Ափսե ներկի ծածկույթի արտանետվող գազերի կազմի վերլուծություն

1. Ափսե ներկերի արտանետվող գազի առաջացումը և հիմնական բաղադրիչները

Ներկման գործընթացը լայնորեն կիրառվում է մեքենաների, ավտոմեքենաների, էլեկտրական սարքավորումների, կենցաղային տեխնիկայի, նավերի, կահույքի և այլ արդյունաբերություններում։

Ներկի հումք —— ներկը բաղկացած է ոչ ցնդող և ցնդող նյութերից, որոնք ներառում են թաղանթային նյութ և օժանդակ թաղանթային նյութ, ցնդող նոսրացնող նյութը օգտագործվում է ներկը նոսրացնելու համար՝ հարթ և գեղեցիկ ներկի մակերես ստանալու համար։

Ներկի ցողման գործընթացը հիմնականում առաջացնում է ներկի մշուշ և օրգանական թափոններ, որոնք աղտոտված են։ Բարձր ճնշման ազդեցության տակ ներկը վերածվում է մասնիկների, ցողման ժամանակ ներկի մի մասը չի հասնում ցողման մակերեսին, և օդային հոսքի հետ դիֆուզիայի արդյունքում առաջանում է ներկի մշուշ։ Լուծիչի գոլորշիացումից առաջացող օրգանական թափոնային գազը, օրգանական լուծիչը չի կպչում ներկի մակերեսին, ներկի և կարծրացման գործընթացի ընթացքում արտանետվում են օրգանական թափոնային գազեր (հաղորդվում է հարյուրավոր ցնդող օրգանական միացությունների մասին, որոնք համապատասխանաբար պատկանում են ալկաններին, ալկաններին, օլեֆիններին, արոմատիկ միացություններին, սպիրտներին, ալդեհիդներին, կետոններին, էսթերներին, եթերներին և այլ միացություններին)։

2. Ավտոմեքենայի ծածկույթի արտանետվող գազի աղբյուրը և բնութագրերը

Ավտոմեքենաների ներկման արհեստանոցը պետք է իրականացնի ներկի նախնական մշակում, էլեկտրոֆորեզ և աշխատանքային մասի վրա ներկի ցողում: Ներկման գործընթացը ներառում է ներկում, հոսք և չորացում, այս գործընթացների ընթացքում կառաջանան օրգանական թափոններ (VOC) և ցողացիր, ուստի այս գործընթացներում անհրաժեշտ է ներկի ցողացիրով սենյակի թափոնների գազի մշակում:

(1) Ներկերի ցողման սենյակից արտանետվող գազ

Աշխատանքի անվտանգության և առողջության մասին օրենքի դրույթների համաձայն՝ ցողման աշխատանքային միջավայրը պահպանելու համար ցողման սենյակում օդը պետք է անընդհատ փոխվի, և օդի փոխանակման արագությունը պետք է վերահսկվի (0.25~1) մ/վրկ միջակայքում: Օդի արտանետվող գազի հիմնական կազմը ցողվող ներկի օրգանական լուծիչն է, որի հիմնական բաղադրիչներն են՝ արոմատիկ ածխաջրածինները (երեք բենզոլային և ոչ մեթանային ընդհանուր ածխաջրածին), սպիրտային եթերները, եթերային օրգանական լուծիչները: Քանի որ ցողման սենյակի արտանետվող ծավալը շատ մեծ է, արտանետվող օրգանական թափոնային գազի ընդհանուր կոնցենտրացիան շատ ցածր է, սովորաբար մոտ 100 մգ/մ3: Բացի այդ, ներկման սենյակի արտանետվող գազը հաճախ պարունակում է փոքր քանակությամբ լիովին չմշակված ներկի մշուշ, հատկապես չոր ներկի ցողման հավաքման սենյակում, արտանետվող գազում առկա ներկի մշուշը կարող է խոչընդոտ հանդիսանալ թափոնային գազի մշակման համար, ուստի թափոնային գազի մշակումը պետք է իրականացվի նախնական մշակման միջոցով:

(2) Չորացման սենյակից արտանետվող գազ

Չորացնելուց առաջ ներկը ցողելուց հետո անհրաժեշտ է հոսքի մեջ դնել օդը, չորացման ընթացքում ներկի թաղանթը թրջել օրգանական լուծիչով։ Ներքին օդում օրգանական լուծիչի կուտակման պայթյունից խուսափելու համար սենյակի օդը պետք է անընդհատ օդափոխվի, օդի արագությունը սովորաբար փոխվում է մոտ 0.2 մ/վրկ, արտանետվող գազերի կազմը և ներկման սենյակի արտանետվող գազերի կազմը չպետք է պարունակի ներկի մշուշ։ Օրգանական թափոնների ընդհանուր կոնցենտրացիան, կախված արտանետվող գազերի ծավալից, սովորաբար ցողման սենյակում արտանետվող գազերի կոնցենտրացիան մոտ 2 անգամ մեծ է, կարող է հասնել 300 մգ/մ3-ի, սովորաբար կենտրոնացված մշակումից հետո խառնվում է ցողման սենյակի արտանետվող գազերի հետ։ Բացի այդ, ներկման սենյակը, մակերեսային ներկման կոյուղու շրջանառությունը նույնպես պետք է արտանետեն նմանատիպ օրգանական թափոններ։

(3)Dարտանետվող գազերի արտանետում

Չորացման թափոնային գազի կազմը ավելի բարդ է, բացի օրգանական լուծիչից, պլաստիկացնողի կամ խեժի մոնոմերի մի մասից և այլ ցնդող բաղադրիչներից, բայց պարունակում է նաև ջերմային քայքայման արգասիքներ, ռեակցիայի արգասիքներ: Էլեկտրաֆորետիկ նախաներկը և լուծիչի տիպի չորացման վերին ծածկույթը ունեն արտանետվող գազի արտանետում, բայց դրա կազմի և կոնցենտրացիայի տարբերությունը մեծ է:

※Սփրեյ ներկի արտանետվող գազերի վտանգները.

Վերլուծությունից հայտնի է, որ ցողման սենյակից, չորացման սենյակից, ներկերի խառնման սենյակից և կոյուղու մաքրման սենյակից արտանետվող գազը ցածր կոնցենտրացիայով և մեծ հոսքով է, և աղտոտիչների հիմնական բաղադրիչներն են արոմատիկ ածխաջրածինները, սպիրտային եթերները և եթերային օրգանական լուծիչները: «Օդի աղտոտման համապարփակ արտանետումների ստանդարտի» համաձայն՝ այս արտանետվող գազերի կոնցենտրացիան, ընդհանուր առմամբ, արտանետումների սահմաններում է: Ստանդարտի արտանետումների մակարդակի պահանջները բավարարելու համար ավտոմոբիլային գործարանների մեծ մասը կիրառում է բարձր լեռնային արտանետումների մեթոդը: Չնայած այս մեթոդը կարող է համապատասխանել ներկայիս արտանետումների ստանդարտներին, արտանետվող գազը, ըստ էության, չմշակված նոսրացված արտանետում է, և մեծ թափքի ծածկույթի գծից արտանետվող գազային աղտոտիչների ընդհանուր քանակը կարող է հասնել հարյուրավոր տոննաների, ինչը շատ լուրջ վնաս է հասցնում մթնոլորտին:

Օրգանական լուծիչում ներկի մշուշը —— բենզոլ, տոլուոլ, քսիլոլ։ Այն ուժեղ թունավոր լուծիչ է, որը գործում է արհեստանոցի օդում։ Աշխատողների շնչառական ուղիների ներշնչումից հետո կարող է առաջացնել սուր և քրոնիկ թունավորումներ, հիմնականում վնասելով կենտրոնական նյարդային և արյունաստեղծ համակարգը։ Բենզոլի գոլորշու բարձր կոնցենտրացիայով (ավելի քան 1500 մգ/մ3) կարճատև ներշնչումը կարող է առաջացնել ապլաստիկ անեմիա։ Բենզոլի գոլորշու ցածր կոնցենտրացիայով ներշնչումը հաճախ կարող է առաջացնել փսխում, նյարդաբանական ախտանիշներ, ինչպիսիք են շփոթմունքը։

※Ցողացիր ներկի և ծածկույթի համար թափոնային գազերի մշակման մեթոդի ընտրություն.

