涂装车间废气处理工艺优化简析

涂装车间废气处理工艺优化简析

吴焕雄

  珠海展辰新材料股份有限公司  广东省珠海市   519090

摘要：随着我国工艺技术的持续发展，涂装车间朝着低能耗、自动化、智能化的方向持续迈进，但实际生产期间，VOCs废气的产生不仅危害到车间人员生命安全，亦对我国生态环境可持续发展产生不利影响。本文从涂装车间废气产生的概述分析入手，在此基础上阐明涂装车间废气处理改造工艺的应用。

关键词：涂装车间；废气；处理工艺；改造

涂装工艺主要是将成膜物、装饰层覆盖于产品金属、非金属表面，可发挥装饰与保护产品表面的作用。而纵观当前涂装生产作业开展，其废气的产生对环境与人体造成负面影响。随着环保生态理念在我国各领域行业中的普及，对涂装车间生产提出更高要求，通过处理工艺改造来提升废气处理水平，为我国涂装生产行业的可持续发展提供技术支撑。

一、涂装车间废气处理概述

（一）废气形成原因与类型

纵观当前涂装作业过程，其中废气的形成不仅对周围环境造成污染，甚至会威胁到人员身体健康。分析其废气的形成原因与类型，具体表现为：（1）涂料挥发性有机物（VOCs）的蒸发。实际作业期间， 涂料中的挥发性有机物在喷涂过程中会以气溶胶形式蒸发到空气中，形成含粘性的VOCs废气，常见的涂料类型如油漆、涂层、胶粘剂等均会成为此类废气的形成来源[1]。（2）高温烘干作业期间形成VOCs废气。即在烘干处理期间，涂层需要经过一定的温度和时间来固化，而固化过程则可导致废气形成，主要由挥发性有机物、水蒸气和其他气体组成。（3）涂装设备排放的废气。作业期间多种涂装设备的应用，同样也是产生废气的主要原因，例如喷涂枪、喷涂室内的通风设备等。（4）涂装过程中的粉尘废气。涂装车间运行期间，无论是涂料喷涂还是研磨等操作，均会产生一定的粉尘废气.因此涂装类废气组成涉及到颗粒物、粉末、研磨剂等组分[2]。

（二）环境影响和健康风险

涂装车间形成的废气不仅是影响周围环境和谐发展的主要因素，亦对车间人员身体健康造成影响，具体表现为：

一是环境影响。其废气的大量产生，会对周围环境造成以下影响：① 大气污染。作业期间挥发性有机物参与光化学反应，产生臭氧和其他有害物质，对大气质量和空气呼吸者健康造成威胁。②水体污染。废气中的挥发性有机物可以通过大气沉降进入水体，对水环境造成污染。进而对水生生物产生毒性影响，破坏生态平衡。③土壤污染。即在涂装作业过程中，废气中的有害物质，如重金属、有机溶剂、气溶胶等，极易在排放过程中沉落土壤上对土壤造成污染。

二是健康风险。倘若工作人员长期处于废气环境中，极易导致① 呼吸系统问题。废气中的挥发性有机物、颗粒物和其他污染物可引起呼吸道刺激、咳嗽、气喘等呼吸系统问题。若存在长期暴露的情况，易导致现场人员出现慢性呼吸系统疾病[3]。 ②致癌风险。涂装车间中废气二挡形成，其中部分有机物和颗粒物被认为是潜在的致癌物质，长期接触这些废气可能增加患上肺癌等疾病的风险。③神经系统问题。若涂装车间废气处理不到位，其废气中有机溶剂和金属元素可以对中枢神经系统产生毒性影响，导致头痛、头晕、注意力不集中等神经系统问题。④皮肤问题。在涂装作业期间，废气中有机溶剂和颗粒物可能对皮肤产生刺激和过敏反应，引发皮肤炎症、瘙痒、湿疹等问题[4]。

二、涂装车间废气处理工艺改造方案分析

（一）目标设定和评估指标优化

为保证废气处理工艺改造后可发挥出应有作用，需以目标的明确、合理设定为前提，并通过对指标体系的优化建构，以保证废气处理效果符合预期要求。鉴于此，需在工艺改造过程中注意以下几点：一是满足排放标准和法规要求。以废气处理重要性的正确认知为前提，根据当地的环保法规和排放标准，确定废气处理工艺改造的目标，以实现对废气排放浓度、污染物去除效率等方面的了解，并将其作为改造的基准[5]。二是污染物排放量和浓度。为保证工艺改造后可取得理想成效，需设定废气处理工艺改造的目标是减少废气污染物排放量和降低废气中有害物质的浓度。根据涂装车间的具体情况和废气成分分析，制定合理的目标。三是处理效率和净化率。要求人员将提高处理效率和净化率作为主要目标之一，确保废气经过处理后符合法规和标准要求。根据废气成分和处理工艺的特点，设定合理的处理效率和净化率目标。四是能耗和运营成本。为充分展现出废气处理工艺的价值，需在目标设定时考虑废气处理工艺的能耗和运营成本，目标确定为降低能耗，提高能源利用效率，并在经济可行的范围内控制运营成本。五是可持续性和环境影响。要求人员在目标设定时，应考虑废气处理工艺的可持续性和对环境的影响。尽可能通过选择和优化工艺，使其在减少排放的同时对环境影响最小化。可以设定减少非甲烷总烃、二氧化碳排放量、减少废弃物产生等可持续发展目标。在设定目标后，还需要制定相应的评估指标和监测方案，以监测和评估废气处理工艺改造的效果和达成程度[6]。常见的评估指标包括废气排放浓度、处理效率、能耗指标、运营成本、环境影响指标等。通过定期监测和评估，可以对改造效果进行评估，并作出必要的调整和改进。

