1. Pembentukan dan komponen utama gas buang cat semprot
Proses pengecatan banyak digunakan dalam mesin, otomotif, peralatan listrik, peralatan rumah tangga, kapal, furnitur, dan industri lainnya.
Bahan baku cat — cat terdiri dari zat yang tidak mudah menguap dan zat yang mudah menguap, zat yang tidak mudah menguap meliputi zat pembentuk lapisan dan zat pembantu pembentuk lapisan, sedangkan zat pengencer yang mudah menguap digunakan untuk mengencerkan cat, guna mencapai tujuan permukaan cat yang halus dan indah.
Proses penyemprotan cat terutama menghasilkan kabut cat dan polusi gas buang organik. Cat di bawah tekanan tinggi berubah menjadi partikel. Saat disemprot, sebagian cat tidak mencapai permukaan yang disemprot, melainkan berdifusi dengan aliran udara membentuk kabut cat; gas buang organik berasal dari penguapan pengencer. Pelarut organik tidak menempel pada permukaan cat, sehingga proses pengecatan dan pengeringan akan melepaskan gas buang organik (dilaporkan ratusan senyawa organik volatil, yang masing-masing termasuk alkana, olefin, senyawa aromatik, alkohol, aldehida, keton, ester, eter, dan senyawa lainnya).
2. Sumber dan karakteristik gas buang pelapis mobil
Bengkel pengecatan otomotif harus melakukan pra-perlakuan cat, elektroforesis, dan penyemprotan cat pada benda kerja. Proses pengecatan meliputi penyemprotan, pengeringan, dan pengeringan, di mana proses-proses ini akan menghasilkan gas buang organik (VOC) dan gas buang hasil penyemprotan, sehingga proses-proses ini memerlukan pengolahan gas buang di ruang pengecatan semprot.
(1) Gas buang dari ruang semprot cat
Untuk menjaga lingkungan kerja penyemprotan, sesuai dengan ketentuan Undang-Undang Keselamatan dan Kesehatan Kerja, udara di ruang penyemprotan harus diganti secara terus menerus, dan kecepatan pergantian udara harus dikontrol dalam kisaran (0,25~1) m/s. Komposisi utama gas buang udara adalah pelarut organik cat semprot, komponen utamanya adalah hidrokarbon aromatik (tiga benzena dan total hidrokarbon non-metana), eter alkohol, dan pelarut organik ester. Karena volume pembuangan ruang penyemprotan sangat besar, maka konsentrasi total gas buang organik yang dibuang sangat rendah, biasanya sekitar 100 mg/m3. Selain itu, gas buang ruang pengecatan sering mengandung sejumlah kecil kabut cat yang sama sekali tidak diolah, terutama di ruang penyemprotan cat kering, kabut cat dalam gas buang dapat menjadi penghalang bagi pengolahan gas buang, sehingga pengolahan gas buang harus dilakukan dengan pra-pengolahan.
(2) Gas buang dari ruang pengeringan
Setelah pengecatan permukaan, sebelum pengeringan, perlu dilakukan aliran udara. Pelarut organik yang menguap selama proses pengeringan lapisan cat basah. Untuk mencegah kecelakaan ledakan akibat penggumpalan pelarut organik di udara dalam ruangan, ruang pengecatan harus memiliki aliran udara kontinu, dengan kecepatan aliran udara umumnya dikontrol sekitar 0,2 m/s. Komposisi gas buang yang dikeluarkan harus sama dengan komposisi gas buang ruang pengecatan, tetapi tidak boleh mengandung kabut cat. Konsentrasi total gas buang organik lebih tinggi daripada ruang semprot, dan berdasarkan volume gas buang, umumnya konsentrasi gas buang di ruang semprot sekitar 2 kali lipat, dapat mencapai 300 mg/m3. Biasanya, gas buang dicampur dengan gas buang ruang semprot setelah diolah secara terpusat. Selain itu, kolam sirkulasi pembuangan air limbah cat permukaan di ruang pengecatan juga harus membuang gas buang organik serupa.
(3)Dgas buang kering
Komposisi gas buang hasil pengeringan lebih kompleks, selain pelarut organik, sebagian plasticizer atau monomer resin dan komponen volatil lainnya, tetapi juga mengandung produk dekomposisi termal dan produk reaksi. Pengeringan primer elektroforesis dan lapisan atas tipe pelarut menghasilkan gas buang, tetapi komposisi dan konsentrasinya sangat berbeda.
