汽车涂装喷漆废气处理常见技术分析

杨翠霞

摘 要：近年来，伴随着我国工业飞速发展和社会经济的快速发展，极大地推动了我国企业制造业的发展，各个汽车企业并积极开拓自己的疆土，建设新的生产基地，与此同时各种环境问题也日益凸显出来。汽车涂装喷漆作为产生"三废"最多的环节，如何处理汽车涂装喷漆废气已经成为当前亟待解决的重大课题，本文就汽车涂装喷漆废气处理常见技术进行简单分析。

关键词：汽车涂装；喷漆废气；处理技术

我国工业化和城市化在“十二五”期间依然保持快速的发展趋势，对资源能源消耗持续增长，从而给自然环境带来前所未有的压力，环境保护现状不容乐观。汽车涂装喷漆具有漆雾多、大风量浓度低、成分复杂等特点，汽车涂装喷漆产生的废气给环境造成了极大污染，因此探讨汽车涂装喷漆废气处理技术具有重要意义。

1.汽车涂装喷漆废气主要成分和危害

汽车涂装喷漆废气主要指的是在喷涂汽车过程中产生的具有挥发性的有机物，不同的涂料和涂料溶剂，在喷漆过程产生的废气的成分也不尽相同，据相关资料显示，在汽车涂装喷漆过程中产生的废气中成本约15中，常见的有酯类（如：乙酸丁酯、乙酸乙酯）、醚类（乙二醇丁醚）、酮类（甲基异丁基酮）、苯系物（甲苯、二甲苯等等）。汽车涂装喷漆废气对人类带来的危害是巨大的，飘散在空气中的喷漆废气在人经呼吸道吸入后会引发急性或者慢性中毒，对人体的神经系统和造血系统造成损害。当人体吸入的甲苯、苯、乙酸乙酯等成分浓度过高，还会在短时间抑制其注意力、记忆力以及感觉运动速度，如果人体长时间接触这些有害成分，还会对肝脏造成毒性反应，破坏人体的中枢神神经[1]。

2.汽车涂装喷漆废气处理技术

当前汽车行业针对汽车涂装喷漆废气，主要以下几种处理技术。

2.1除雾处理技术

常见除雾技术有过滤法和吸收法。（1）过滤法主要借助滤层将漆雾和颗粒物阻留下来，通常选用炉渣、玻璃纤维棉作为滤料，通过过滤可以除去大部分的漆雾，也会少量吸附有机物，但是因为经过滤器的废气常常无法达到排放标准，因此需要结合其他方法二次处理。（2）吸收法。吸收法主要是借助液态溶剂吸收废气从而将挥发性有机化合物除去，其工作原理为相似相溶，也可能通过化学反应来达到吸收的目的，常见方式有喷淋水洗、水旋式处理、无泵水幕处理、雾化洗涤等等。

2.2活性炭吸附+催化燃烧处理技术

活性炭作为汽车行业处理涂装喷漆废气吸附剂已经拥有较长的使用时间。由于活性炭具有表面疏水性强、价格便宜、比表面积大，可以达到500～1200m2/g，从而决定了活动性的吸附能力强，其表面可以吸附有机溶剂，待吸附达到饱和后，再将其置于100℃条件下的热空气中开展脱附操作，通过脱附便可以将吸附的气体析出来。活性炭的表面拥有疏水性表面的分子筛，因为其价格低廉，当前已经被广泛应用在需要去除有机溶剂的场所中。如果在处理汽车涂装废气时采用活性炭吸附技术，需要将该项技术同催化燃烧工艺相结合。活性炭吸附+催化燃烧处理技术主要是根据活性炭具有较高的吸附效率和催化燃烧具有节能这两个原理进行设计的，因此又常常被称为吸附浓缩-催化燃烧法，该项处理技术主要是应用数个活性炭吸附箱连续工作，并且每个吸附箱之间可以替换使用。吸附的工作原理如下：含有有机物的涂装喷漆废气在经过引风机后，通过活性炭吸附箱，将废气吸附在活性炭内部，待吸附干净后的将洁净的空气排放至大气候，通常活性炭在使用6天后，便可以达到饱和状态后，停止吸附，这个时候有机物已经被浓缩至活性炭中。脱附工作步骤为：将催化净化装置中的加热装置启动，热风进入内部循环，当热风达到有机物的沸点（通常情况下≤120℃）时，有机物便会从活性炭中解析出来，将其送至催化室将其催化分解为二氧化碳和水，并且可以释放出热量。释放出的热量在进入吸附床脱附时，此时加热装置完全暂停工作，而有机废气会在催化燃烧室中维持自然状态，尾气再生，循环进行，最终到有机物完全从活性炭内部分离开来，直至催化室分解。通过上述工艺，不仅实现了活性炭再生，而且催化分解处理了有机物[2]。

