一种水性漆废气处理装置及方法

一种水性漆废气处理装置及方法
技术领域

本发明涉及一种水性漆废气处理装置及方法。

背景技术

喷涂线设备可用于喷涂各种产品，喷涂线一般采用自动喷涂，由喷涂和烘箱两部分组成，其中，喷涂采用二流体喷嘴在喷涂箱内进行，由于喷涂箱并不完全密封和喷涂时采用的压缩空气对外喷射作用，使喷涂箱内的油漆废气泄漏到车间内，会造成车间内空气污染；而烘箱采用蒸汽加热烘干，烘干时油漆的有机溶剂加速挥发，随热空气上升，会积聚在烘箱顶部。

目前针对喷涂线所配备的废气处理设备为水帘柜吸收+活性炭吸附处理，其中，水帘柜需要加药及定时清理，维护工作量较大，而活性炭需要定期更换，运行成本很高，而且长时间使用后，容易出现处理效果不理想、出口检测不达标的现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种水性漆废气处理装置及方法，具有技术先进、安全可靠的优点，且污染防治措施完全满足有关环保要求；进一步的，还具有占地面积小、经济合理、简单实用、操作维护方便的优点。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种水性漆废气处理装置，包括初效中效过滤器及分别与初效中效过滤器相连的第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器分别通过出风阀与主风机相连且互为备用，所述主风机与VOCs传感器相连，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器分别通过补冷进风阀与补冷风机相连，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器分别通过补冷出风阀与废液箱相连，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器分别通过蒸汽阀与蒸汽管道相连。

优选，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器分别通过加药阀与加药箱相连。

优选，所述初效中效过滤器包括顺次相连的漆雾分离器和中效过滤器，所述漆雾分离器接入水性漆废气。

优选，所述补冷出风阀与废液箱之间设置有冷凝器和冷水机组，所述第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器通过进风阀与初效中效过滤器相连。

优选，所述水性漆废气处理装置包括上下两层主框架，上下两层主框架之间设置有爬梯，所述初效中效过滤器、第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器设置在上层主框架，所述主风机、补冷风机、加药箱、冷水机组和冷凝器设置在下层主框架。

优选，还包括主控柜，各阀门均为电动阀，所述VOCs传感器及各阀门分别与主控柜相连，所述主控柜根据VOCs传感器的检测值控制各阀门的状态使得第一活性炭过滤器和第二活性炭过滤器互为备用。

优选，所述漆雾分离器采用抽取方式旋转双层进口干式漆雾过滤材料，所述中效过滤器采用防水材料，所述初效中效过滤器设置有压差传感器。

一种水性漆废气处理方法，包括如下步骤：

步骤1、水性漆废气进入初效中效过滤器分别进行过滤；

步骤2、主控柜根据VOCs传感器的检测值控制过滤后的废气进入第一活性炭过滤器或第二活性炭过滤器，其中，若过滤后的废气进入第一活性炭过滤器进行过滤处理，则第二活性炭过滤器进行脱附处理；若过滤后的废气进入第二活性炭过滤器进行过滤处理，则第一活性炭过滤器进行脱附处理，所述VOCs传感器设置在废气排出口；

步骤3、经过步骤2过滤后的废气经过主风机后进入排气烟囱并排出。

优选，当第一活性炭过滤器或第二活性炭过滤器进行过滤处理时，主控柜控制活性炭过滤器对应的进风阀和出风阀打开，主控柜控制活性炭过滤器对应的加药阀、蒸汽阀和补冷出风阀关闭；

当第一活性炭过滤器或第二活性炭过滤器进行脱附处理时，主控柜控制活性炭过滤器对应的进风阀和出风阀关闭，主控柜控制活性炭过滤器对应的蒸汽阀打开，将蒸汽接入活性炭过滤器，经过设定时间后，关闭蒸汽阀，打开相对应的补冷进风阀和补冷出风阀，引入的补冷风将活性炭过滤器内的蒸汽引流并经冷凝器冷凝后，形成废水，排入废液箱，经过设定时间后，关闭补冷进风阀和补冷出风阀，脱附完成。

优选，当第一活性炭过滤器或第二活性炭过滤器饱和后，主控柜控制加药阀打开，通过加药喷淋系统对饱和后的活性炭进行清洗。

本发明的有益效果是：

第一、本发明采用初效中效过滤器+第一、第二活性炭过滤器的组合方式，避免采用RCO或RTO的处理方式，防止在一级防火区内出现明火等火灾隐患，且利用事业部现有的蒸汽进行脱附，大大节省了运行成本。