※Bahaya gas buang cat semprot:
Dari analisis diketahui bahwa gas buang dari ruang semprot, ruang pengeringan, ruang pencampuran cat, dan ruang pengolahan limbah cat lapisan atas memiliki konsentrasi rendah dan aliran besar, dan komponen utama polutannya adalah hidrokarbon aromatik, eter alkohol, dan pelarut organik ester. Menurut “Standar Emisi Komprehensif untuk Polusi Udara”, konsentrasi gas buang ini umumnya berada dalam batas emisi. Untuk memenuhi persyaratan tingkat emisi dalam standar tersebut, sebagian besar pabrik mobil menerapkan metode emisi ketinggian tinggi. Meskipun metode ini dapat memenuhi standar emisi saat ini, namun gas buang tersebut pada dasarnya adalah emisi encer yang tidak diolah, dan jumlah total polutan gas yang dikeluarkan oleh jalur pelapisan bodi mobil yang besar dapat mencapai ratusan ton, yang menyebabkan kerusakan yang sangat serius pada atmosfer.
Kabut cat dalam pelarut organik — benzena, toluena, xilena — adalah pelarut yang sangat beracun. Jika terpapar udara di bengkel, pekerja dapat menghirupnya melalui saluran pernapasan dan menyebabkan keracunan akut dan kronis, terutama menyebabkan kerusakan pada sistem saraf pusat dan sistem hematopoietik. Menghirup uap benzena dengan konsentrasi tinggi (lebih dari 1500 mg/m3) dalam jangka pendek dapat menyebabkan anemia aplastik, dan menghirup uap benzena dengan konsentrasi rendah secara sering juga dapat menyebabkan muntah dan gejala neurologis seperti kebingungan.
※Pemilihan metode pengolahan gas buang untuk cat semprot dan pelapis:
Dalam memilih metode pengolahan organik, faktor-faktor berikut umumnya perlu dipertimbangkan: jenis dan konsentrasi polutan organik, suhu dan laju aliran pembuangan organik, kandungan partikulat, dan tingkat pengendalian polutan yang perlu dicapai.
1Scat semprot pada suhu ruangan
Gas buang dari ruang pengecatan, ruang pengeringan, ruang pencampuran cat, dan ruang pengolahan limbah lapisan atas adalah gas buang suhu ruangan dengan konsentrasi rendah dan aliran besar, dan komposisi utama polutannya adalah hidrokarbon aromatik, alkohol, dan pelarut organik eter dan ester. Menurut GB16297 “Standar Emisi Komprehensif untuk Polusi Udara”, konsentrasi gas buang ini umumnya berada dalam batas emisi. Untuk memenuhi persyaratan tingkat emisi dalam standar tersebut, sebagian besar pabrik mobil menggunakan metode emisi ketinggian tinggi. Meskipun metode ini dapat memenuhi standar emisi saat ini, namun gas buang tersebut pada dasarnya adalah emisi yang diencerkan tanpa pengolahan, dan jumlah total polutan gas yang dikeluarkan oleh jalur pengecatan bodi mobil yang besar dapat mencapai ratusan ton, yang menyebabkan kerusakan yang sangat serius pada atmosfer.
Untuk mengurangi emisi polutan gas buang secara fundamental, beberapa metode pengolahan gas buang dapat digunakan secara bersamaan, tetapi biaya pengolahan gas buang dengan volume udara yang besar sangat tinggi. Saat ini, metode asing yang lebih matang adalah dengan terlebih dahulu memekatkan (dengan roda adsorpsi-desorpsi untuk memekatkan jumlah total sekitar 15 kali), untuk mengurangi jumlah total yang akan diolah, dan kemudian menggunakan metode destruktif untuk mengolah gas buang yang telah dipekatkan. Terdapat metode serupa di Tiongkok, pertama-tama menggunakan metode adsorpsi (karbon aktif atau zeolit sebagai adsorben) untuk adsorpsi gas buang cat semprot dengan konsentrasi rendah pada suhu ruang, dengan desorpsi gas pada suhu tinggi, gas buang yang telah dipekatkan diolah menggunakan pembakaran katalitik atau metode pembakaran termal regeneratif. Metode pengolahan biologis gas buang cat semprot dengan konsentrasi rendah pada suhu normal sedang dikembangkan, teknologi domestik pada tahap ini belum matang, tetapi patut diperhatikan. Untuk benar-benar mengurangi polusi publik akibat gas buangan dari proses pelapisan, kita juga perlu menyelesaikan masalah dari sumbernya, seperti penggunaan cangkir putar elektrostatik dan cara lain untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan pelapis, pengembangan pelapis berbasis air dan pelapis ramah lingkungan lainnya.
