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スプレー塗装塗膜の排ガス組成分析

1. スプレーペイント廃ガスの生成と主成分

塗装プロセスは、機械、自動車、電気機器、家電、船舶、家具などの業界で広く使用されています。

塗料原料 —— 塗料は不揮発性と揮発性で構成され、塗膜物質と補助塗膜物質を含む不揮発性物質で構成され、塗料を希釈するために揮発性希釈剤が使用され、滑らかで美しい塗装表面の目的を達成します。

ペイントスプレープロセスは主にペイントミストと有機廃ガス汚染を生成し、高圧の作用下でペイントが粒子になり、スプレー時に塗料の一部がスプレー表面に到達せず、空気流で拡散してペイントミストを形成します。希釈剤の揮発による有機廃ガス、有機溶剤が塗料表面に付着していないため、塗料および硬化プロセスで有機廃ガスが放出されます(報告されている数百の揮発性有機化合物は、それぞれアルカン、アルカン、オレフィン、芳香族化合物、アルコール、アルデヒド、ケトン、エステル、エーテル、その他の化合物)。

2. 自動車塗装排ガスの発生源と特徴

自動車塗装工場では、ワークピースに塗料の前処理、電気泳動、スプレー塗装を行う必要があります。塗装工程にはスプレー塗装、流し塗り、乾燥が含まれますが、これらの工程では有機排ガス(VOC)とスプレースプレーが発生するため、これらの工程ではスプレー塗装室の排ガス処理が必要です。

(1) スプレー塗装室からの排ガス

噴霧の作業環境を維持するために、労働安全衛生法の規定に従って、噴霧室内の空気を連続的に変化させる必要があり、空気の置換速度は(0.25〜1 の範囲内に制御する必要があります) ) MS。排気ガスの主な成分はスプレー塗料の有機溶剤であり、その主成分は芳香族炭化水素(ベンゼンおよび非メタン全炭化水素)、アルコールエーテル、エステル有機溶剤であり、スプレー室の排気量が非常に多いためです。量が多いため、排出される有機廃ガスの総濃度は非常に低く、通常は約 100 mg/m3 です。さらに、塗装室の排気には、完全に未処理の塗料霧が少量含まれていることがよくあります。特に乾燥塗料スプレー捕捉スプレー室では、排気中の塗料霧が排ガス処理の障害となる可能性があるため、排ガス処理を行う必要があります。前処理。

(2) 乾燥室からの排ガス

フェイスペイントはスプレー後乾燥前に空気を流したい、湿った塗膜の有機溶剤は揮発性の乾燥過程で、空気室内の有機溶剤の凝集爆発事故を防ぐために、空気室は連続空気である必要があり、空気の速度は一般に制御されます0.2m/s、排気ガス組成と塗装室排気ガス組成は塗料ミストを含まないが、有機廃ガスの総濃度はスプレー室よりも、排気量に応じて、一般にスプレー室排気ガス濃度の約2倍、 300 mg/m3 に達する場合があり、通常は集中処理後のスプレー室の排気に混合されます。また、塗装室、表面塗装下水循環プールからも同様の有機性廃ガスを排出する必要がある。

(3)D響く排気ガス

乾燥排ガスの組成はより複雑で、有機溶剤、可塑剤または樹脂モノマーの一部、その他の揮発性成分に加えて、熱分解生成物や反応生成物も含まれます。電気泳動プライマーと溶剤型上塗り乾燥では排ガスは発生しますが、その組成や濃度の差は大きくなります。

スプレーペイントの排気ガスの危険性:

分析により、スプレー室、乾燥室、塗料混合室、上面塗装下水処理室からの排ガスは低濃度かつ大流量であり、汚染物質の主成分は芳香族炭化水素、アルコールエーテル、有機エステルであることがわかっています。溶剤。これらの排ガスの濃度は、「大気汚染総合排出基準」によれば、概ね排出基準値内に収まっています。規格の排出率要件に対応するため、ほとんどの自動車工場では高地排出方式が採用されています。この方法は現在の排出基準を満たすことができますが、排ガスは基本的に未処理の希釈排出ガスであり、大規模なボディコーティングラインから排出されるガス汚染物質の総量は数百トンにも達する可能性があり、車体に非常に深刻な害を及ぼします。雰囲気。