第二、处理漆雾采用干式过滤器+中效过滤器，相对于水帘柜，运行成本大大减少，在初效过滤器后装有压差传感器，根据压力变化来提示更换初效过滤器的时间，避免麻木更换和忘记更换的情况出现。

第三、活性炭吸附满后，采用蒸汽脱附方式，减少脱附时间，蒸汽脱附对活性炭损害较少，有利于多次重复使用。

第四、系统可以采用废机油吸附有机气体，成本会大大降低，同时会降低后端活性炭过滤器的负荷，延长活性炭过滤器使用寿命。脱附后的气体冷凝后，形成废液，可进入废水处理系统，减少后处理成本。

第五、水性漆废气处理装置可以采用全自动控制，由主控柜+传感器+电动阀门实现，最大可能的减少人为干预，减少人工成本，具有技术先进、安全可靠的优点，且污染防治措施完全满足有关环保要求。

第六、水性漆废气处理装置采用上下两层主框架，具有占地面积小、经济合理、简单实用、操作维护方便的优点。

附图说明

图1是本发明一种水性漆废气处理装置的一个立体结构示意图；

图2是水性漆废气处理装置的俯视图；

图3是水性漆废气处理装置的主视图；

图4是水性漆废气处理装置的右视图；

图5是本发明一种水性漆废气处理装置的另一个立体结构示意图；

图6是本发明一种水性漆废气处理装置的处理工艺示意图；

附图的标记含义如下：

1：主控柜；2：主风机；3：主框架；4：补冷风机；5：爬梯；6：第二活性炭过滤器；7：第一活性炭过滤器；8：初效中效过滤器；81：漆雾分离器；82：中效过滤器；9：蒸汽接入点；10：动力电接入点；11：冷却循环水接点；12：加药泵；13：废液箱；14：冷凝器；15：冷水机组；16：加药箱；17：1#进风阀；18：1#出风阀；19：2#进风阀；20：2#出风阀；21：蒸汽总阀；22：1#蒸汽阀；23：2#蒸汽阀；24：1#补冷进风阀；25：1#补冷出风阀；26：2#补冷进风阀；27：2#补冷出风阀；28：1#加药阀；29：2#加药阀；30：废液排气阀； 31：蒸汽减压阀；32：VOCs传感器；33：废气出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-6所示，一种水性漆废气处理装置，包括初效中效过滤器8及分别与初效中效过滤器8相连的第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6，优选，初效中效过滤器8包括顺次相连的漆雾分离器81和中效过滤器82，其中漆雾分离器81通过废液排气阀30接入水性漆废气，优选，所述初效中效过滤器设置有压差传感器。下面以宝钢钢管条钢事业部的钢管喷涂线举例进行说明，宝钢钢管条钢事业部拥有9条钢管喷涂线用于喷涂各种规格的石油管，采用本发明的水性漆废气处理装置为宝钢钢管条钢事业部油漆废气净化处理系统，用于替代原有的老式处理装置。

其中，水性漆的主要污染物为乙二醇单丁醚，含量1-5％，无色易燃液体，具有中等程度醚味，低毒，可溶于水和醇，与石油烃具有高的稀释，由环氧乙烷与正丁醇作用而得，化学式：C6H14O2，沸点：163℃，闪点：60℃，比重：0.96， PH值中性。根据乙二醇单丁醚的上述特点(易燃)，制定下述水性漆废气处理装置及处理工艺，主要考虑不使用明火，不采用带电设备直接接触处理气体。

优选，可以选取漆雾分离器81的尺寸为800厘米*1500厘米*1500厘米，采用抽取方式旋转双层进口干式漆雾过滤材料，容尘量大、净化效率高、阻力低、过滤风速大，阻燃，干式漆雾过滤材料可使漆雾变成松散粉状，吸附饱和后，可取出拍打、抖落，或用吸尘器吸后重复使用。漆雾分离器更换周期一般为10天左右，通过系统中的压差传感器来确定更换时间。经处理后的废气携带小部分油漆固液滴进入中效过滤器。

