chỉ chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi mà còn chứa sương sơn lơ lửng trong không khí trong quá trình phun. Sương sơn sẽ ảnh hưởng đến quá trình xử lý khí thải hữu cơ tiếp theo nên cần phải loại bỏ sương sơn trước khi làm sạch khí thải phun sơn. để làm sạch và kiểm soát các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Do đó, cần áp dụng phương pháp phù hợp để xử lý khí thải. Dưới đây là một số phương pháp điển hình có thể áp dụng, mang đến hiệu quả cao trong việc làm sạch khí thải tại nhà máy phun sơn.
Phương pháp thanh lọc ướt
Thanh lọc ướt là được sử dụng phổ biến dựa trên nguyên lý trộn lẫn tương tự, sử dụng dung môi để hấp thụ sương sơn trong khí thải phun sơn. Phương pháp này được chia thành 2 loại:
- Phương pháp làm sạch bằng rèm nước
Phương pháp làm sạch rèm nước tạo ra một lớp nước chảy giống như rèm thông qua quá trình phun theo chu kỳ bằng máy bơm nước. Rèm nước thu giữ sương sơn rải rác. Thông thường, các buồng phun rèm nước lớn đặt độ dốc của rèm nước ở cuối phòng. điều chỉnh nước thông qua máy bơm nước tuần hoàn đặc biệt, khi luồng sơn phun đi qua màn nước, sương sơn sẽ bám chặt và đọng lại. Các thiết bị buồng phun rèm nước phổ biến trong công nghiệp chủ yếu bao gồm thân buồng phun, máy lọc sương sơn, bộ tách nước và khí, bộ lọc nước, ống tuần hoàn nước, thiết bị chiếu sáng, quạt, máy bơm nước và hệ thống điều khiển điện.
Phương pháp làm sạch rèm nước có thể làm giảm hiệu quả sự phát thải sương sơn trong khí thải phun sơn. Nó dễ vận hành và có cấu trúc đơn giản. Tuy nhiên, quá trình lọc rèm nước tạo ra nước thải có chứa sương sơn, cần phải xử lý nước thải để ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp; đối với các buồng phun rèm nước lớn, diện tích rèm nước lớn sẽ làm tăng độ ẩm không khí trong nhà, ảnh hưởng đến môi trường làm việc của công nhân và chất lượng của lớp phủ.
- Phương pháp làm sạch rèm nước không cần bơm
Phương pháp làm sạch màn nước không bơm sử dụng không khí để tạo ra lực đẩy nước tạo thành màn nước. Khi khí thải sơn phun va chạm với màn nước, màn nước sẽ chặn các hạt sương mù và các giọt nước mang sơn sau đó khí thải đi qua; qua màn nước và đi vào kênh trộn không khí-nước, trộn với nước trong kênh; sau khi đi vào hộp thu khí, xảy ra sự phân tách khí-lỏng do tốc độ khí giảm và khí tinh khiết được thải vào khí quyển. Nước tách ra sẽ tích tụ trong hộp thu khí và chảy vào bể tràn, sau đó qua quá trình ngập tấm tạo thành một bức màn nước, liên tục làm sạch khí thải sơn phun. So với phương pháp làm sạch màn nước, phương pháp lọc không cần bơm sẽ loại bỏ thiết bị bơm nước, tối ưu hóa quá trình lọc, tiết kiệm chi phí và diện tích sàn, khắc phục tình trạng sương sơn bám vào thành trong của đường ống máy bơm nước bị tắc.