Օրգանական մաքրման մեթոդներ ընտրելիս պետք է ընդհանուր առմամբ հաշվի առնել հետևյալ գործոնները՝ օրգանական աղտոտիչների տեսակը և կոնցենտրացիան, օրգանական արտանետումների ջերմաստիճանը և հոսքի արագությունը, մասնիկային նյութի պարունակությունը և աղտոտիչների վերահսկողության մակարդակը, որին պետք է հասնել։

1Սաղոթեք ներկը սենյակային ջերմաստիճանում բուժում

Ներկման սենյակից, չորացման սենյակից, ներկերի խառնման սենյակից և կոյուղու մաքրման սենյակից արտանետվող գազը սենյակային ջերմաստիճանի ցածր կոնցենտրացիայով և մեծ հոսքով արտանետվող գազ է, և աղտոտիչների հիմնական կազմը արոմատիկ ածխաջրածիններ, սպիրտներ, եթերներ և եթերային օրգանական լուծիչներ են: GB16297 «Օդի աղտոտման համապարփակ արտանետումների ստանդարտի» համաձայն՝ այս արտանետվող գազերի կոնցենտրացիան, որպես կանոն, արտանետումների սահմաններում է: Ստանդարտի արտանետումների մակարդակի պահանջները բավարարելու համար ավտոմոբիլային գործարանների մեծ մասը կիրառում է բարձր լեռնային արտանետումների մեթոդը: Չնայած այս մեթոդը կարող է համապատասխանել գործող արտանետումների ստանդարտներին, սակայն արտանետվող գազը, առանց մշակման, էապես նոսրացված արտանետում է, և մեծ թափքի ծածկույթի գծից արտանետվող գազային աղտոտիչների ընդհանուր քանակը կարող է հասնել հարյուրավոր տոննաների, ինչը շատ լուրջ վնաս է հասցնում մթնոլորտին:

Արտանետվող գազերի աղտոտիչների արտանետումները հիմնարար կերպով նվազեցնելու համար կարելի է համատեղ օգտագործել արտանետվող գազերի մշակման մի քանի մեթոդներ, սակայն մեծ ծավալով արտանետվող գազերի մշակման արժեքը շատ բարձր է։ Ներկայումս ավելի զարգացած արտասահմանյան մեթոդը նախ խտացումն է (ադսորբցիոն-դեսորբցիոն անիվով՝ ընդհանուր քանակը մոտ 15 անգամ խտացնելու համար), որպեսզի նվազեցվի մշակվող ընդհանուր քանակը, ապա խտացված թափոնային գազը մշակելու համար կիրառվում է քայքայիչ մեթոդ։ Չինաստանում կան նմանատիպ մեթոդներ, առաջին հերթին օգտագործվում է ադսորբցիոն մեթոդը (ակտիվացված ածխածին կամ զեոլիտ որպես ադսորբենտ) ցածր կոնցենտրացիայի, սենյակային ջերմաստիճանում ցողացիր ներկի թափոնային գազի ադսորբցիայի համար, բարձր ջերմաստիճանում գազի դեսորբցիայով, խտացված թափոնային գազով՝ օգտագործելով կատալիտիկ այրում կամ վերականգնողական ջերմային այրման մեթոդ։ Մշակվում է ցածր կոնցենտրացիայի, նորմալ ջերմաստիճանում ցողացիր ներկի թափոնային գազի կենսաբանական մշակման մեթոդ, ներկայիս փուլում ներքին տեխնոլոգիան դեռևս զարգացած չէ, բայց արժե ուշադրություն դարձնել դրան։ Ծածկույթի թափոնների գազի հանրային աղտոտվածությունը իրականում նվազեցնելու համար մենք պետք է լուծենք նաև խնդիրը աղբյուրից, ինչպիսիք են էլեկտրաստատիկ պտտվող բաժակների և այլ միջոցների օգտագործումը՝ ծածկույթների օգտագործման մակարդակը բարելավելու, ջրային հիմքով ծածկույթների և այլ շրջակա միջավայրի պաշտպանության ծածկույթների մշակման համար։

