一種汽車涂裝廢氣的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，涉及一種汽車涂裝廢氣的處理工藝。本發(fā)明采用噴淋洗滌與光電協(xié)同低溫等離子體催化技術(shù)相結(jié)合處理汽車噴涂廢氣的組合工藝。汽車噴涂廢氣先進(jìn)入噴淋洗滌塔預(yù)處理，使廢氣與水充分接觸，其中的漆霧被加入絮凝劑的水充分吸收形成漆渣；剩余含有有機(jī)物的廢氣混合一定量的氧氣后進(jìn)入雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，其高壓電極為負(fù)載型光催化材質(zhì)，利用等離子體與光催化協(xié)同降解有機(jī)物。本發(fā)明方法適用于大氣量、中低濃度的汽車噴涂尾氣的凈化處理。處理后的漆霧的凈化效率可達(dá)95%以上，其凈化效率可達(dá)90%以上，符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297‐1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】一種汽車涂裝廢氣的處理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，涉及一種汽車涂裝廢氣的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車制造過(guò)程中涂裝工段是產(chǎn)生“三廢”最多的環(huán)節(jié)，其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”的主要部分，尤其是工件的噴漆、流平和烘干，在這些工序中會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)廢氣(VOC)及過(guò)噴漆霧。由于人們的意識(shí)不夠、處理技術(shù)落后或處理成本高等原因，這些廢氣經(jīng)常不經(jīng)處理直接排放，嚴(yán)重影響了大氣質(zhì)量與動(dòng)植物生長(zhǎng)和人類的健康。我國(guó)早在2006年就頒布實(shí)施的HJ/T293《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)汽車制造業(yè)(涂裝)》明確了環(huán)境管理指標(biāo)，強(qiáng)調(diào)了汽車涂裝廢氣處理的必要性。
[0003]目前，常采用的方法主要有:冷凝法、吸附法、吸收法、生物法、催化燃燒法、等離子體技術(shù)等。
[0004]冷凝法原理簡(jiǎn)單，是脫除和回收揮發(fā)性有機(jī)物較好的方法，但是要獲得高的回收率，往往需要較低的溫度或較高的壓力，能耗大，不是真正意義上的“節(jié)能減排”；吸附法常用與處理惡臭氣體，具有操作簡(jiǎn)單、凈化效率高、技術(shù)工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，但是吸附劑熱空氣脫附產(chǎn)生的高濃度廢氣通常需要再用燃燒法進(jìn)行二次處理，產(chǎn)生的液體易產(chǎn)生二次污染，且運(yùn)行成本高；吸收法處理惡臭氣體有一定的效果，但對(duì)于成分復(fù)雜的混合廢氣適用性較差，且易造成二次污染；生物法脫臭具有設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)生二次污染的可能性小等優(yōu)點(diǎn)，但是存在占地面積大，反應(yīng)器啟動(dòng)、微生物馴化和處理過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)等缺點(diǎn)；催化燃燒法是比較徹底的處理手段，但是運(yùn)行成本昂貴，尤其是當(dāng)廢氣中含有的焦油、油煙、粉塵易導(dǎo)致催化劑易中毒，不適合復(fù)雜的噴涂尾氣的處理；等離子體技術(shù)是比較新型的處理技術(shù)，處理低濃度流量適中的VOCs非常有效，但由于能量效率不高、選擇性差和易產(chǎn)生副產(chǎn)物，限制了該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。光催化設(shè)備操作簡(jiǎn)單，但是需要外加光源，催化劑遇粉塵、油煙等易失活，造成轉(zhuǎn)化效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)目前含汽車涂裝廢氣處理技術(shù)效率低、成本高、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，提供了一種能夠穩(wěn)定、高效的處理汽車涂裝廢氣的方法。