2. Phương pháp tinh chế khô
Phương pháp làm sạch khô là đưa khí thải phun sơn vào bộ lọc và sử dụng lớp lọc để giữ lại sương mù sơn và các chất dạng hạt trong khí thải phun sơn. Len sợi thủy tinh, xỉ, v.v. thường được sử dụng làm vật liệu lọc. Phương pháp lọc có thể loại bỏ phần lớn sương sơn và hấp thụ một lượng nhỏ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong đó. Phương pháp này không gây ô nhiễm thứ cấp và không tạo ra nước thải; nhược điểm là lọc không đủ kỹ lưỡng, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho thiết bị và dễ tắc nghẽn. So với phương pháp lọc ướt, phương pháp lọc khô không đủ ổn định về hiệu suất. Tuy nhiên, do Hoa Kỳ và các quốc gia khác đã coi nước thải chứa sơn thải ra từ quá trình lọc ướt là chất thải nguy hại; các công ty bắt đầu từ bỏ phương pháp lọc ướt và chuyển sang sử dụng phương pháp lọc khô mà không xả nước thải.
Có nhiều thiết bị xử lý khí thải phun sơn khác nhau với nguyên lý hoạt động khác nhau nhưng mục đích chung vẫn là giảm thiểu sự tác động của khí thải đến môi trường và con người
3. Xử lý tinh khiết khí thải hữu cơ
Khí thải phun ra sau khi xử lý loại bỏ sương sơn chủ yếu chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Công nghệ xử lý của nó bao gồm công nghệ lọc truyền thống, công nghệ lọc mới và công nghệ lọc tổng hợp. Phương pháp đốt là đốt cháy và oxy hóa các chất hữu cơ trong khí thải sơn phun và chuyển nó thành các chất vô hại như CO2 và H2O để đạt được mục đích làm sạch khí thải. Phương pháp đốt có thể được chia thành phương pháp đốt trực tiếp, phương pháp đốt nhiệt, phương pháp đốt xúc tác, phương pháp đốt tái sinh, v.v.
- Phương pháp đốt trực tiếp
Khí thải hữu cơ dễ cháy nồng độ cao nên được đốt trực tiếp. Phương pháp đốt trực tiếp đòi hỏi nhiệt độ đủ cao và đủ oxy trong không gian đốt. Nếu lượng oxy không đủ thì quá trình đốt cháy sẽ không hoàn toàn; nếu lượng oxy quá nhiều thì nồng độ dễ cháy sẽ không nằm trong giới hạn đánh lửa dẫn đến cháy không hoàn toàn. Để ngăn ngừa nổ khí, khí thải thường được đốt trong nồi hơi hoặc đầu đốt hở có nhiệt độ đốt lớn hơn 1100°C, tuy nhiên, khi quá trình đốt cháy không hoàn toàn, một số chất ô nhiễm và khói sẽ thải vào khí quyển; Năng lượng nhiệt của quá trình đốt cháy không thể phục hồi được, gây thất thoát năng lượng nhiên liệu.
- Phương pháp đốt nhiệt
Khí thải hữu cơ dễ cháy nồng độ thấp có thể được xử lý bằng phương pháp đốt nhiệt. Nồng độ các chất dễ cháy thấp dẫn đến giải phóng không đủ năng lượng cần thiết để hỗ trợ toàn bộ quá trình cháy trong quá trình cháy. Do đó, cần bổ sung nhiên liệu phụ làm khí hỗ trợ quá trình cháy. Nhiệt lượng được tăng lên khi đốt cháy chất hỗ trợ quá trình đốt cháy. khí thải để khí thải đạt đến nhiệt độ phản ứng và đốt cháy hoàn toàn. Phương pháp đốt nhiệt Nhiệt độ thường nằm trong khoảng từ 500 đến 900°C, thấp hơn nhiệt độ của phương pháp đốt trực tiếp.
- Phương pháp đốt xúc tác
Phương pháp đốt có xúc tác được coi là công nghệ hiệu quả để xử lý VOC. Dưới tác dụng của chất xúc tác, VOC có thể bị oxy hóa ở nhiệt độ thấp hơn (thường là 200 đến 400°C) để tạo ra CO2 và H2O không gây ô nhiễm. Phương pháp đốt xúc tác không gây ô nhiễm thứ cấp, vận hành quy trình đơn giản, độ an toàn cao và nhiệt độ đánh lửa thấp; tuy nhiên, hiệu suất của chất xúc tác quyết định hiệu quả tinh chế VOC. Do đó, việc lựa chọn và nghiên cứu phát triển chất xúc tác hiệu suất cao là mới hiệu quả. phương pháp đốt xúc tác có thể xử lý nồng độ cao, phương pháp đốt xúc tác có thể được sử dụng cho khí thải hữu cơ có thể tích không khí nhỏ, nhưng thể tích không khí của khí thải phun sơn lớn và nồng độ VOC thường thấp hơn 300mg/m3, vì vậy nó không thích hợp để xử lý khí thải phun sơn.
