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喷漆废气的主要处置方式及其成本对比研究

喷漆是现阶段工业生产的基本环节,在包括汽车、家具、工业设备及用品生产过程中的广泛应用。然而,喷漆自身及其后续烤漆环节均会带来较为严重的VOCs污染,如果不经过治理而成为无组织排放则对环境的影响较大。现阶段,常见的处置方式除了前期搜集之外,还需要后续的处置才能够完全消除其对环境的影响。本文对不同处置方式的工艺特点进行分析,并重点比较其处置成本。希望通过本文的研究能够为今后的相关处置方法的选择及应用提供依据。
 
随着我国经济的不断发展与社会进步,越来越多的工业品成为了人们生活的必需品。而在工业制成品外部加工的过程中,喷漆技术是一种常见方式。然而,由于喷漆工艺以及相关的原料产品在具体加工的过程中不可避免的会产生大量的可挥发性有机物。此种污染物如果不经过有效处置,以无组织排放的方式释放到环境中去会对自然环境以及周边相关人员的身体健康造成严重的影响。为此,针对VOCs处置的研究一直是环境科学领域的热点问题,也是未来一段时期内的科研攻关。但是,由于其存在的物质相对复杂、迁移性相对较好,因此在现阶段并没有一个学术界与实际应用生产环节均认可的标准处置方法,更多的根据具体的污染物类型及其总量进行适应性建设。
 
1.燃烧处理法
 
绝大部分的VOCs都是可燃的,且其净化浓度下的综合热值能够达到25MJ/m3~30MJ/m3;该数值大约是天然气的2/3左右。因此,通过燃烧的方式能够有效的去除空气中的VOCs,同时为其后续的应用提供能量供给。此外,在针对VOCs燃烧处置方法的研究过程中还存在一个不容忽视的前提,即当期燃烧后,产生的尾气更多的以二氧化碳及水蒸气的形式进行排放,而根据VOCs的种类不同,也会存在包括氮氧化物、二氧化硫等环境污染物,但相较于传统火力发电存在一定的优势。
 
在应用燃烧处理法对VOCs进行处置的过程中,其成本主要来源于三个方面:一方面是通过燃烧往往与发电进行相配合,发电机组的构建费用是一次性投资;搜集后的VOCs很难保障其后续的燃烧完全以及发电热值需求,因此需要通过天然气的辅助才能够合规达标,天然气燃料成本投入是日常运行开销;燃烧后的尾气虽然大量是以二氧化碳及其水蒸气的形式表现,但是其中的氮氧化物与二氧化硫等大气污染物的后续处置的运行费用也相对较高。为此,此种方法成本投入较高,同时也存在一定的经济效益,在成本表现方面是一种可行方案。
 
2.回收处理法
 
回收处理方式中,吸收法适用于处理无机气态水溶性污染物,且存在废液的二次处理问题;冷凝法和膜分离法适用于处理小流量、高浓度废气;针对喷漆室废气浓度和温度低、风量大的特点,比较适合采用吸附法进行处理。在实际的应用过程中通过吸收的方式对于VOCs进行吸收是一种相对成本较低的方式。其具体的优缺点表现为如下几个方面:对低浓度、大风量的有机废气净化效率高、操作简单。同样也存在一定的缺点:对废气的温度和湿度有要求,特殊情况需要对废气进行预处理;另外,吸附VOCs后的载体需要进项再生处理。
 
而从成本的角度来进行分析,其成本构成主要分为如下几个方面:搜集与吸收需要的容器作为其一次性设备投入,但是该容器原理简单、建设便捷、且对于体积以及容量等要求相对较低,故成本相对较小;另一方面则是在进行吸收的过程中,根据相似相容的基本原理,往往采用有机溶剂来作为融合剂,大量融合剂的引入使得其运行成本相对较高;此外,溶剂的使用并不是可循环利用的模式,定期需要对有机溶剂内的挥发性有机物进行处理,才能够恢复溶剂的吸收效力,此部分处理与回收部分的成本是后续运营的主要开支。值得足以的是此种处置模式并没有简单便捷的利用途径,进而产生后续经济价值的能力相对较差。
 
3.吸附处理法
 
吸附处理技术的核心是吸附剂的性能,高性能的吸附剂应具有均匀孔道、较大的吸附容量、良好的疏水性以及容易再生等特性。目前在工业应用中,有机废气吸附处理工艺最常用的吸附剂是活性炭和分子筛沸石两种。
 
常见的吸附剂主要包括了活性炭与沸石两种。其中活性炭在运用的过程中,对于温度以及湿度要求相对较高;温度越高则会产生活性炭的自然,同时其吸附方程也会随之左移,进而影响到最终的吸附效率;而相对湿度较大,则会由于活性炭对水分子的吸附作用,占据一定的吸附点位,使得其吸附效果较差。因此,在使得工程应用过程中,人们往往采用沸石作为吸附剂。沸石具有耐高温(1000℃);不可燃;对湿度的适应性较大(RH<90%)等特点,更适宜于VOCs的吸附处置。
 
从成本的角度来分析,吸附方法是一种现场处置的方法,其不需要大型设备的单独构建,与上文分析的方法相比较,具有较高的经济价值,且吸附剂的成本以及循环利用的模式成本也相对较低。值得注意的是,吸附后的VOCs仅能够被固定在吸附剂内,而无法消除,还需要通过后续的处置手段加以去除,此部分成本可以纳入到后续排污成本中去。
 
4.结语
 
喷漆废气的主要成分为VOCs,如果不进行合理的处置会对人体以及周边环境造成严重的影响。现阶段处置方式大致可以分为燃烧、吸收与吸附等三个方面,本文以此为背景,在探究各自方法技术要点的同时,对其成本进行分析。通过本文的分析,认为燃烧与吸附是一种较好的处置方式,二者的配合施用更可以解决近端搜集与远端处置的矛盾,值得推广。
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