[0006]本發(fā)明的目的是 提供一種噴淋洗滌與光電協(xié)同低溫等離子體催化技術(shù)相結(jié)合處理汽車噴涂廢氣的組合工藝。汽車噴涂廢氣先進(jìn)入噴淋洗滌塔預(yù)處理，使廢氣與水充分接觸，其中的漆霧被含絮凝劑的水充分吸收形成漆渣，漆霧的凈化效率可達(dá)95%以上；剩余含有有機(jī)物的廢氣混合一定量的氧氣后進(jìn)入雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器(DDBD),其高壓電極為負(fù)載型光催化材質(zhì)，利用等離子體與光催化協(xié)同作用，一方面由等離子體產(chǎn)生的高能粒子與其激發(fā)的紫外光驅(qū)動(dòng)光催化劑協(xié)同對(duì)有機(jī)污染物直接降解，另一方面產(chǎn)生大量的活性粒子，如.0、.0H、O3等對(duì)有機(jī)分子進(jìn)一步分解成無(wú)毒無(wú)害的化合物，其凈化效率可達(dá)90%以上。該組合工藝可以減少設(shè)備的體積、等離子體產(chǎn)生的副產(chǎn)物以及投資費(fèi)用高等缺陷。適用于大氣量、中低濃度的汽車噴涂尾氣的凈化處理。
[0007]所述的汽車噴涂廢氣主要成分為:漆霧、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇。
[0008]所述的噴淋洗滌塔的噴淋密度優(yōu)選I?4m3/ (m2，h)。
[0009]所述的絮凝劑優(yōu)選聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵中的一種；所述的含絮凝劑的水中絮凝劑濃度優(yōu)選1%。?5%。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
[0010]DDBD裝置功率連續(xù)可調(diào)，功率范圍為I?3kw。
[0011]DDBD的負(fù)載型光催化高壓電極優(yōu)選:Ti02/N1、Ti02/Pt、Sn02/N1、Sn02/Pt中的一種，直徑為0.1?0.4mmο
[0012]負(fù)載型光催化高壓電極的制備方法為:(1)稱取一定量的羧甲基纖維素鈉，加入到去離子水中，加熱，攪拌直至完全溶解，制成質(zhì)量濃度為3%的溶液；(2)稱5g取的納米光催化材料(即Ti02、Sn02中的一種)，加入300ml到羧甲基纖維素鈉溶液中；(3)超聲30min后放置于電磁攪拌器上，攪拌30min，待用。(4)將20cm的電極絲浸泡于所制備的300ml光催化溶液中，超聲15min后取出，烘干，即得到光催化高壓電極。
[0013]混合氧氣的量為涂裝廢氣總量的10%?30% (V/V)0
[0014]處理后的尾氣排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]有益效果:
[0016]1、本發(fā)明利用等離子體一方面對(duì)有機(jī)物直接降解，另一方面可以生成O3等氧化性物質(zhì)降解有機(jī)物，此外等離子體工作時(shí)激發(fā)的紫外光可以在光催化劑存在的條件下驅(qū)動(dòng)光催化，實(shí)現(xiàn)協(xié)同降解，同時(shí)利用氧氣配氣，能大幅提高氧化性自由基的密度，能夠同時(shí)去除多種有機(jī)廢氣，凈化效率高、降解徹底、操作簡(jiǎn)便。
[0017]2、本發(fā)明負(fù)載型光催化高壓電極具有活性高、壽命長(zhǎng)。
[0018]3、本發(fā)明裝置的抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定性高，且無(wú)二次污染。
【具體實(shí)施方式】
[0019]南京某汽車制造廠的汽車涂裝廢氣主要成分為:漆霧1100mg/m3、甲苯370mg/m3、二甲苯 290mg/m3、丙麗 120mg/m3、乙醇 180mg/m3,氣量為 2600m3/h。
[0020]以下實(shí)施例均按照下述方法進(jìn)行廢氣處理:
[0021]汽車噴涂廢氣先進(jìn)入噴淋洗滌塔預(yù)處理，使廢氣與噴淋的含絮凝劑的水充分接觸，其中的漆霧被含絮凝劑的水充分吸收形成漆渣；剩余含有有機(jī)物的廢氣混合氧氣后進(jìn)入雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器DDBD，其電極為負(fù)載型光催化高壓電極，利用等離子體與光催化協(xié)同催化，一方面由等離子體產(chǎn)生的高能粒子與其激發(fā)的紫外光驅(qū)動(dòng)光催化劑協(xié)同對(duì)有機(jī)污染物直接進(jìn)行降解，另一方面產(chǎn)生大量的包括.0、.0H、O3在內(nèi)的活性粒子將有機(jī)分子進(jìn)一步分解成無(wú)毒無(wú)害的化合物。
[0022]負(fù)載型光催化高壓電極的負(fù)載方法為:(1)稱取一定量的羧甲基纖維素鈉，加入到去離子水中，加熱，攪拌直至完全溶解，制成質(zhì)量濃度為3%的溶液；(2)稱5g取的納米光催化材料(即Ti02、Sn02中的一種)，加入300ml到羧甲基纖維素鈉溶液中；(3)超聲30min后放置于電磁攪拌器上，攪拌30min，待用。(4)將20cm的電極絲浸泡于所制備的300ml光催化溶液中，超聲15min后取出，烘干，即得到負(fù)載型光催化高壓電極。
[0023]實(shí)施例1[0024]噴淋洗滌塔的噴淋密度Im3/ (m2，h)，其中絮凝劑為聚合氯化鋁，濃度為5%。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；DDBD裝置優(yōu)選的負(fù)載型光催化高壓電極為Ti02/Ni，直徑為0.3mm,功率為3kw ;混合氧氣的量為廢氣總量的15% (V/V)0
[0025]處理后的漆霧45mg/m3、甲苯 20mg/m3、二甲苯 32mg/m3、丙酮 10mg/m3、乙醇 12mg/m3。排氣筒高度為15m，排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0026]實(shí)施例2
