李雅君 莊燁 謝智煌 林翔 李寰

摘 要：針對(duì)我國(guó)汽車制造、家具涂裝、金屬制品加工等行業(yè)噴涂工序產(chǎn)生的含漆霧廢氣的治理，提出一種布袋過濾漆霧處理方案。通過搭建布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與布袋性能測(cè)試等手段對(duì)方案的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。研究還與現(xiàn)有漆霧預(yù)處理方案的處理成本進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明布袋過濾預(yù)處理方案可以節(jié)省至少50%以上的運(yùn)行費(fèi)用，有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，日后漆霧處理的應(yīng)用前景可期。

關(guān)鍵詞：涂裝;布袋過濾;成本比較

引言

2010年國(guó)家把VOCs防治作為大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的重要組成部分，大氣VOCs污染治理越來越受到人們的關(guān)注。表面涂裝行業(yè)作為工業(yè)源VOCs排放大戶是重點(diǎn)整治對(duì)象。對(duì)于該行業(yè)的VOCs廢氣目前主要采用吸附與燃燒的治理工藝[1]，但是由于涂裝行業(yè)廢氣中普遍含有漆霧等粘性物質(zhì)，容易造成主體吸附設(shè)備堵塞。因此在考慮涂裝行業(yè)VOCs治理工藝時(shí)必需兼顧良好的預(yù)處理。

現(xiàn)在的前端漆霧、粉塵過濾方式，主要有濕式處理方法和干式處理方法兩大類。濕式處理方法就是用液態(tài)物質(zhì)（多為水中加凝聚劑）捕捉過噴漆霧，會(huì)有污水產(chǎn)生，需要另外配套污水處理系統(tǒng)[2]。干式處理方法即采用干式材料（過濾網(wǎng)等）捕捉過噴漆霧，存在過濾不徹底、需頻繁停機(jī)更換濾材等弊端[3]。本研究提出一種布袋過濾漆霧處理方案，對(duì)比現(xiàn)有預(yù)處理方案，判斷方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

1布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)組成及工作原理

布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)主要由布袋除塵器、脈沖噴吹裝置、下部灰斗、下料機(jī)、前端廢氣收集管道和離心風(fēng)機(jī)組成，其結(jié)構(gòu)見圖1所示。

在該系統(tǒng)中，下料機(jī)安裝在布袋除塵器的入口管段中，利用下料機(jī)定時(shí)往管道內(nèi)投加石灰石粉末，在離心風(fēng)機(jī)的作用下，使除塵器內(nèi)的布袋涂覆上石灰石粉末。從噴漆房抽出來的帶有漆霧的廢氣經(jīng)過布袋及其表層石灰石粉末的過濾，油漆粘附在表層的石灰石粉上，氣體經(jīng)過布袋過濾送至后續(xù)廢氣治理設(shè)備去，從而達(dá)到分離廢氣中油漆的目的[4]。

脈沖噴吹系統(tǒng)設(shè)置一定的壓差限值，當(dāng)布袋由于外表面漆霧的粘附導(dǎo)致壓差變大，達(dá)到壓力限值后，自動(dòng)啟動(dòng)脈沖噴吹系統(tǒng)，而后連鎖下料機(jī)下料。保證整個(gè)系統(tǒng)的壓降穩(wěn)定，且布袋表層始終涂覆一層石灰石粉末，避免了漆霧直接粘附在布袋上。

2布袋過濾漆霧處理系統(tǒng)應(yīng)用情況

研究將試驗(yàn)裝置放置于某機(jī)械零部件的噴漆車間內(nèi)探討不同運(yùn)行時(shí)間下，布袋過濾系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性能與處理效果。研究設(shè)備放置于噴漆房?jī)?nèi)處理噴漆房中的漆霧，選擇4.2m/s的布袋過濾風(fēng)速，采用一日一次預(yù)涂灰一噴吹清灰的方式，每天上班時(shí)下料機(jī)下灰對(duì)布袋進(jìn)行預(yù)涂灰，下班時(shí)關(guān)閉設(shè)備對(duì)布袋進(jìn)行噴吹觀察布袋的現(xiàn)象。具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表1。

當(dāng)選擇4.2m/s的過濾風(fēng)速對(duì)噴漆車間引出的氣體進(jìn)行漆霧過濾時(shí)，研究測(cè)試了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行15日后的進(jìn)出口顆粒濃度，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果（表2）可知，當(dāng)前端未進(jìn)行噴漆作業(yè)期時(shí)，檢測(cè)到進(jìn)口的漆霧濃度為3mg/m3，說明空氣存在一定量的顆粒物粉塵，檢測(cè)布袋出口的排放量為0.8mg/m3;當(dāng)噴漆房?jī)?nèi)進(jìn)行噴漆作業(yè)時(shí)，檢測(cè)到進(jìn)口端的漆霧濃度為10mg/m3，而檢測(cè)布袋出口的排放量為0.9mg/m3，說明無論在噴漆或無噴漆作業(yè)的工況下，布袋的出口顆粒物排放量<1mg/m3，都可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3布袋性能表征

