汽修過程多為小面積噴涂,一般采用空氣噴涂工藝,噴烤漆廢氣普遍采用活性炭吸附法處理,VOCs處理效果不理想。同時,汽修企業規模相對小、數量多、分布分散,多位于城市人口密集區,且多為低空排放,對環境和人體健康的影響尤為顯著。
 
  近年來隨著環保執法日趨嚴格,汽車維修企業噴烤漆廢氣治理亟待加強,不少采用活性炭吸附法處理噴涂廢氣的企業面臨超標的問題。
 
汽車維修行業常見揮發性有機物污染治理技術
 
  有機廢氣的處理方式主要有吸附法、催化燃燒法、熱力燃燒法、冷凝法等,這些方法在適用對象、處理效果、設備成本、運行成本方面具有不同的特點。
 
  汽車維修企業的噴涂廢氣主要成分為苯系物、醇醚類、酯類有機溶劑,汽車維修噴涂量小、噴漆室排風量大,屬于低濃度有機廢氣。汽車維修企業普遍采用一體化噴烤漆房,配備過濾地棉+活性炭吸附的方法處理噴漆廢氣,其中地棉主要用于捕集漆霧顆粒,活性炭主要用以吸附VOCs。
 
 
活性炭吸附法優化途徑
 
  當吸附質直徑大于孔道直徑1/3以上時,吸附質運動就受阻,吸附量下降。汽修噴烤漆廢氣的VOCs主要成分為苯系物、醇醚類、酯類,分子直徑在0.3~1nm,活性炭吸附VOCs主要在微孔中進行,因此微孑L的比例越高越好,同時需要一定量的中孔,便于有機廢氣分子進入活性炭內部。結合汽修噴烤漆廢氣成分及各種活性炭的特征,優先選擇高比表面積和高四氯化碳(CTC)吸附率的活性炭品種。
 
 
活性炭裝填量
 
  目前相關標準、設計規范中對活性炭的裝填量尚未明確規定,常見噴烤漆廢氣凈化設備采用多層活性炭板進行吸附,一共使用4塊左右,重量總計約50kg,采用水平或M型放置?;钚蕴康难b填量決定了吸附有機廢氣總量以及更換頻次,按照四氯化碳吸附率來計算,可以根據使用原料中VOCs含量推算活性炭最低裝填量。
 
 
廢氣成分
 
  活性炭的四氯化碳吸附值、甲苯吸附值是單一組分條件下測試得到的數據,在實際應用中,噴烤漆廢氣成分復雜,涵蓋酮類、酯類、醇類、醇醚類、苯類等,對某單一物質的吸附能力必然小于測試數據。因此,設計有機廢氣吸附裝置時,應綜合考慮總揮發性有機物的量。
 
  活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性較低的吸附質,對不同的有機物吸附能力也不同,存在競爭吸附或置換吸附的情況。陳良杰研究發現6種揮發性有機物在二元混合吸附體系中,吸附質強弱順序為對二甲苯、甲苯、正丙醇、乙酸乙酯,吸附性能最弱的是乙醇和乙酸乙酯,該結果與物質極性順序相一致。目前汽車水性漆的應用比例越來越高,除罩光清漆之外,均能夠實現水性化,噴烤漆廢氣的VOCs主要成分也從原來的苯系物向醇類、酯類轉化,相應的分子極性也有所增加,若仍然采用非極性的活性炭作為吸附劑,其凈化效果會下降。因此,通過在凈化裝置中增加沸石、改性分子篩、氧化鋁等極性吸附劑,可提高對廢氣中醇類、酯類組分的凈化效果。
 
  活性炭吸附法是一種處理噴烤漆廢氣成熟有效、應用廣泛的技術,在實際運行過程凈化效果與活性炭種類、裝填量、廢氣成分等因素密切相關。通過選擇高質量活性炭、合理核定活性炭裝填量,對廢氣進行降溫、除濕預處理等優化,可提高凈化效果。光催化氧化、低溫等離子分解、沸石轉輪濃縮等VOCs治理技術在汽修行業得到了推廣應用,這些技術工藝與活性炭吸附相結合的組合工藝將是未來的發展方向。