2Դթափոնների գազի մաքրում

Չորացող թափոնային գազը պատկանում է միջին և բարձր կոնցենտրացիայի բարձր ջերմաստիճանի թափոնային գազի դասին, որը հարմար է այրման մեթոդով մշակման համար: Այրման ռեակցիան ունի երեք կարևոր պարամետր՝ ժամանակ, ջերմաստիճան, խանգարում, այսինքն՝ 3T պայմաններում այրում: Թափոնային գազի մշակման արդյունավետությունը էապես կախված է այրման ռեակցիայի բավարար աստիճանից և կախված է այրման ռեակցիայի 3T պայմանների վերահսկողությունից: RTO-ն կարող է կառավարել այրման ջերմաստիճանը (820~900℃) և մնալու ժամանակը (1.0~1.2 վրկ) և ապահովել անհրաժեշտ խանգարումը (օդը և օրգանական նյութերը լիովին խառնված են), մշակման արդյունավետությունը մինչև 99% է, թափոնային ջերմության արագությունը՝ բարձր, իսկ շահագործման էներգիայի սպառումը՝ ցածր: Ճապոնիայի և Չինաստանի մեծ մասը ավտոմոբիլային գործարաններում սովորաբար օգտագործվում է RTO չորացման արտանետվող գազերի կենտրոնացված մշակման համար (նախաներկ, միջին ծածկույթ, վերին ծածկույթի չորացում): Օրինակ՝ Dongfeng Nissan ուղևորատար մեքենաների Huadu ծածկույթի գիծը օգտագործում է RTO կենտրոնացված ծածկույթի չորացման մշակման արտանետվող գազերի ազդեցությունը շատ լավ է, լիովին համապատասխանում է արտանետումների կանոնակարգերի պահանջներին: Սակայն, RTO թափոնային գազի մշակման սարքավորումների մեծ միանվագ ներդրման պատճառով, փոքր հոսքով թափոնային գազի մշակումը տնտեսապես նպատակահարմար չէ։

Ավարտված ծածկույթների արտադրական գծի համար, երբ անհրաժեշտ է լրացուցիչ թափոնային գազերի մշակման սարքավորումներ, կարող են օգտագործվել կատալիտիկ այրման համակարգը և վերականգնողական ջերմային այրման համակարգը: Կատալիտիկ այրման համակարգը փոքր ներդրում և այրման ցածր էներգիայի սպառում ունի:

Ընդհանուր առմամբ, պլատինի օգտագործումը որպես կատալիզատոր կարող է նվազեցնել օրգանական թափոնային գազերի մեծ մասի օքսիդացման ջերմաստիճանը մինչև մոտ 315℃: Կատալիտիկ այրման համակարգը կարող է օգտագործվել ընդհանուր չորացման թափոնային գազերի մշակման համար, հատկապես հարմար է էլեկտրական տաքացման դեպքում չորացման էլեկտրամատակարարման համար, առկա խնդիրն այն է, թե ինչպես խուսափել կատալիզատորի թունավորման ձախողումից: Որոշ օգտագործողների փորձից ելնելով՝ ընդհանուր մակերեսային ներկի չորացման թափոնային գազի համար, թափոնային գազի ֆիլտրացիայի ավելացման և այլ միջոցառումների միջոցով, կարելի է ապահովել կատալիզատորի կյանքի տևողությունը 3-5 տարի. էլեկտրոֆորետիկ ներկի չորացման թափոնային գազը հեշտությամբ կարող է առաջացնել կատալիզատորի թունավորում, ուստի էլեկտրոֆորետիկ ներկի չորացման թափոնային գազի մշակումը պետք է զգույշ լինի՝ օգտագործելով կատալիտիկ այրում: Dongfeng առևտրային տրանսպորտային միջոցի թափոնային գազի մշակման և վերափոխման գործընթացում էլեկտրոֆորետիկ նախաներկի չորացման թափոնային գազը մշակվում է RTO մեթոդով, իսկ վերին ներկի չորացման թափոնային գազը՝ կատալիտիկ այրման մեթոդով, և օգտագործման ազդեցությունը լավ է:

※Ափսե ներկերի ծածկույթով թափոնային գազերի մշակման գործընթացը.