优选，中效过滤器82采用防水材料，比如，防水新材料，漆雾经前级分离后进入，采用防水新材料可有效阻档水分及小颗粒进入活性炭箱，保护活性炭，延长活性炭使用寿命，中效过滤器82与漆雾分离器组合成一个整体，统一为前级过滤分离器。其中，中效过滤器的使用寿命一般为4个月左右，通过系统中的压差传感器来确定更换时间。

所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别通过出风阀与主风机2 相连且互为备用，具体的，第一活性炭过滤器7通过1#出风阀18与主风机2相连，第二活性炭过滤器6通过2#出风阀20与主风机2相连。所述主风机2与 VOCs传感器32相连，第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6的切换动作由 VOCs传感器32控制。

所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别通过补冷进风阀(即 1#补冷进风阀24和2#补冷进风阀26)与补冷风机4相连，所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别通过补冷出风阀(即1#补冷出风阀25和2# 补冷出风阀27)与废液箱13相连。

所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别通过蒸汽阀与蒸汽管道相连，具体的，第一活性炭过滤器7通过1#蒸汽阀22与蒸汽总阀21相连，第二活性炭过滤器6通过2#蒸汽阀23与蒸汽总阀21相连，蒸汽总阀21可以通过蒸汽减压阀31接入蒸汽管道。

优选，所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别通过加药阀(即 1#加药阀28和2#加药阀29)、加药泵12与加药箱16相连，加药箱16可以设置液位控制装置，保持加药箱16的液位处于设定范围之内。

优选，所述补冷出风阀与废液箱13之间设置有冷凝器14和冷水机组15，所述第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6通过进风阀与初效中效过滤器8 相连，即第一活性炭过滤器7通过1#进风阀17与初效中效过滤器8相连，第二活性炭过滤器6通过2#进风阀19与初效中效过滤器8相连。

水性漆废气处理装置可以采用全自动设计，即水性漆废气处理装置还包括主控柜1，另外，将各阀门均设置为电动阀，比如，电动风阀、电动蒸汽阀、电动蝶阀等，所述VOCs传感器32及各阀门分别与主控柜1相连，所述主控柜1 根据VOCs传感器32的检测值控制各阀门的状态使得第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6互为备用，需说明的是：主控柜1通过PLC程序控制各阀门的状态是现有技术，不是本发明的发明点，在此不再赘述。

水性漆废气处理装置采用活性炭吸附，有机气体进入活性炭过滤器，将经机油喷淋塔吸附后的剩余有机成份进一步吸收，以达到排放标准。该工序有两个活性炭过滤器，设第一活性炭过滤器7为A罐，第二活性炭过滤器6为B罐，则：

当A罐开始吸附时，B罐进行脱附处理，A罐吸附满后，通过PLC程序控制，切换到B罐进行吸附，同时A罐进行脱附处理。整个过程由PLC自动控制，根据后端VOCs传感器32的检测数值进行判断，自动切换，无需人工干预。如短时间内，频繁切换A、B罐，还是不能达标，表示活性已失活，系统可提示更换活性炭，强制停机，直到更换活性炭，恢复原始值为止。经过计算，活性炭的寿命可达3-5年。

如图1-5所示，优选，所述水性漆废气处理装置包括上下两层主框架3，上下两层主框架3之间设置有爬梯5，所述初效中效过滤器8、第一活性炭过滤器 7和第二活性炭过滤器6设置在上层主框架3，所述主风机2、补冷风机4、加药箱16、冷水机组15和冷凝器14设置在下层主框架3。各主部件之间通过管道连接，主控柜1设置有动力电接入点10，蒸汽总阀附近设置有蒸汽接入点9，补冷进风阀附近设置有冷却循环水接点11。

优选，蒸汽接入点9处，蒸汽管道直径DN40，压力<1.6mpa，瞬时峰值流量<40m3/h，1次20分钟，1-2个月用一次。动力电接入点10处，动力要求25kw，三相动力电。冷却循环水接点11处，循环水管道直径DN40，瞬时峰值流量 <5m3/h，1次20分钟，1-2个月用一次。

对应的，一种水性漆废气处理方法，包括如下步骤：

步骤1、水性漆废气进入初效中效过滤器8分别进行过滤，水性漆废气经过本系统的集风罩及管路系统后，进入漆雾分离器，将漆雾中的大颗粒阻隔开，停留在过滤器上，过滤后的气体，进入后级中效过滤器(可集成在漆雾分离器里)进一步过滤。

