环境影响评价中喷涂废气污染物的治理研究

2022-01-01亳州市中环环境科技有限责任公司鲁峰

区域治理 2021年16期

关键词：涂料废气排气

亳州市中环环境科技有限责任公司鲁峰

涂料应用过程中，喷漆室、烘干室、晾干室等区域均会产生大量的喷涂废气污染物，对区域环境造成严重威胁。因此，本文以喷涂废气污染物为研究对象，介绍了喷涂废气污染物组成及来源，利用算法，阐述了喷涂废气污染物对环境的影响。

一、涂料组成及来源

（一）涂料组成

涂料主要由成膜物质（树脂）、固化剂、稀释剂（溶剂、助剂）、色料、添加剂等几种物质组成。其中，成膜物质主要为基础材料，颜料是涂料颜色的主要填充物质，溶剂为成膜物质主要稀释材料，稀释剂与涂料溶剂相溶，可以加强涂料分散性、溶解性。

（二）涂料来源

喷涂废气主要来自调漆、喷漆、晾干、烘干等过程，对应产生于生产中的调漆室、喷漆室、晾干室和烘干室。其中喷漆室产生的喷涂废气污染物主要为漆雾、挥发性有机物等，晾干室主要产生挥发性有机物，烘干室主要产生的废气为热分解后残留溶剂及燃烧废气。

二、喷涂废气污染物对环境的影响

（一）环境影响评价中喷涂废气污染物核算方法

在环境影响评价过程中，喷涂性物质主要产生的废气污染物为挥发性有机物。由于苯类物质主要作为油性涂料稀释剂，性质较稳定，经收集后可进入净化处理设施。因此，最终物料恒算公式为：喷涂废气总污染物排放量=有组织排放喷涂废气污染物+无组织排放喷涂废气污染物量=投入物料中污染物总量-被处理废气污染物量。

（二）喷涂废气污染物对环境的影响

随着排放限值标准的提高，废气后处理系统也在不断发展。为了去除废气中的有害污染物，选择性催化还原已经发展了大约24年。尿素SCR在汽车工业中应用的基本问题和挑战一直是许多学者研究的课题。尿素SCR作为还原剂，是一种成熟的固定式柴油机脱硝技术，目前被认为是减少卡车和拖拉机氮氧化物排放的最有前途的方法。

这种解决方案有好处，但也带来了二次排放氨滑移的风险。当氨直接用作还原剂时，这是一个主要问题。该解决方案的主要目标是提高效率，减少氮氧化物和燃油，同时提高发动机性能。通过使用位于SCR催化剂前面和后面的NOx传感器，ECU在有害污染物处理过程中监测NOx水平。SCR的主要目的是去除排气系统中的有害污染物，废气用一种叫AdBlue的液体处理[1]。

当它们通过排气系统时，催化转化器将有害的氮氧化物转化为无害的氮和水蒸气，这些变化是在分子水平上的。首先，在燃油消耗最小的前提下，通过优化喷油和正时获得最大的性能和扭矩。随后，通过向排气系统中注入AdBlue来处理有害废气。目前SCR系统通过对处理前后NOx浓度和温度的监测，动态控制AdBlue的用量，这将最大限度地提高效率，最大限度地减少AdBlue的绝对使用量。SCR系统由几个部分组成，AdBlue油箱位于主油箱旁边，便于加注和隔离寒冷天气。供应模块将AdBlue泵送至AdBlue喷油器，剂量模块在DOC后面注入AdBlue，通过在SCR催化剂之前向废气流中注入AdBlue，可降低NOx。由于废气的热量，阿德兰被分解成氨和二氧化碳。形成的氨和废气流入SCR催化剂，氨与NO和NO2分子发生反应，将NOx分子转化为无害的氮气和水蒸气。NO的催化还原按式1进行，NO2的还原按式2进行。排气系统末端的温度和氮氧化物传感器监测排气，通过催化剂以确保AdBlue喷射在所有发动机负载下都得到优化。SCR系统由ECU电子控制，ECU根据发动机转速、实际扭矩、排气温度、NOx含量和进气湿度等参数调节AdBlue的喷射量。喷射是在满足以下特定条件后实现的：冷却液温度高于45℃°C、SCR催化剂温度180以上°C、发动机转速为1000转、扭矩负载为发动机的20%。在不满足这些参数的情况下，由于无法初始化化学反应，阿德兰不能被注入[2]。这些变量被归类为激活参数。本文通过对CAN总线数据的读取，获取发动机的具体参数，如排气温度、燃油消耗量和扭矩负载，以观察发动机的喷油正时，主要目的是指出废气温度对与阿德兰注射液直接相关的有害污染物处理的影响。