研究分別記錄了設(shè)備運(yùn)行一周和兩周后的布袋外觀，如圖2所示，運(yùn)行一周后的布袋仍然保持干凈，但是運(yùn)行兩周后的布袋表面比較臟，分析其原因可能是由于噴漆房?jī)?nèi)空氣中的顆粒物粘在設(shè)備灰斗中，進(jìn)行下灰操作時(shí)，石灰石粉末與灰斗接觸變臟，粘到布袋上導(dǎo)致布袋也看著比較臟。

為了了解這些看上去臟的東西或者漆霧是否會(huì)粘到布袋上影響布袋的透氣性，研究對(duì)連續(xù)運(yùn)行一周后的布袋預(yù)涂灰后的初始?jí)翰詈蛧娖嶙鳂I(yè)后的壓差進(jìn)行一周的統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖3所示。噴漆作業(yè)后的壓差根據(jù)當(dāng)日噴漆量的多少成正相關(guān)性變化，而布袋預(yù)涂灰后的初始?jí)翰钍冀K保持在700Pa上下波動(dòng)，可以初步判斷經(jīng)過兩周的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，布袋的透氣性維持在一個(gè)相對(duì)的狀態(tài)。

同時(shí)研究還對(duì)不同實(shí)驗(yàn)階段的布袋各采樣兩個(gè)進(jìn)行透氣性分析測(cè)試。具體的測(cè)試結(jié)果見表3。

測(cè)試顯示干凈布袋透氣率約為4.870m3/m2.min。在布袋過濾風(fēng)速為4.2m/min時(shí)，運(yùn)行一周和兩周后的透氣率分別為3.802m3/m2.min和3.462m3/m2.min，根據(jù)布袋廠家提供的信息，每個(gè)布袋的透氣性本身存在一定的波動(dòng)范圍，測(cè)試結(jié)果有一定的下降，但在布袋透氣性波動(dòng)范圍內(nèi)可以認(rèn)為基本無影響。說明運(yùn)行兩周后的布袋不存在糊袋和堵塞的情況。

4經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

研究按照某汽車噴涂企業(yè)廢氣治理工程340000 m3/h處理風(fēng)量的工程條件，在不改變吸附+燃燒的主體治理工藝的前提下，分別測(cè)算了采用框架式過濾器和布袋過濾兩種預(yù)處理方案的建設(shè)成本和使用成本，對(duì)比兩種方案的經(jīng)濟(jì)適用性。其中框架式過濾器設(shè)計(jì)四級(jí)，更換周期分別按照一級(jí)12次/年，二級(jí)8次/年，三級(jí)6次/年，四級(jí)5次/年計(jì)算。布袋過濾成本考慮脈沖噴吹系統(tǒng)的設(shè)備投入，石灰石粉末按照不重復(fù)利用進(jìn)行核算。具體的測(cè)算結(jié)果見表4。

如表4所示，當(dāng)按照常規(guī)布袋4m/min的過濾氣速，布袋過濾設(shè)備的投入成本是框架式過濾器預(yù)處理方案的1.7倍;但考慮長(zhǎng)期運(yùn)行的運(yùn)行成本時(shí)，布袋過濾預(yù)處理系統(tǒng)的年運(yùn)行成本可以節(jié)省78%的成本，最終采用布袋過濾方案成本可以節(jié)省62%。可見采用布袋過濾預(yù)處理方案對(duì)年運(yùn)行成本存在顯著性影響，預(yù)處理系統(tǒng)的總成本測(cè)算中，布袋過濾預(yù)處理方案優(yōu)勢(shì)明顯。

5結(jié)論

采用布袋過濾預(yù)處理方式可以有效對(duì)噴漆房空氣中的漆霧顆粒進(jìn)行過濾去除，運(yùn)行尾氣可以滿足1mg/m3的預(yù)處理要求。采用布袋過濾預(yù)處理方式不僅可以省去頻繁的過濾器更換工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)清理。采用布袋過濾預(yù)處理方案雖然增加了設(shè)備的投入成本，但可以省去頻繁的停機(jī)、人工更換過濾器，節(jié)省至少50%以上的運(yùn)行費(fèi)用，預(yù)處理系統(tǒng)的年總運(yùn)行成本明顯比框架式過濾器方案低，有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，日后的涂裝廢氣預(yù)處理的應(yīng)用前景可期。

參考文獻(xiàn)：

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