（二）废气收集系统改进

1. 注重设备更新升级

作为涂装车间废气处理的关键支撑，收集系统的设备更新、升级，与废气处理水平之间存在密切关联。在改造车间废气处理工艺时，相关人员需提高对设备更新升级的重视度，具体包括：（1）高效排风系统。注重对排风系统的及时更新和升级，使用高效的风机和排风罩，确保废气能够有效地被收集和抽排，确保废气达到90%以上有组织收集，减少无组织排放。（2）排风罩改进。结合废气处理现状的分析，对涂装车间的排风罩进行改进，确保能够准确地收集废气，避免废气在涂装过程中的扩散和溢出。采用合适的罩口形状和尺寸，确保废气能够有效地被收集[7]。（3）设备更新和升级。结合实际处理要求的分析，加大对废气收集设备的更新和升级力度，如吸风罩、风管、风机等，以确保其性能和效率符合要求。选择高效的设备，能够更好地收集和输送废气，并降低能耗和噪音。（4）系统监测和控制。为实现对车间废气的有效处理，需引入先进的监测和控制系统，实时监测废气收集系统的运行情况，及时发现和解决问题。通过自动化控制和调节，提高系统的稳定性和效率。（5）废气收集效率评估。为促进废气收集的有效开展，相关人员需对废气收集系统的效率进行评估，通过测量和监测废气排放浓度和收集效率，确定系统的改进和优化方向[8]。根据评估结果，采取相应的措施，提高废气收集效率。通过设备的更新和升级，可以提高废气收集系统的效率和性能，减少废气的无组织排放，确保废气能够有效地被收集和处理。

2. 提升废气收集效率

为保证涂装车间废气处理不受收集系统的影响，需注重对废气收集效率的优化控制。可依据实际需求的分析，结合以下几点来促进收集效率的显著提升。一是风速和气流控制。即在实际作业期间，依据处理需求来合理调整废气收集系统中的风速和气流控制，确保废气能够顺利地被吸入排风系统。通过增加风速或改变气流方向，可以提高废气的收集效率，减少废气的泄漏[9]。二是排风系统的优化。为保证废气处理的高水平开展，需优化排风系统的设计和布局，确保废气能够顺利地被输送到废气处理设备。合理选择风管的尺寸和材质，减少阻力和压降，提高废气的流通效率。三是废气收集效果监测。即结合车间实际情况，建立废气收集效果的监测体系，通过实时监测废气排放浓度和收集效率，评估废气收集系统的性能和改进方向。根据监测结果及时调整和优化系统，以提高废气收集效率。

（三）废气净化技术改进

1. 烟气净化设备优化应用

在当前涂装车间运行作业期间，废气处理效果受到烟气净化设备选用的直接影响。对此，相关人员可结合以下几点优化烟气净化设备的选用。

一是了解不同净化设备的特点。即在工艺改进过程中，要求人员了解不同类型的烟气净化设备，如活性炭吸附装置、湿式废气洗涤器、电除尘器、蓄热式燃烧装置、催化燃烧装置等。明确认知其工作原理、净化效率、能耗、维护成本等方面的特点，以便选择最适合的处理工艺。

二是根据废气成分进行选择。为保证废气处理符合要求，需根据涂装车间废气的成分和污染物特点，选择合适的烟气净化设备。不同的净化设备对不同的污染物有不同的处理效果，例如活性炭吸附装置适用于去除挥发性有机物，湿式废气洗涤器适用于去除酸性气体等[10]。

三是设备性能的优化。以工艺改进方案的确定为前提，对已选择的烟气净化设备进行性能优化，或选择两种及两种以上工艺进行组合处理，以提高其净化效率和优化能源消耗。如对于洗涤塔调整吸附剂的选择和使用量，优化洗涤液的配比和循环，提高废气污染物收集效率等。

四是设备运行参数的调整。在实际涂装生产期间，需根据废气的特性和净化设备的要求，调整设备的运行参数，以达到最佳的净化效果例如调整活性炭吸附装置的空气流量和吸附时间，调整湿式废气洗涤器的液气比和pH值等。

五是定期维护和保养。为保证其设备始终处于可靠、安全的运行状态，需建立定期维护和保养计划，确保烟气净化设备的正常运行和性能稳定。定期检查和更换吸附剂、清洗洗涤器等，以保持设备的净化效率和运行稳定性。通过选择和优化烟气净化设备，以确保废气处理工艺的效果和可持续性。

