汽車涂裝VOCs的回收與消除技術(shù)

汽車涂裝面臨的挑戰(zhàn)源于相關(guān)環(huán)境法規(guī)和用戶的   高需求。   標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的ISO14040和ISO14044，旨在推動降低產(chǎn)品的生產(chǎn)與消費(fèi)中可能帶來的對環(huán)境的影響。
　　生命周期評估(LCA)概念已經(jīng)開始用于評價汽車的環(huán)境兼容性，對汽車生產(chǎn)、汽車燃料生產(chǎn)、汽車使用和報廢處理全過程中CO2排放、資源消耗和引起的環(huán)境負(fù)擔(dān)進(jìn)行評價。汽車工廠(涂料和裝配)中，油漆車間的能耗占60%，VOC排放占，CO2排放占60%。汽車生命周期內(nèi)，生產(chǎn)階段能耗占20%，但單位時間內(nèi)的能耗，生產(chǎn)階段要比使用階段高得多。目前，汽車涂裝水性化技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，在世界范圍內(nèi)越來越普及，除清漆大多仍采用雙組分溶劑型涂料外，車身涂裝的其他涂料已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)水性化，涂裝的VOC排放   可以滿足苛刻的法規(guī)要求(35g/㎡)。然而，由于水和溶劑物化特性有較大差別，相對溶劑型涂料，水性涂料施工能耗增加很多，CO2排放增加；應(yīng)用水性涂料無論是材料成本、管理成本、設(shè)備投資和能源成本都高于溶劑型涂料。汽車生產(chǎn)者不能簡單地將由于應(yīng)用水性涂料增加的成本轉(zhuǎn)嫁給用戶，   不能給生態(tài)環(huán)境增加負(fù)擔(dān)(消耗的資源和排放的溫室氣體   多)。
　　為減少汽車使用的燃料消耗，世界各國強(qiáng)制實(shí)施汽車燃料消耗限值法規(guī)，汽車結(jié)構(gòu)的輕量化越來越受重視，鋼板、鋁合金、鎂合金、碳纖維塑料等輕質(zhì)材料的應(yīng)用在增加，單一材料制造車身已逐步被多種材料混合制造車身所取代。眾所周知，化學(xué)活性不同的金屬接觸會形成電化學(xué)腐蝕，多種材料混合的車身給涂裝的帶來了   大的難題。另外，有的沖壓件往往需要靠涂裝過程實(shí)現(xiàn)熱處理以提高零件的強(qiáng)度，要統(tǒng)一金屬和塑料件面漆的顏色一直是一件比較困難的事。
　　隨著汽車市場競爭的日趨激烈，為滿足用戶對汽車制造質(zhì)量和服務(wù)及時性等方面的需求，汽車產(chǎn)品制造、銷售的化發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢，對涂裝生產(chǎn)的管理提出了挑戰(zhàn)性課題，需要在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和滿足地區(qū)性特點(diǎn)需求方面適應(yīng)發(fā)展的要求。
　　針對VOCs的性質(zhì)以及濃度分布的不同，目前廣泛應(yīng)用于VOCs治理的措施基本分為兩大類：一類是以改進(jìn)工藝技術(shù)、   換設(shè)備、防止泄漏乃至   VOCs排放為主的預(yù)防性措施；另一類是以末端治理為主的控制性技術(shù)。末端處理技術(shù)又具體分為兩種：一種是通過物理方法回收VOCs，即回收法；另一種是通過生化方法將VOCs氧化分解為   或是低毒產(chǎn)物的破壞性方法，即法。
　　一、VOCs的回收技術(shù)
　　回收技術(shù)是通過物理方法，在   溫度、壓力下，用選擇性吸收劑、吸附劑或選擇性滲透膜等分離VOCs，目前常用的方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法等。
　　1、冷凝法
　　冷凝法是利用VOCs在不同溫度和壓力條件下具有不同的飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用提高系統(tǒng)壓力或降低系統(tǒng)溫度的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的污染物從氣相中分離的過程。冷凝法需要較高的壓力和較低的溫度才能較高的回收率。因此，運(yùn)行費(fèi)用高，適用于高沸點(diǎn)和VOCs的回收。該法常與吸收法、吸附法等聯(lián)合使用。