Արդյունաբերության թափոնների ցողման մաքրման սխեման հիմնականում օգտագործվում է ցողման ներկման սենյակի թափոնների ցողման մաքրման, կահույքի գործարանի թափոնների ցողման մաքրման, մեքենաշինության արդյունաբերության թափոնների ցողման մաքրման, պաշտպանիչ ցանկապատերի գործարանի թափոնների ցողման մաքրման, ավտոմոբիլային արտադրության և ավտոմեքենաների 4S արհեստանոցի ցողման ներկման սենյակի թափոնների ցողման մաքրման համար: Ներկայումս կան մշակման բազմաթիվ գործընթացներ, ինչպիսիք են՝ խտացման մեթոդը, կլանման մեթոդը, այրման մեթոդը, կատալիտիկ մեթոդը, ադսորբցիայի մեթոդը, կենսաբանական մեթոդը և իոնային մեթոդը:

1. ՎՋրային ցողման մեթոդ + ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիա և դեսորբցիա + կատալիտիկ այրում

Ներկի մշուշը և ջրում լուծվող նյութը հեռացնելու համար օգտագործվում է ցողիչ աշտարակ, չոր ֆիլտրից հետո այն լցվում է ակտիվացված ածխածնի կլանման սարքում, ինչպիսին է ակտիվացված ածխածնի լրիվ կլանումը, այնուհետև մաքրվում է (մաքրման մեթոդ՝ գոլորշու մաքրում, էլեկտրական ջեռուցում, ազոտի մաքրում), մաքրումից հետո գազը (կոնցենտրացիան տասնյակ անգամ ավելացել է) լցվում է կատալիտիկ այրման սարքի մեջ՝ օդափոխիչով այրվելով, այրվում է ածխաթթու գազի և ջրի մեջ, արտանետումից հետո։

2. ՎՋրային ցողում + ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիա և դեսորբցիա + խտացման վերականգնման մեթոդ

Ներկի մշուշը և ջրում լուծվող նյութը հեռացնելու համար օգտագործվում է ցողիչ աշտարակ, չոր ֆիլտրից հետո այն լցնում են ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիոն սարքի մեջ, ինչպիսին է ակտիվացված ածխածնի լրիվ ադսորբցիան, այնուհետև անցնում են ապամոնտաժման (ապամոնտաժման մեթոդ՝ գոլորշու ապամոնտաժմամբ, էլեկտրական տաքացմամբ, ազոտի ապամոնտաժմամբ), թափոնային գազի ադսորբցիայի կոնցենտրացիայի խտացումից, կոնդենսատի բաժանմամբ՝ արժեքավոր օրգանական նյութի վերականգնմամբ: Այս մեթոդը կիրառվում է թափոնային գազի մշակման համար՝ բարձր կոնցենտրացիայով, ցածր ջերմաստիճանով և ցածր օդի ծավալով: Սակայն այս մեթոդի ներդրումը, բարձր էներգիայի սպառումը, շահագործման ծախսերը, ցողիչ ներկի արտանետվող գազերի «եռաբենզոլ» և այլ արտանետվող գազերի կոնցենտրացիան, որպես կանոն, ցածր է 300 մգ/մ3-ից, ցածր կոնցենտրացիայով, մեծ օդի ծավալով (ավտոմեքենաների արտադրության ներկարարական արհեստանոցի օդի ծավալը հաճախ գերազանցում է 100000-ը), և քանի որ ավտոմեքենաների արտանետվող օրգանական լուծիչի կազմը, վերամշակվող լուծիչը դժվար է օգտագործել և հեշտ է առաջացնել երկրորդային աղտոտում, ուստի թափոնային գազի մշակման ժամանակ ծածկույթը, որպես կանոն, չի օգտագործվում այս մեթոդը:

3. ՎԱստղային գազի կլանման մեթոդ

Ափսե ներկերի թափոնային գազի մշակման ադսորբցիան ​​կարելի է բաժանել քիմիական ադսորբցիայի և ֆիզիկական ադսորբցիայի, սակայն «եռաբենզոլ» թափոնային գազի քիմիական ակտիվությունը ցածր է, ընդհանուր առմամբ քիմիական ադսորբցիա չի օգտագործվում: Ֆիզիկական ադսորբցիայի հեղուկը կլանում է ավելի քիչ ցնդող և կլանում է ավելի բարձր հակվածություն ունեցող բաղադրիչներ՝ տաքացնելու, սառեցնելու և վերաօգտագործելու համար՝ հագեցած ադսորբցիան ​​վերլուծելու համար: Այս մեթոդը կիրառվում է օդի տեղաշարժի, ցածր ջերմաստիճանի և ցածր կոնցենտրացիայի համար: Տեղադրումը բարդ է, ներդրումները՝ մեծ, ադսորբցիայի հեղուկի ընտրությունն ավելի դժվար է, կան երկու աղտոտման գործոններ:

4. ԱԱկտիվացված ածխածնի ադսորբցիայի + ուլտրամանուշակագույն ֆոտոկատալիտիկ օքսիդացման սարքավորումներ

(1): Ակտիվացված ածխի միջոցով օրգանական գազի ուղղակի ադսորբցիա՝ 95% մաքրման արագության հասնելու համար, պարզ սարքավորումներ, փոքր ներդրումներ, հարմար շահագործում, սակայն ակտիվացված ածխի հաճախակի փոխարինման անհրաժեշտություն, աղտոտիչների ցածր կոնցենտրացիա, վերականգնում չի պահանջվում: (2) Ադսորբցիայի մեթոդ. ակտիվացված ածխի մեջ օրգանական գազի ադսորբցիա, ակտիվացված ածխածնի հագեցած օդի դեսորբցիա և վերականգնում:

5.ԱԱկտիվացված ածխածնի ադսորբցիա + ցածր ջերմաստիճանի պլազմային սարքավորումներ

Ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիայից հետո, ապա ցածր ջերմաստիճանի պլազմային սարքավորումների միջոցով թափոնային գազը մշակվում է ստանդարտ գազի արտանետման համար, իոնային մեթոդը պլազմայի (իոնային պլազմա) օգտագործումն է օրգանական թափոնային գազի քայքայման համար, հոտը հեռացնելու, մանրէները, վիրուսները սպանելու, օդը մաքրելու համար։ Սա բարձր տեխնոլոգիական միջազգային համեմատություն է, որի մասնագետները, ինչպես երկրի ներսում, այնպես էլ արտերկրում, համարվում են 21-րդ դարի չորս հիմնական բնապահպանական գիտությունների տեխնոլոգիաներից մեկը։ Տեխնոլոգիայի բանալին բարձր լարման իմպուլսային միջին բլոկային արտանետման միջոցով մեծ քանակությամբ ակտիվ թթվածնի (պլազմա) իոնների տեսքով գազի ակտիվացումն է, ակտիվացնելով ակտիվ ազատ ռադիկալների բոլոր տեսակները, ինչպիսիք են OH, HO2, O և այլն, բենզոլը, տոլուոլը, քսիլոլը, ամոնիակը, ալկանը և այլ օրգանական թափոնային գազերի քայքայումը, օքսիդացումը և այլ բարդ ֆիզիկական և քիմիական ռեակցիաները, ինչպես նաև ոչ թունավոր ենթամթերքները, կանխելով երկրորդային աղտոտումը։ Տեխնոլոգիան ունի չափազանց ցածր էներգիայի սպառման, փոքր տարածքի, պարզ շահագործման և պահպանման բնութագրեր և հատկապես հարմար է տարբեր բաղադրիչ գազերի մշակման համար։

Bրիֆի ամփոփում.

Այժմ շուկայում կան բազմաթիվ տեսակի մշակման մեթոդներ, և ազգային և տեղական մշակման չափանիշներին համապատասխանելու համար մենք սովորաբար ընտրում ենք թափոնային գազը մշակելու համար համակցված մի քանի մշակման մեթոդներ՝ համապատասխանեցնելով դրանք մշակման իրենց սեփական իրական գործընթացին։