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喷烤漆房废气处理案例-大晃机械

项目现场情况概述

       贵公司现共有两个工位区域需进行废气治理,两个区域现分别位于两个不同的车间内,区域一为喷漆工位,现在贵公司车间喷漆工位有一套水帘喷漆柜,稀料清洗区域有一套干式喷漆房,两个工位区域作业情况均为半敞开式废气产生量巨大。尤其是喷漆区域,喷漆完成后的工件在干燥过程中也会挥发出大量有机废气。影响车间工人身心健康。现为改善车间环境,保护车间工人身心健康,响应国家环保要求设计废气处理方案将废气进行收集治理。根据与贵公司的深入交流,贵公司现需进行治理的区域工位设计放置到一起统一设计治理,现工位预留区域约21m*6m。为提高生产效率贵公司准备在喷漆房后面增加一套烤漆房。本方案设计将贵公司工位设计为一套半自动式喷漆生产线,输送方式采用悬挂链。

废气基本概况

废气成分:根据贵公司提供的信息及现场查看获知,本治理工程所要收集治理的废气主要是油漆漆雾废气及稀料挥发废气。根据贵公司提供的资料,贵公司稀料清洗工位稀料用量800L每月,喷漆工位油漆用量150L每月,稀料用量400L每月。废气成分较为复杂:主要有苯类物质、芳香烃类物质,脂类物质等。废气危害:长时间有机废气弥漫的环境中作业,会对人体造成多方面的潜在伤害:头晕,恶心,皮肤病及人体脏器的损伤等。而废气未经处理无组织排放到大气中,对环境的危害也是巨大的,有机废气也是近年来国家及地方政府重点治理的目标。

气处理系统设计

设计简述

1.车间布局设计:

       根据贵公司现有情况,经过与贵公司深入探讨,结合我公司经验确定车间工位工艺排布,设计将原有车间的相关工艺工装拆除重新制作喷漆室、清洗室,并且考虑制作烤漆室。根据现有工艺流程,为提高生产效率,喷漆完成后的工件要进行烤漆,由于贵公司工件较重不方便采用人工移动工件,工件喷漆后挪动更加不方便,工件喷漆过程中也必须吊着喷涂。因此设计安装悬挂链进行工件转运。清洗室由于工件数量少,设计采用轨道车的方式进行工件转运。室体根据相关要求留出入口及防火门,为避免各个室体之间相互影响,室体单独设置,相互隔离。喷漆与烤漆之间留有缓冲区,避免两个室体之间不同温度,不同成分的气体相互影响。为方便大工件喷漆作业,设计将清洗房顶部开缝,将清洗房作为大工件喷涂房,当需要喷涂大工件的时候,使用车间大行车将工件吊装至清洗房内部喷漆。清洗房顶部使用类似于抛丸机的橡胶皮密封。

2.设计生产工艺流程:

工艺流程简述:

       1)工件经过车间内行车转运至悬挂链上料区后使用电动升降车将工件从行车上摘取下来,然后使用升降车将工件抬升将工件挂在悬挂链的吊钩之上。悬挂链可根据工件尺寸设计制作不同长度和承重要求的柔性吊钩。

       2)工件悬挂于悬挂链上之后,工件随着悬挂链的缓慢移动被转运至喷漆房内的喷漆工位处进行喷漆作业。喷漆时工件也会随着悬挂链缓慢移动,移动速度可以根据实际需要调节以满足喷漆时间要求。喷漆过程中喷漆房进行送排风,在车间下部排出喷漆产生的废气,在车间上部送入新鲜空气。

       3)喷漆完成后工件被连续运行的悬挂链运送至烤漆房,喷漆房与烤漆房之间设置缓冲区,防止喷漆漆雾进入烤漆房影响烤漆质量,或烤漆房高温气体进入喷漆房产生爆炸危险。

烤漆过程中烤漆房内部设置循环热风,同时进行排风,在车间顶部排出烤漆产生的废气,在车间下部送入新鲜空气。

       4)工件在烤漆房内随着悬挂链进行一趟来回缓慢运动,确保烤漆时间充足。

       5)工件在经过相应工序加工完毕后工件转运至悬挂链下料区底处拆下吊钩挪出工件,整个过程实现半自动化生产。

稀料清洗设计工艺操作流程:

       1)工件经过车间内行车转运至轨道支架车上料区后使用电动堆垛车将工件从行车上摘取下来,然后将工件抬升、将工件挂在轨道支架车的吊钩之上。(或在轨道支架车上安装手动葫芦起吊)

       2)工件吊装完毕后将轨道支架车推送至清洗室作业区域进行相关清洗作业。在进行清洗作业时,清洗房上部进行送风,送入新鲜空气。下部进行排风,排除作业过程产生的废气。

       3)工件在经过相应工序加工完毕后工件转运至下料区拆下吊钩挪出工件完成生产周期。

车间有大工件需要进行喷涂时,使用车间行车将工件吊装至清洗房内进行喷涂。废气处理工程共包括两大部分:废气收集系统及废气处理系统。

       (1)废气收集系统:收集系统将各处无组织排气转变为有组织排气,合理的收集方式不仅可以做到有效收集,同时将风量及处理规模合理化,使设备投资做到最佳利用;本方案收集系统主要为喷漆房、清洗工房以及预留的烤漆房。

喷漆房和清洗工房设计采用上送下吸式通风系统,排风设计采用地沟的形式。烤漆房设计采用顶部排风。

       (2)废气处理系统:根据废气的特点及甲方的实际情况确定合适的废气除尘工艺流程,选用处理工艺为: 区域密封后、“地沟排风口收集” + “管道输送” + “漆雾过滤器预处理” + “活性炭吸附稳定浓度” + “捷克APDT纳米光催化氧化” + “风机” 达标排放。 

       车间废气经过各个收集口收集后经过系统输送管路输送至净化装置系统。由于喷漆过程中会产生大量的漆雾颗粒,管道输送来的废气需先经过漆雾过滤器净化漆雾颗粒,确保废气内无粘性粉尘,避免对后续净化工艺的影响。由于喷漆废气浓度不稳定,经过漆雾过滤后的纯气态废气再进入活性炭净化塔进行吸附,去除部分废气并且稳定废气浓度,经过吸附后的大风量低浓度废气进入纳米光催化氧化设备进行净化处理,经过该工艺治理后废气可实现达标排放。

处理工艺的确定

       现阶段VOC控制基础方法主要有洗涤法、活性炭或树脂吸附法、uv光解法、微生物降解法、低温等离子法。经过行业内大量的工程经验,单独使用其中的一种工艺处理有机废气在实际工程使用中效果并不理想,因此新建处理系统大都采用多方式结合使用。现有几种工艺中洗涤法处理喷漆过程中的大部分有机废气效率低下,且会产生废水。活性炭吸附法具有较高的适应性,该设备可吸附任意种类的废气及有害物质,使用效果良好,安全稳定。但是单位体积的活性炭吸附量有限,若只是用活性炭进行吸附治理则需要经常对活性炭进行更换,且受活性炭吸附速率的影响,废气浓度高时,要想达标排放,设备需制作的相当庞大,使用经济性较差。本方案设计选用活性炭进行二级处理,活性炭处理后的废气再经过捷克APDT光催化氧化设备进行净化。捷克APDT光解设备是通过高能紫外线灯管照射有机废气使其裂解成水和二氧化碳等无毒无害的物质。捷克APDT光催化氧化设备是在uv光解设备基础上增加光催化剂加速裂解反应,设备效率更高,经济性更好。我公司与捷克诺曼公司合作研发制造了高效的APDT纳米光催化剂,该催化剂的催化能力是其他普通催化剂的几十甚至上百倍,该催化剂在自然光的条件下就能对部分低浓度有机废气进行分解。

捷克APDT光催化氧化设备做为最后一道净化工艺,净化后空气可确保满足现有相关环保要求。

       在实际生产过程中喷漆废气的浓度是不断变化的,车间工人在进行喷漆作业时,废气浓度较高,不进行喷漆时浓度较低。选用活性炭和捷克APDT光催化氧化设备结合使用更适合喷漆废气特点,废气浓度高时,活性炭可快速吸附废气,降低光催化氧化设备负荷,当废气浓度低时由于设备不停的在抽风,活性炭会缓慢脱附,脱附后的低浓度废气被光催化氧化设备进行裂解。确保了设备的长时间可持续使用,有效降低活性炭及灯管的使用寿命。本方案为保证活性炭对于稳定气体浓度的使用要求,设计使用吸附速率高的活性炭纤维。微生物降解法、低温等离子法的建设、运营、维护成本较高,且受环境影响较大,适应性差,本方案不予考虑。另外喷漆工位由于喷漆过程中会产生大量漆雾,废气中含有较多的颗粒物,因此设计漆雾废气使用漆雾过滤器进行初过滤,除去废气中含有的油漆颗粒。