- Phương pháp đốt tái sinh
Khi nồng độ khí thải hữu cơ không cao, quá trình đốt nhiệt thông thường và đốt xúc tác không đủ để duy trì quá trình tự bốc cháy và cần một lượng lớn năng lượng nhiệt bổ sung, do đó nên sử dụng phương pháp đốt tái sinh. Hiện nay có hai loại đầu đốt tái sinh được sử dụng: lò phản ứng đốt nhiệt tái sinh (RTO) và lò phản ứng đốt xúc tác tái sinh (RCO). Đối với các thiết bị RTO, chúng thường bao gồm bộ trao đổi nhiệt tái tạo, buồng đốt nhiệt và van chuyển mạch. Các dạng cơ bản phổ biến là RTO hai buồng, ba buồng và nhiều buồng. Trong quá trình chuyển đổi van của RTO hai buồng, khí thải hữu cơ còn sót lại trong đường ống sẽ được thải ra cùng với khí thải đã được tinh chế, do đó, không thể đạt được tiêu chuẩn khí thải trong hơn một nửa chu trình tinh chế hiệu suất lọc thấp hơn 80%; RTO ba buồng nằm ở buồng thứ hai. Một buồng xả được thêm vào buồng RTO, giải quyết vấn đề khí thải thoát ra ngoài mà không được xử lý. khó chuyển mạch đồng bộ, khiến khí thải chưa qua xử lý trộn lẫn với khí đã tinh khiết, không thể đạt tiêu chuẩn khí thải; điều này cũng đúng với RTO nhiều buồng. Thiết bị RCO thường bao gồm một lò xúc tác tái sinh và một van đảo chiều quay. Lò xúc tác tái sinh được chia thành nhiều buồng xúc tác tái sinh. Khí thải hữu cơ đi vào buồng xúc tác tái sinh thông qua đầu vào không khí của van đảo chiều quay và được làm nóng. Sau khi nhiệt độ đạt 200 ~ 500oC, nó đi qua một buồng xúc tác tái sinh khác, nơi nó được tinh chế dưới tác dụng của chất xúc tác và giải phóng nhiệt. Khí nhiệt độ cao tinh khiết sẽ hấp thụ năng lượng và giảm nhiệt độ bởi thiết bị tái sinh, và cuối cùng đi qua. thông qua cổng xả của van đảo chiều quay. Ưu điểm của công nghệ đốt khí thải và tái tạo là hiệu suất lọc cao, không gây ô nhiễm thứ cấp, thu hồi năng lượng và tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời có triển vọng ứng dụng tốt.
Cần lựa chọn quy trình phù hợp để kiểm soát ô nhiễm khí thải sơn phun. Hiệu suất lọc sương mù của sơn khô thấp và phạm vi ứng dụng hẹp; đòi hỏi đầu tư thiết bị ban đầu cao hơn nhưng có hiệu suất ổn định, hiệu quả lọc cao và thấp; chi phí hoạt động. Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ và sự nghiên cứu thực nghiệm ngày càng sâu sắc, việc xử lý khí thải sơn phun đã phát triển từ một quy trình thanh lọc duy nhất sang sự kết hợp của nhiều quy trình, đồng thời phát huy được hết các ưu điểm của các quy trình khác nhau nhưng cũng tránh được những tác động tiêu cực. những thiếu sót của một quy trình duy nhất và tối đa hóa hiệu quả xử lý khí thải phun sơn.