　　2、吸收法
　　吸收法是以液體作為吸收劑，通過洗滌吸收裝置使廢氣中的成分被液體吸收，從而達(dá)到凈化的目的，其吸收過程是氣相和液相之間進(jìn)行的氣體分子擴(kuò)散或者是湍流擴(kuò)散的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。該法適用于濃度較高、溫度較低和壓力較高情況下的氣體污染物的處理，去除率可達(dá)~。吸收法的關(guān)鍵是吸收劑的選擇，根據(jù)物種類及生產(chǎn)工藝條件的不同，選擇溶解度大、不易揮發(fā)、的吸收劑，如水、液體石油類物質(zhì)。
　　液吸收法是在傳統(tǒng)吸收法的基礎(chǔ)上提出的一種新的吸收法{門。該法采用復(fù)合吸收液(成分為水、無苯柴油、添加乳化劑MOA的鄰苯二甲酸二丁酯和多膚DH27)處理低濃度苯類廢氣，處理好于傳統(tǒng)吸收液，提高了吸收效率，使低濃度苯類廢氣的凈化處理效率達(dá)到87.5%，且該項(xiàng)技術(shù)投資少，運(yùn)行成本低，凈化，易操作，具有很好的推廣應(yīng)用價值。
　　3、吸附法
　　吸附法是活性炭吸附設(shè)備利用某些具有吸附能力的物質(zhì)，如活性炭、硅膠、多孔粘土礦石、高聚物吸附樹脂等吸附劑，吸附物質(zhì)而達(dá)到污染的目的，一般用于處理中、低濃度的氣相污染物。吸附效果取決于吸附劑性質(zhì)、氣相污染物種類以及吸附系統(tǒng)的操作溫度、濕度、壓力等因素。近幾年，出現(xiàn)一些新的吸附工藝和設(shè)備，如吸附-熱   -催化燃燒凈化工藝、吸附-水蒸氣   -溶劑回收凈化工藝等，對VOCs的去除效果較為明顯。
　　二、VOCs的技術(shù)
　　技術(shù)是通過化學(xué)或生物反應(yīng)等，在光、熱、催化劑和微生物等作用下將物轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，這種方法對于中等濃度或者濃度<1000mg/m3的低濃度VOCs具有較好的處理效果。目前，常用的方法主要有燃燒法、低溫等離子體分解法、生物法等。
　　1、燃燒法
　　燃燒法是利用VOCs易燃性質(zhì)進(jìn)行處理的一種方法，經(jīng)過充分的燃燒后，然后的產(chǎn)物是CO2和H2O，由于燃燒時放出大量的熱，排氣的溫度很高，所以可以回收熱量。該法在化工、噴漆和絕緣材料等行業(yè)廣泛使用。若VOCs中含有硫、氮和鹵素等成分，還應(yīng)考慮對燃燒后廢氣的處理，以免造成二次污染。
　　催化燃燒法是采用一些催化金屬，在低溫下可以進(jìn)行燃燒的方法，該法具有去除率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，并且可操作性較好。近年來，   對催化劑的研制多集中于非貴金屬催化劑。用于催化燃燒凈化含丙烯腈廢氣的金屬氧化物一貴金屬、金屬氧化物、非貴金屬3種類型的催化劑的研究制備，初步評價了其對丙烯腈的催化氧化效果，并與現(xiàn)有的國產(chǎn)負(fù)載貴金屬催化劑進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的催化劑對丙烯腈廢氣凈化具有較好的催化氧化性能。
　　2、低溫等離子體分解法
　　低溫等離子體技術(shù)又稱為非平衡等離子體技術(shù)，是在外加電場的作用下，通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量的   粒子，其與污染物分子發(fā)生一系列復(fù)雜的等離子體物理一化學(xué)反應(yīng)，從而將污染物降解為   物質(zhì)。該法適用于各類VOCs的治理，處理，無二次污染物產(chǎn)生、易操作，特別適用于對氣體流量大、濃度低的廢氣的處理。利用電子束照射20種VOCs，研究發(fā)現(xiàn)，通過化學(xué)結(jié)構(gòu)可以推算出90%處理率時所需的電子束能。對于芳香族、脂環(huán)族、脂肪族、甲醇和三氯乙烯，電子束照射的處理效果很好。配備一個帶防護(hù)罩的加速器(電壓為300kV)可以處理的VOCs氣體流量達(dá)30000Nm3/h。
　　利用非熱等離子體法處理VOCs，研究結(jié)果表明，等離子體的氧化性能比0：強(qiáng)，同時提出，等離子體技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵是過程的性、等離子體的能量效率和凈化后氣體的后續(xù)處理?xiàng)l件等。