有機溶剤中の塗料の霧 — ベンゼン、トルエン、キシレンは強力な有毒溶剤であり、作業場で空気中に放出され、作業者が気道を吸入すると急性および慢性中毒を引き起こす可能性があり、主に中枢神経および造血系の損傷を引き起こす可能性があります。 、高濃度(1500 mg/m3 以上)のベンゼン蒸気を短期間吸入すると再生不良性貧血を引き起こす可能性があり、低濃度のベンゼン蒸気を頻繁に吸入すると嘔吐、錯乱などの神経症状を引き起こす可能性があります。

スプレー塗装およびコーティングの排ガス処理方法の選択:

有機処理方法を選択する際には、一般的に次の要素を考慮する必要があります。有機汚染物質の種類と濃度、有機排気温度と排出流量、粒子状物質の含有量、および達成する必要がある汚染物質管理レベルです。

1S室温処理でペイントを祈る

塗装室、乾燥室、塗料混合室、上塗り下水処理室からの排ガスは低濃度大流量の常温排ガスであり、汚染物質の主成分は芳香族炭化水素、アルコール、エーテル、エステル系有機溶剤です。 。GB16297「大気汚染に関する包括的排出基準」によれば、これらの排ガスの濃度は一般に排出制限内にあります。規格の排出率要件に対応するため、ほとんどの自動車工場では高地排出方式が採用されています。この方法は現行の排出基準を満たすことができますが、廃ガスは基本的に未処理の希釈排出であり、大規模なボディコーティングラインから排出されるガス汚染物質の総量は数百トンにも達する可能性があり、自動車に非常に深刻な害を及ぼします。雰囲気。

排ガス汚染物質の排出を根本的に削減するには、いくつかの排ガス処理方法を併用して処理することが考えられますが、大風量での排ガス処理はコストが非常に高くなります。現在、より成熟した外国の方法は、処理する総量を減らすために、最初に濃縮(吸脱着ホイールを使用して総量を約15倍に濃縮)し、次に破壊的方法を使用して処理するというものです。濃縮された排ガス。中国にも同様の方法があり、低濃度の場合は吸着法(吸着剤として活性炭またはゼオライト)を使用し、室温でスプレーペイント排ガスを吸着し、高温ガスを脱着し、触媒燃焼または再生熱燃焼法を使用して濃縮排ガスを使用します。処理。低濃度・常温スプレー塗料排ガス生物処理法が開発されており、現段階では国産技術は未成熟ではあるが、注目に値する。塗料排ガスによる公害を真に軽減するには、静電回転カップなどによる塗料利用率の向上や水性塗料の開発など、問題を根本から解決する必要もあります。およびその他の環境保護コーティング。

2Dライリング排ガス処理

乾燥排ガスは中高濃度の高温排ガスに属し、燃焼法処理に適しています。燃焼反応には、時間、温度、外乱という 3 つの重要なパラメータがあります。つまり、3T 条件の燃焼です。排ガス処理の効率は本質的に燃焼反応の十分な程度であり、燃焼反応の3T条件制御に依存する。RTOは燃焼温度(820~900℃)と滞留時間(1.0~1.2秒)を制御し、必要な撹乱(空気と有機物が完全に混合)を確保し、処理効率は最大99%で、廃熱率が高く、運転エネルギー消費量が低くなります。日本や中国の日系自動車工場の多くは、乾燥(プライマー、中塗り、上塗り乾燥)の排ガスを集中処理するためにRTOを導入していることが多い。例えば、東風日産乗用車の花都塗装ラインは、RTO集中処理による塗装乾燥排気ガス効果が非常に優れており、排出ガス規制の要件を完全に満たしています。しかし、RTO排ガス処理装置は一度の投資が高額なため、排ガス流量の少ない排ガス処理には経済的ではありません。

完成した塗料生産ラインにおいて、追加の排ガス処理設備が必要な場合には、触媒燃焼システムと蓄熱式燃焼システムを使用できます。触媒燃焼システムは投資額が少なく、燃焼エネルギー消費も低くなります。

一般的に、触媒として白金を使用すると、ほとんどの有機排ガスの酸化温度を約 315℃まで下げることができます。触媒燃焼システムは一般的な乾燥排ガス処理に使用できますが、特に電気加熱を使用する乾燥電源に適していますが、既存の問題は触媒被毒の故障をどのように回避するかです。一部のユーザーの経験によると、一般的な表面塗装乾燥排ガスの場合、排ガス濾過能力を高めるなどの手段により、触媒の寿命は 3 ~ 5 年になります。電気泳動塗料の乾燥排ガスは触媒中毒を起こしやすいため、触媒燃焼を利用した電気泳動塗料の乾燥排ガスの処理には注意が必要です。東風商用車ボディ塗装ラインの排ガス処理と改造の過程で、電気泳動プライマー乾燥の排ガスはRTO法で処理され、トップペイント乾燥の排ガスは触媒燃焼法で処理され、その利用効果は良い。