收集方案

工位房体设计根据贵公司现有情况,按照环保要求,针对贵公司工位区域进行统一排布,整体密封。房体设计使用碳钢型材制作框架,根据贵公司要求,为方便工件转运,提高工作效率,喷漆房内部设计安装承重能力为0.5t(双挂)的悬挂链供喷漆工件喷漆房内部吊装搬运使用。悬挂链是一种三维空间闭环连续输送系统,适用于车间内部和车间之间成件物品的自动化输送。根据输送物件的方法,可分为通用和轻型的牵引式悬挂输送、通用积放式和轻型积放式的推式悬挂输送。 悬挂链,采用滚珠轴承作为链条走轮,导轨均选用16Mn材质经过深加工而成,使用寿命在5年以上。链条节距常用的有150/200/240/250等,单点承重也各不一样。同时通过选择吊具类型,可增加链条的单点承重。输送线能随意转弯、爬升,能适应各种地理环境条件。悬挂链条具有良好的空间性,适用范围广,可使工作连续不停运经高温烘道,有害气体区,喷漆室,浸漆前处理,冷冻室,空中储存等,完成人工难以操作的生产过程,从而改善工人劳动条件,提高产品的产量与质量。并且该产品动力消耗少,维修费用低,经久耐用,噪音低,易操作等特点。

       本方案悬挂链设计主要在车间喷漆室以及烘烤室运行,稀料清洗工位的清洗工房由于工件进出数量较少,设计使用地面轨道配合滑动支架的方式进行工件转运。为确保房体内部采光,房体顶部设计安装防爆灯,确保房内光照强度可达到400-600流明。根据贵公司现场情况,以及贵公司生产工艺特性及投资成本等多方面因素考虑,本方案喷漆房和清洗工房设计采用上送风下排风的方式进行废气收集治理。

车间喷漆工位设计:

       喷漆工位工件重量较大需使用行车吊装。根据贵公司规划,喷漆房建设完成后房体内共一人进行喷漆作业,喷漆作业时工件处于悬挂链上随着悬挂链缓慢移动,设计底部开挖地沟对贵公司废气进行收集治理。地沟上部铺设栅格板,栅格板可确保空气流通,有可保证良好的承重能力,栅格板设计制作为较小的长方形板,方便系统检修。地沟排风口截面设计尺寸1.8m*2.5m,设计将排风截面设置为两个排风口。排风口采用气动阀门控制,阀门可根据工位喷漆情况单独启停,主机系统的变频控制系统设计根据阀门启闭数量自动变频,节省电量。

       经综合考虑,将喷漆工位净化系统都设在车间外部,这样既节约占地空间,方便员工操作,同时也降低成本。喷漆时,新鲜空气从送风装置进风口进风,经初效过滤后,由送风机送至室体顶部静压室,通过顶部精密级高效过滤层过滤后均匀地被送到室体内以层流方式自上而下流动,此时空气含尘量≯1.5mg/m3,最大颗粒直径<5um,空气净化达10 万级标准。喷涂操作区断面风速为≥0.4m/s(有载状态)。其气流均匀地将工件环绕包围住,使漆雾不致飞溅,从而改善了工人操作时的劳动卫生条件。喷漆雾在底部排风口的抽吸下,穿过地板格栅网,水平进入漆雾过滤装置,此时大部分漆粒和颗粒因重力作用掉到地坑内,还有少量的漆粒由出气口排出,排出的废气进入到净化装置内,首先经过漆雾过滤装置过滤掉废气内的漆雾颗粒,然后废气进入活性炭吸附层,当废气进入吸附层后,由于固体吸附剂表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力,因此当吸附剂的表面与气体接触时,就能吸引气体分子,使其浓聚并保持在吸附剂表面,利用吸附剂固体表面的吸附能力,使废气中的挥发性溶剂与大表面的多孔性吸附剂相接触,废气中的污染物被吸附在固体表面上,净化后的气体进入捷克APDT纳米光催化氧化过滤装置内;废气在捷克APDT纳米光催化氧化过滤装置内在高能紫外线以及高效纳米光催化材料共同作用下被完全降解,实现达标排放。