三、喷涂废气污染物的治理对策

（一）环境影响评价中喷涂废气污染物

测量链的结构针对公路路试，设计了用于观测参数监测的测量链。使用带有OBD连接器的数据采集卡的便携式计算机，OBD接头直接连接在SAEJ196216针接头上。使用LabView软件编写了CAN总线专用代码的在线读取程序，这种方法使读取发动机上已安装传感器的数据成为可能。在整个运输工作周期内，实现了对各种发动机负载的数据记录。运输占空比主要测试对象是依维柯STRALIS420EEV卡车，采用第二代SCR技术废气处理系统。卡车配备了313,2kW标称功率和1900Nm扭矩（1050Nm）的发动机÷1550转/分，发动机还配备了一个可变几何涡轮增压器，用于重型运输。发动机预热到工作温度，大气压力平均值为98.6kpa，环境空气温度在-3到11°C之间，在整个测量过程中，自动变速器被激活。为了正确的引擎工作负载，计划了特定的跟踪。运输占空比是在Vy和Vy之间的运输道路上实现的š科夫和普罗斯特ě乔夫，这对燃油消耗量和废气温度有直接影响。此外，由于废气温度波动，AdBlue喷射也受到影响。结果和讨论废气温度和发动机负荷过程结果的第一部分致力于监测发动机负荷、废气温度和燃油消耗等基本参数之间的相关性。从整个运输占空比中选择各个发动机状态[3]可知，发动机负荷的增加与油耗的增加是同步的，这两种状态与废气温度相关。随着燃烧的增多，由于燃烧过程中废气温度升高，另一种状态描述发动机负载降低时的减速过程。这就带来了由于燃油供应中断而导致的燃油消耗量的急剧下降。如果没有燃油供应，气缸内不会发生燃烧，从而导致废气温度降低。这两种状态代表了发动机基本参数与道路困难、卡车负载和天气条件引起的工作负载有关的行为。废气温度对AdBlue喷射过程有重要影响，同时，发动机负荷对有害污染物的处理起着至关重要的作用。AdBlue进样过程对于适当的选择性催化还原功能来说，AdBlue进样过程是必不可少的部分。在运输占空比期间，实现了不同的发动机负载。SCR系统的控制单元评估NOx还原正常功能所需的输入参数。AdBlue在发动机负载增加期间的喷射过程，AdBlue液体不是连续注入的，原因是SCR催化剂供应氨和二氧化碳。SCR催化剂储存一定量的氨，化学反应需要一定的时间来还原NOx。废气流经SCR催化剂时，氨含量降低，需要额外的剂量。此外，过量AdBlue注入会导致氨直接泄漏到大气中，从而造成有毒污染。在全负荷和中等负荷时，大部分NOx都会形成。在减速过程中，AdBlue注射量明显受限，这是由于燃料供应终止导致燃烧过程停止造成的。在稳定和满负荷期间，由于通过SCR催化剂的废气流量较大，AdBlue喷射量几乎保持不变。特征的开始表现为发动机满负荷，高喷射AdBlue，随后发动机负荷显著降低，伴随着AdBlue喷射关闭。尽管所有的发动机液体都达到了它们的工作温度，但由于发动机负荷的变化，废气的温度在130–205°C之间波动，这个温度不适合SCR催化剂中化学反应的开始。如果将AdBlue直接注入废气的主流，AdBlue就无法分解为氨和二氧化碳，这将导致废气中尿素含量过高，进而造成环境污染[4]。

（二）苯类挥发性有机物治理措施

UV光解设备利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，裂解工业废气如氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。适用条件：反应条件为常温常压，反应器结构简单，并可同时消除混合污染物（有些情况还具有协同作用），不会产生二次污染[5]。具有适用范围广、宽谱性、耐高温、净化效率比较高、流量范围宽的特点，尤其适用于其他方法难以处理的多组分恶臭气体，可以处理低浓度气体[6]。