2.3活性炭吸附+溶剂回收技术

通常汽车涂装喷漆车间排放出来废气需要先后通过过滤器进行预处理，从而将废气中的粉尘和漆雾小液滴滤去，然后再通过漆雾分离器中的水洗操作后经高压离心风机抽送至装有活性炭的吸附槽中。涂装喷漆废气在通过活性碳层时，被活性炭吸附在孔隙中，而空气则可以通过碳层。当今吸附后的尾气符合排放要求后再通过吸附槽顶部的排放口最终排至大气中。吸附槽在吸附一段时间后，当吸附槽顶部即将被穿透时，气体溶剂在被蒸汽加热后，实现活性炭的再生。从活性炭表面脱附下来的水蒸气和有机溶剂在经过冷凝器最终凝结成液体，混合液体在经过油水分离槽后实现自动分离，被分离出来的溶剂进入至储槽中，而废水则直接被排放至废水处理厂。活性炭吸附+溶剂回收技术处理汽车涂装废气的方法主要被广泛应用于箱式货运车和集装箱货运车涂装喷漆废气的处理中，采用这种处理技术每年回收再利用废气中的有机物高达90%，其经济效益和环境效益巨大。

2.4生物降解处理技术

在汽车涂装喷漆废气处理中應用生物降解技术的主要原理为：通过微生物产生代谢活动将挥发性有机物气体转化成二氧化碳、水、细胞组成物的过程，生物降解处理技术包含的处理设备主要有生物过滤池、生物洗涤器、生物滴滤塔、膜生物反应器。生物降解技术最早是由美国发明的，直到上个世纪七十年代才在西方国家得到应用，而我国对该项技术的研究起步较晚。据相关数据显示：在21世纪，欧洲已经拥有近7500套生物降解处理挥发性有机物装置被投入使用。因为生物降解处理技术工作环境为常温、常压，对操作条件要求不高，具有成本低、能耗少等优点，并且这样技术不会产生二次污染，所以相信生物降解处理技术在今后拥有更广泛的前景。针对挥发性有机物浓度低、风量大的废气，采用生物降解技术进行处理具有成本低、设备简单、操作简单、处理效果好等优点。但与此同时，生物降解技术也存在一些缺陷，主要体现在生物降解速率有限，再加上汽车涂装喷漆废气中的有机物可以溶于水，因此该项技术在处理具有生物毒性的物质时效果不尽人意。对汽车涂装喷漆废气而言，含量最高的成分为苯系污染物，这类物质难溶于水甚至不溶于水，因此又常常被称为疏水性挥发性有机物。针对疏水性发性有机物废气，我国学者进行了一系列深入研究，大量科学家经实验证实：处理疏水性挥发性有机物废气最高效的方法为添加表面活性剂。由于甲苯在表面活性剂浓度低于临界胶束浓度溶液中的增溶明显，可以在采用生物过滤法净化乙苯的过程中假如0.3mol/L的十六酸钾作为表面活性剂，结果净化疏水性挥发性有机物废气效率可以提高25.86%。由此可见，采用添加表面活性剂的方式能够促进疏水性挥发性有机物增溶和降解，从而为生物降解处理汽车涂装喷漆废气中的疏水性有机废气带来极大地发展空间[3]。

3.小结

综上所述，伴随着我国汽车行业的飞跃式发展，汽车涂装喷漆废气已经成为挥发性有机物的重要污染源之一，喷漆废气会导致全球气候变暖并破坏臭氧层，因此在大力提倡环境保护的背景下采取有效措施处理汽车涂装喷漆废气具有重大意义。

参考文献：

[1]李晓琳，邢汶平.浅谈汽车涂装车间废气治理技术[J].现代涂料与涂装，2017，20（07）：23-26+57.

[2]施媛媛.活性炭吸附催化一体设备在汽车涂装喷漆废气处理中的应用[J].汽车实用技术，2017（15）：167-169.

[3]杨建锁，马力，孟凡敬.汽车涂装喷漆废气处理技术探讨及应用[J].装备制造技术，2015（05）：230-232.