车间稀料清洗工位设计:

       车间稀料清洗工位也设计使用上送风下排风的方式进行废气治理。地面向下开挖地沟。地沟上部铺设栅格板,栅格板可确保空气流通,有可保证良好的承重能力,栅格板设计制作为较小的长方形板,方便系统检修。地沟排风口截面设计尺寸1.8m*2.5m,设计将排风截面设置为两个排风口。排风口采用气动阀门控制,阀门可根据工位喷漆情况单独启停,主机系统的变频控制系统设计根据阀门启闭数量自动变频,节省电量。

车间烤漆工位设计:

       根据贵公司现有规划,喷漆工位后计划设置烤漆工位以增加生产效率,节省工件晾干占地面积。烤漆房主要控制废气不外溢,且保证内部温度不受到较大影响,根据高温气体向上运动的特性,设计在房体两头的顶部设置排风口进行排气。烤漆房内部增加加热系统,房内温度通过PLC系统控制。设备刚刚开启时加热系统全功率运行,房体内迅速升温。当温度达到设定值时即停止加热系统,加热系统小功率保温运行。当温度由于房体开门、系统排风或其他原因降低低于最低设定温度时,加热系统重新开启。烤漆房排风系统与PCL控制系统、悬挂链系统联动,定时进行排气,排出烘烤废气。

房体各结构介绍:

1、室体:选用工业上常用的岩棉板拼装而成。保温板的内外板均为彩钢板,中间填充岩棉材料,内外板与保温材料整体压制而成一体,总厚75mm,该板具有以下特点:

       轻型、新颖、造型美观;

       保温、隔热、隔声性能优良;

       强度、刚度、稳定性、抗冲击、抗震性能较好,具有耐腐蚀,耐大气性好;

       预制装配化程度高,施工快捷,耐久性好,防水及使用寿命长。

2.静压室:室顶设有静压室,静压室高500mm。从室外送来的新鲜空气进入静压室,经过CC-600G 过滤棉的作用,气流流向操作间更平稳,避免了紊流现象的产生。

空气净化系统:

       清洁度是衡量喷漆室质量的重要指标,这一指标由空气净化系统保证。本喷漆室空气净化系统为三级过滤:送风机组内设有进风初效过滤,静压室与操作室之间设有亚高效过滤。初效过滤采用片式结构,选用国内名优产品,能有效地捕捉直径大于5μm 的尘粒。亚高效过滤选用国内名优产品,具有多层结构,其中间油性夹层具有极高的粘附力,可确保空气洁净度达到尘埃量≯1.5mg/m3。它安装于静压室底部C 型钢顶网上,实现对空气的再次过滤并使气流更均匀地送入到操作间,从而保证风量均匀。

送风系统:

       本喷漆房采用上送下压的气流组织方式,同时考虑投资成本和节省能源,本设计采用分组送风形式,设计室内有载风速0.4m/s 以上。

排风系统:

       主要由排风机、风管、风阀和焊接框架组成。喷漆时,为了将过滤后的空气高空排放,并为防止设备外灰尘吸进室内,正常喷漆室设计成微正压。排风机箱:由槽钢和角钢焊接而成,外蒙双层镀锌板,中间填充材料降噪处理,能够承载风机的重量。排风风道:由镀锌板和法兰组合而成。

地网格:

       为使室内风场稳定,在室体地面设有回风道,在回风道上铺有格栅,这样既可避免由于工件喷漆时装饰带划线、贴报纸产生的废报纸、废胶带等进入地下坑道内,又可方便操作工站在其上喷漆,同时方便漆雾和废气排出。

控制系统:

       采用国内外先进的电子原器件组装的智能控制箱。主回路设有多重保护:过电流、过负载、短路、缺相等保护。选用国内外先进的电子原器件组装的智能控制箱,控制具有精度高、功能全、操作方便、安全可靠等优点。

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