步骤2、主控柜1根据VOCs传感器32的检测值控制过滤后的废气进入第一活性炭过滤器7或第二活性炭过滤器6，其中，若过滤后的废气进入第一活性炭过滤器7进行过滤处理，则第二活性炭过滤器6进行脱附处理；若过滤后的废气进入第二活性炭过滤器6进行过滤处理，则第一活性炭过滤器7进行脱附处理，所述VOCs传感器32设置在废气排出口；第一活性炭过滤器7和第二活性炭过滤器6分别作为A、B两个罐，A罐工作时，B罐脱附，反过来B罐工作时，A罐脱附，A、B罐的选择由主控柜1通过电动蝶阀执行，A、B罐的切换动作由 VOCs传感器控制。

步骤3、经过步骤2过滤后的废气经过主风机2后，通过废气出口33进入排气烟囱并排出，可排入高空。其中，废气是否达标，通过后部VOCs传感器来判定，如不达标，将报警进一步处理。

优选，当第一活性炭过滤器7或第二活性炭过滤器6进行过滤处理时，主控柜1控制活性炭过滤器对应的进风阀和出风阀打开，主控柜1控制活性炭过滤器对应的加药阀、蒸汽阀和补冷出风阀关闭；

当第一活性炭过滤器7或第二活性炭过滤器6进行脱附处理时，主控柜1 控制活性炭过滤器对应的进风阀和出风阀关闭，主控柜1控制活性炭过滤器对应的蒸汽阀打开(打开该罐对应的电动蒸汽蝶阀)，将蒸汽接入活性炭过滤器，经过设定时间后，关闭蒸汽阀，打开相对应的补冷进风阀和补冷出风阀，引入的补冷风将活性炭过滤器内的蒸汽引流并经冷凝器14冷凝后，形成废水，排入废液箱13，经过设定时间后，关闭补冷进风阀和补冷出风阀，脱附完成，备用。由于工艺的特殊性，本套系统选择了蒸汽脱附方式，可以采用130℃蒸汽通入需要脱附的活性炭罐进行脱附，脱附后的活性炭恢复吸附功能继续使用，大大减少了活性炭用量，使用系统运行成本大大降低，达到节能减排的效果。整个脱附切换过程都是由PLC直接控制，无需人工干预。脱附后的气体含有大量有机气体，经过换热器冷却后，形成液体进入废液箱13，废液箱13可以设置液位控制装置，当废液池内的废液到达上液位时，启动废液泵，将废液排出到外部废液处理系统。

当第一活性炭过滤器7或第二活性炭过滤器6饱和后，主控柜1控制加药阀打开，通过加药喷淋系统对饱和后的活性炭进行清洗。饱和后的活性炭必须进行脱附，恢复活性继续使用，在脱附前，通过加药喷淋系统对饱和后的活性炭进行清洗，去掉吸附在活性炭中大颗粒有机分子，使活性炭的寿命大大延长，吸附效率大大提高，清洗后的废水进入废液箱。

宝钢钢管条钢事业部油漆废气净化处理系统采用本发明的水性漆废气处理装置后，相关参数如表1所示：

表1相关参数

本发明的有益效果是：

第一、本发明采用初效中效过滤器+第一、第二活性炭过滤器的组合方式，避免采用RCO或RTO的处理方式，防止在一级防火区内出现明火等火灾隐患，且利用事业部现有的蒸汽进行脱附，大大节省了运行成本。

第二、处理漆雾采用干式过滤器+中效过滤器，相对于水帘柜，运行成本大大减少，在初效过滤器后装有压差传感器，根据压力变化来提示更换初效过滤器的时间，避免麻木更换和忘记更换的情况出现。

第三、活性炭吸附满后，采用蒸汽脱附方式，减少脱附时间，蒸汽脱附对活性炭损害较少，有利于多次重复使用。

第四、系统可以采用废机油吸附有机气体，成本会大大降低，同时会降低后端活性炭过滤器的负荷，延长活性炭过滤器使用寿命。脱附后的气体冷凝后，形成废液，可进入废水处理系统，减少后处理成本。

第五、水性漆废气处理装置可以采用全自动控制，由主控柜+传感器+电动阀门实现，最大可能的减少人为干预，减少人工成本，具有技术先进、安全可靠的优点，且污染防治措施完全满足有关环保要求。

第六、水性漆废气处理装置采用上下两层主框架，具有占地面积小、经济合理、简单实用、操作维护方便的优点。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。