2Dpengolahan gas buang
Gas buang hasil pengeringan termasuk dalam gas buang suhu tinggi dengan konsentrasi sedang dan tinggi, yang cocok untuk pengolahan dengan metode pembakaran. Reaksi pembakaran memiliki tiga parameter penting: waktu, suhu, dan gangguan, yaitu pembakaran dalam kondisi 3T. Efisiensi pengolahan gas buang pada dasarnya bergantung pada tingkat kecukupan reaksi pembakaran dan kontrol kondisi 3T dari reaksi pembakaran. RTO dapat mengontrol suhu pembakaran (820~900℃) dan waktu tinggal (1,0~1,2 detik), dan memastikan gangguan yang diperlukan (udara dan bahan organik tercampur sempurna), efisiensi pengolahan mencapai 99%, laju panas buangan tinggi, dan konsumsi energi operasional rendah. Sebagian besar pabrik mobil Jepang di Jepang dan Tiongkok biasanya menggunakan RTO untuk mengolah gas buang hasil pengeringan (primer, lapisan tengah, lapisan atas) secara terpusat. Misalnya, lini pelapisan Huadu mobil penumpang Dongfeng Nissan yang menggunakan pengolahan gas buang hasil pengeringan lapisan secara terpusat dengan RTO memberikan hasil yang sangat baik, sepenuhnya memenuhi persyaratan peraturan emisi. Namun, karena investasi awal yang tinggi untuk peralatan pengolahan gas buang RTO, maka pengolahan gas buang dengan aliran gas buang yang kecil tidak ekonomis.
Untuk lini produksi pelapisan yang sudah lengkap, jika diperlukan peralatan pengolahan gas buang tambahan, sistem pembakaran katalitik dan sistem pembakaran termal regeneratif dapat digunakan. Sistem pembakaran katalitik memiliki investasi kecil dan konsumsi energi pembakaran yang rendah.
Secara umum, penggunaan platinum sebagai katalis dapat menurunkan suhu oksidasi sebagian besar gas buang organik hingga sekitar 315℃. Sistem pembakaran katalitik dapat digunakan untuk pengolahan gas buang pengeringan umum, terutama cocok untuk pengeringan yang menggunakan pemanas listrik. Masalah yang ada adalah bagaimana menghindari kegagalan akibat keracunan katalis. Dari pengalaman beberapa pengguna, untuk gas buang pengeringan cat permukaan umum, dengan meningkatkan filtrasi gas buang dan tindakan lainnya, dapat memastikan masa pakai katalis selama 3-5 tahun; gas buang pengeringan cat elektroforesis mudah menyebabkan keracunan katalis, sehingga pengolahan gas buang pengeringan cat elektroforesis harus dilakukan dengan hati-hati menggunakan pembakaran katalitik. Dalam proses pengolahan dan transformasi gas buang pada lini pelapisan bodi kendaraan komersial Dongfeng, gas buang pengeringan primer elektroforesis diolah dengan metode RTO, dan gas buang pengeringan cat lapisan atas diolah dengan metode pembakaran katalitik, dan efek penggunaannya baik.
※Proses pengolahan gas buang pelapis cat semprot:
Skema pengolahan gas buang industri penyemprotan terutama digunakan untuk pengolahan gas buang ruang pengecatan semprot, pengolahan gas buang pabrik furnitur, pengolahan gas buang industri manufaktur mesin, pengolahan gas buang pabrik pagar pembatas jalan, pengolahan gas buang ruang pengecatan semprot di pabrik manufaktur otomotif dan bengkel otomotif 4S. Saat ini, terdapat berbagai proses pengolahan, seperti: metode kondensasi, metode absorpsi, metode pembakaran, metode katalitik, metode adsorpsi, metode biologis, dan metode ion.
1. WMetode penyemprotan air + adsorpsi dan desorpsi karbon aktif + pembakaran katalitik
Menggunakan menara semprot untuk menghilangkan kabut cat dan bahan yang larut dalam air, setelah disaring kering, dalam perangkat adsorpsi karbon aktif, jika karbon aktif telah sepenuhnya terserap, kemudian dilakukan pengupasan (metode pengupasan dengan pengupasan uap, pemanasan listrik, pengupasan nitrogen), setelah gas pengupasan (konsentrasi meningkat puluhan kali) dialirkan oleh kipas pengupas ke perangkat pembakaran katalitik untuk dibakar, menghasilkan karbon dioksida dan air, kemudian dibuang.