2. 过滤材料合理选用

为保证涂装车间废气处理工艺改造符合预期要求，需以过滤材料的优化选择为前提。在涂装车间特点的基础上，依据废气形成情况，结合以下几点来保证过滤材料的选用符合预期要求。

（1）HEPA过滤器的应用。作为常见过滤材料之一，高效颗粒空气过滤器能够有效地去除空气中的微小颗粒和悬浮物。在废气净化系统中，使用HEPA过滤器可以有效地过滤和拦截废气中的细小颗粒，提高净化效率。

（2）活性炭过滤材料的应用。即结合处理要求的分析，合理选择活性炭材料，以实现吸附和去除废气中的有机污染物和臭味物质。将活性炭作为过滤材料应用在废气净化系统中，可以有效地去除废气中的挥发性有机物和异味，提高净化效果。

（3）电除尘器的应用：在废气处理过程中结合对电除尘器的有效应用，并通过除尘设计的合理把控，可在运行期间借助电除尘器高效地收集和去除废气中的粉尘颗粒，提高净化效率。

（4）纳米材料的应用。通过在废气处理中有效应用纳米材料，可以用于增强废气净化系统的过滤效果。如纳米颗粒过滤材料可以捕捉更小尺寸的颗粒物，纳米催化剂可以促进废气中有害物质的降解反应[11]。

（5）多层过滤系统的设计。需以废气处理标准为参照，将不同类型和精度的过滤材料组合在一起，构建多层过滤系统，能够逐级去除废气中的不同污染物。通过合理设计和选择过滤材料，可以提高废气净化系统的处理效率和净化效果。

总而言之，过滤材料的合理选择可有效去除废气中的污染物，提高废气处理工艺的净化效率。根据废气成分和净化要求，选择合适的过滤材料和设计方案，以确保废气中的污染物能够被有效地捕捉和去除。

（四）废气处理系统改进

1. 控制策略与参数调整优化

要想在车间作业期间中发挥废气处理系统应有作用，需重视对控制策略与参数调整的优化控制，具体表现为：

第一，自动控制系统的应用。结合废气处理现状的分析，可引入自动控制系统以实现对废气处理系统的自动监测和控制。通过传感器和反馈机制，自动控制系统可以实时监测废气流量、温度、浓度等参数，并根据设定的控制策略，自动调整各个设备的运行状态和参数，以实现最佳的处理效果。

第二，控制策略的优化。为充分展现出处理系统的功能作用，需根据废气的特性和处理要求，优化控制策略，使废气处理系统能够在不同工况下保持高效稳定的运行。如依据废气浓度的变化调整废气收集系统的风速和气流控制，或者是以废气成分变化为基准，调整烟气净化设备的运行参数等。

第三，参数调整的优化。要求人员结合实际处理情况的分析，定期开展检查和测试工作，对废气处理系统的各个设备和组件进行参数调整和优化。如根据废气成分和负荷的变化，调整活性炭吸附装置中吸附剂的使用量和更换周期，调整湿式废气洗涤器中洗涤液的配比和循环速度等。

第四，数据分析和监测。以处理系统完善建构为前提，要求人员增设废气处理系统的数据采集和分析体系，对废气处理过程中的关键参数进行监测和分析。通过对数据的对比和分析，可以找出处理系统运行中的不足和潜在问题，并及时采取相应对措施进行调整和优化，提高废气处理系统的运行稳定性和处理效率。

2.废气处理效果的监测评估

作为涂装车间废气处理工艺改进的关键环节，废气处理效果的监测评估发挥重要作用。鉴于此，需结合实际处理需求的分析，从以下几点入手来实现有效监测评估：（1）废气排放浓度监测。为保证其监测效果符合要求，需安装对应监测设备，实时监测废气处理前后的排放浓度。以确定废气处理系统的净化效果是否符合法规要求和环境标准。同时，监测结果可以用于评估废气处理系统的性能，并及时采取措施进行调整和改进。（2）废气处理效率评估。通过对废气处理前后废气成分的对比分析，评估废气处理系统的处理效率。在实际监测过程中，严格按照相关要求进行采集废气样品，在实验室进行分析，确定废气中各种污染物的去除率和净化效果。根据评估结果，可以对废气处理系统进行进一步的优化和改进。（3）环境影响评估。在实际废气处理过程汇总，除废气排放浓度监测之外，还应对废气处理系统对环境的影响进行评估。即在作业期间做到对废气处理后的副产物进行监测和评估，以确保废气处理系统不会对环境造成负面影响。

结束语：

综上所述，为推动我国涂装行业的绿色化、环保化发展，涂装企业需重视对车间废气处理的严控。在实际车间作业过程中，需以废气成因与危害的明确为前提，并根据生产条件、车间特点、处理要求等方面的分析，制定科学工艺改进方案，以促进车间废气处理能力的显著提升，进而为涂装车间营造更为安全、绿色的作业环境。

参考文献：

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[2] 林欣琪,熊烁.涂装车间废气处理改造工艺分析[J].华东科技：综合, 2019(6):2.

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[4] 李恒,崔青松,司乐,等.浅谈涂装车间废气处理设备选型[J].现代涂料与涂装, 2019, 22(1):3.

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