スプレー塗装コーティング排ガス処理プロセス:

スプレー産業の排ガス処理スキームは主にスプレー塗装室の排ガス処理、家具工場の排ガス処理、機械製造業の排ガス処理、ガードレール工場の排ガス処理、自動車製造および自動車4Sショップのスプレー塗装室の排ガス処理に使用されます。現在、処理方法としては、凝縮法、吸着法、燃焼法、触媒法、吸着法、生物学的法、イオン法など様々な方法が存在します。

1.Wアタースプレー法+活性炭吸脱着+触媒燃焼

スプレータワーを使用して塗料ミストと水溶性物質を除去し、乾燥フィルターの後、活性炭吸着フルなどの活性炭吸着装置でストリッピング(蒸気ストリッピング、電気加熱、窒素ストリッピングによるストリッピング方法)を行います。ストリッピングファンにより触媒燃焼装置内にストリッピングガス(濃度が数十倍に増加)が燃焼し、排出後二酸化炭素と水に変化します。

2.Wアフタースプレー+活性炭吸着脱着+結露回収法

スプレータワーを使用して塗料ミストや水溶性物質を除去し、乾燥フィルターを経た後、活性炭吸着フルなどの活性炭吸着装置でストリッピング(蒸気ストリッピング、電気加熱、窒素ストリッピングによるストリッピング方法)を行います。排ガスの吸着濃縮処理、凝縮液の有価有機物の分離回収。高濃度、低温、低風量の排ガス処理に用いられる方式です。しかし、この方法は投資、エネルギー消費量、運転コストが高く、スプレー塗装の排気ガス「スリーベンゼン」およびその他の排気ガス濃度は一般に 300 mg/m3 より低く、低濃度、大風量(自動車製造塗装工場の空気量はしばしば上記を超えます)です。 100,000)、自動車塗装では有機溶剤組成物が排出されるため、リサイクル溶剤の使用が難しく、二次汚染が生じやすいため、排ガス処理における塗装では一般的にこの方法は使用されません。

3.W排ガス吸着法

スプレーペイント廃ガス処理の吸着は化学吸着と物理吸着に分けられますが、「スリーベンゼン」廃ガスは化学活性が低いため、一般に化学吸着は使用されません。物理吸収液は揮発性が低く、加熱、冷却に対して親和性の高い成分を吸収し、飽和吸収の分析に再利用します。この方法は空気置換、低温、低濃度の場合に使用されます。設置が複雑で、投資が多額で、吸収液の選択がより難しく、2つの汚染がある

4.A活性炭吸着+UV光触媒酸化装置

(1):活性炭を介して有機ガスを直接吸着し、95%の浄化率を達成します。設備が簡単で、投資が少なく、操作が便利ですが、活性炭を頻繁に交換する必要があり、汚染物質の濃度が低く、回収はありません。 (2) 吸着方法:活性炭中の有機ガスを吸着、活性炭飽和空気を脱着、再生。

5.活性炭吸着+低温プラズマ装置

最初に活性炭を吸着した後、次に低温プラズマ装置で排ガスを処理し、標準的なガス排出を処理します。イオン法はプラズマを使用して有機排ガスをプラズマプラズマ(イオンプラズマ)分解し、悪臭を除去し、バクテリア、ウイルスを殺し、浄化します。大気はハイテクの国際比較であり、国内外の専門家は21世紀の四大環境科学技術の一つと呼んでいます。この技術の鍵は、多数の活性酸素イオン (プラズマ) の形での高電圧パルス媒体ブロック放電、ガス活性化により、OH、HO2、O などのあらゆる種類の活性フリーラジカルを生成することです。 、ベンゼン、トルエン、キシレン、アンモニア、アルカンおよびその他の有機廃ガスの分解、酸化およびその他の複雑な物理的および化学反応、および副生成物は無毒であり、二次汚染を避けます。この技術は、エネルギー消費が極めて低く、スペースが小さく、操作とメンテナンスが簡単であるという特徴があり、特にさまざまな成分ガスの処理に適しています。

B概要:

現在、市場には多くの種類の処理方法があり、国や地域の処理基準を満たすために、通常、排ガスを処理するためにいくつかの処理方法を組み合わせて、実際の処理プロセスに合わせて選択して処理します。


投稿日時: 2022 年 12 月 28 日