2. WMetode penyemprotan air + adsorpsi dan desorpsi karbon aktif + pemulihan kondensasi
Menggunakan menara semprot untuk menghilangkan kabut cat dan bahan yang larut dalam air, setelah penyaringan kering, dalam perangkat adsorpsi karbon aktif, seperti adsorpsi karbon aktif penuh, kemudian dilakukan pengupasan (metode pengupasan dengan pengupasan uap, pemanasan listrik, pengupasan nitrogen), setelah diproses, gas buang dikondensasi konsentrasi adsorpsi, kondensat dipisahkan untuk pemulihan bahan organik berharga. Metode ini digunakan untuk pengolahan gas buang dengan konsentrasi tinggi, suhu rendah, dan volume udara rendah. Namun, metode ini membutuhkan investasi, konsumsi energi tinggi, biaya operasional tinggi, konsentrasi gas buang "benzena tiga" dan gas buang lainnya umumnya lebih rendah dari 300 mg/m3, konsentrasi rendah, volume udara besar (volume udara bengkel pengecatan manufaktur otomotif seringkali di atas 100.000), dan karena komposisi pelarut organik gas buang pelapis otomotif, daur ulang pelarut sulit digunakan, dan mudah menghasilkan polusi sekunder, sehingga dalam pengolahan gas buang pelapis umumnya tidak menggunakan metode ini.
3. Wmetode adsorpsi gas aste
Pengolahan gas buang cat semprot dengan adsorpsi dapat dibagi menjadi adsorpsi kimia dan adsorpsi fisik, tetapi gas buang "tiga benzena" memiliki aktivitas kimia yang rendah, sehingga umumnya tidak menggunakan adsorpsi kimia. Cairan penyerap fisik menyerap zat yang kurang mudah menguap, dan menyerap komponen dengan afinitas yang lebih tinggi untuk pemanasan, pendinginan, dan penggunaan kembali untuk analisis penyerapan jenuh. Metode ini digunakan untuk perpindahan udara, suhu rendah, dan konsentrasi rendah. Pemasangannya kompleks, investasinya besar, pemilihan cairan penyerap lebih sulit, dan terdapat dua jenis polusi.
4. Sebuahperalatan adsorpsi karbon aktif + oksidasi fotokatalitik UV
(1): Adsorpsi langsung gas organik melalui karbon aktif, mencapai tingkat pemurnian 95%, peralatan sederhana, investasi kecil, pengoperasian mudah, tetapi perlu sering mengganti karbon aktif, konsentrasi polutan rendah, tidak dapat dipulihkan. (2) Metode adsorpsi: adsorpsi gas organik pada karbon aktif, desorpsi udara jenuh karbon aktif dan regenerasi.
5.Aadsorpsi karbon aktif + peralatan plasma suhu rendah
Setelah adsorpsi karbon aktif terlebih dahulu, kemudian dengan peralatan plasma suhu rendah diproses gas buang, akan dilakukan pengolahan standar pelepasan gas. Metode ionisasi menggunakan plasma (plasma ION) untuk mendegradasi gas buang organik, menghilangkan bau busuk, membunuh bakteri dan virus, serta memurnikan udara. Ini adalah teknologi berteknologi tinggi yang dibandingkan secara internasional, dan para ahli di dalam dan luar negeri menyebutnya sebagai salah satu dari empat teknologi ilmu lingkungan utama di abad ke-21. Kunci dari teknologi ini adalah melalui pelepasan blok medium pulsa tegangan tinggi dalam bentuk sejumlah besar oksigen ion aktif (plasma), aktivasi gas, menghasilkan berbagai radikal bebas aktif, seperti OH, HO2, O, dll., yang mendegradasi benzena, toluena, xilena, amonia, alkana, dan gas buang organik lainnya, serta melakukan reaksi fisik dan kimia kompleks lainnya, dan menghasilkan produk sampingan yang tidak beracun, sehingga menghindari polusi sekunder. Teknologi ini memiliki karakteristik konsumsi energi yang sangat rendah, ruang yang kecil, pengoperasian dan perawatan yang sederhana, dan sangat cocok untuk pengolahan berbagai komponen gas.
BRingkasan singkat:
Saat ini terdapat banyak jenis metode pengolahan di pasaran, untuk memenuhi standar pengolahan nasional dan lokal, kami biasanya akan memilih beberapa metode pengolahan yang dikombinasikan untuk mengolah gas buang, untuk memilih yang sesuai dengan proses pengolahan aktual masing-masing.
Waktu posting: 28 Desember 2022