[0027]噴淋洗滌塔的噴淋密度2m3/ (m2，h)，其中絮凝劑為聚合硫酸鐵，濃度為3%。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；DDBD裝置優(yōu)選的負(fù)載型光催化高壓電極為Ti02/Pt，直徑為0.1mm，功率為Ikw ;混合氧氣的量為廢氣總量的10% (V/V)0
[0028]處理后的漆霧40mg/m3、甲苯28mg/m3、二甲苯 30mg/m3、丙酮 llmg/m3、乙醇 10mg/m3。排氣筒高度為15m，排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]實(shí)施例3
[0030]噴淋洗滌塔的噴淋密度3m3/ (m2，h)，其中絮凝劑為聚合氯化鐵，濃度為1%。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；DDBD裝置優(yōu)選的負(fù)載型光催化高壓電極為SnO/Ni，直徑為0.4mm,功率為2kw ;混合氧氣的量為廢氣總量的30% (V/V)0
[0031]處理后的漆霧38mg/m3、甲苯 23mg/m3、二甲苯 28mg/m3、丙酮 8mg/m3、乙醇 10mg/m3。排氣筒高度為15m，排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0032]實(shí)施例4
[0033]噴淋洗滌塔的噴淋密度4m3/ (m2，h)，其中絮凝劑為聚合氯化鋁，濃度為5%。(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；DDBD裝置優(yōu)選的負(fù)載型光催化高壓電極為SnO/Pt中的一種，直徑為0.2mm，功率為3kw ;混合氧氣的量為廢氣總量的20% (V/V)0
[0034]處理后的漆霧30mg/m3、甲苯 24mg/m3、二甲苯 35mg/m3、丙酮 llmg/m3、乙醇 15mg/m3。排氣筒高度為15m，排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車涂裝廢氣的處理方法，其特征在于汽車噴涂廢氣先進(jìn)入噴淋洗滌塔預(yù)處理，使廢氣與噴淋的含絮凝劑的水充分接觸，其中的漆霧被含絮凝劑的水充分吸收形成漆渣；剩余含有有機(jī)物的廢氣混合氧氣后進(jìn)入雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器DDBD，其電極為負(fù)載型光催化高壓電極，利用等離子體與光催化協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)雙催化，一方面由等離子體產(chǎn)生的高能粒子與其激發(fā)的紫外光驅(qū)動(dòng)光催化劑協(xié)同對(duì)有機(jī)污染物直接進(jìn)行降解，另一方面產(chǎn)生大量的包括.0、.0H、O3在內(nèi)的活性粒子將有機(jī)分子進(jìn)一步分解成無(wú)毒無(wú)害的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的汽車噴涂廢氣主要成分為:漆霧、甲苯、二甲苯、丙酮及乙醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵中的一種，所述的含絮凝劑的水中絮凝劑的濃度為lwt%o? 5wt%。。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的噴淋洗滌塔的噴淋密度為I?4m3/(m2，h)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器DDBD功率連續(xù)可調(diào)，功率范圍為I?3kw。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的負(fù)載型光催化高壓電極選自=TiO2/N1、Ti02/Pt、Sn02/N1、Sn02/Pt 中的任意一種；電極的直徑為 0.1 ?0.4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的負(fù)載型光催化高壓電極通過(guò)以下方法制備:(I)稱取羧甲基纖維素鈉溶于去離子水中制成質(zhì)量濃度為2?8%的溶液；(2)稱取的納米光催化材料，加入制備的羧甲基纖維素鈉溶液中，納米光催化材料選自Ti02、SnO2中的一種，納米光催化材料與羧甲基纖維素鈉溶液的質(zhì)量體積比為Ig:(50?70) ml; (3)超聲20?30min后放置于電磁攪拌器上，攪拌20?30min，待用。(4)將20cm的電極絲浸泡于所制備的光催化溶液中，超聲15?20min后取出，烘干，即得到負(fù)載型光催化高壓電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的氧氣的量為汽車噴涂廢氣總量的10% ?30% (V/V)。
【文檔編號(hào)】B01D53/76GK103785254SQ201410056565
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】徐炎華, 于鵬 申請(qǐng)人:徐炎華, 于鵬