一种汽车4S店喷涂废气处理装置及其工艺的制作方法

本发明属于废气处理领域，具体涉及一种汽车4S店喷涂废气处理装置及其工艺。

背景技术：

汽车喷涂是汽车制造的一个重要过程，喷涂过程中会产生大量的废气。汽车4S店是汽车维护和保养的主要场所，汽车4S店喷涂废气总量甚至更高于汽车制造过程喷涂废气总量。喷涂废气的主要成分为漆雾和有机废气。有机废气的主要成分为三苯、酯、醛、酮、醚及其他化合物。漆雾和有机废气将会对人们的健康造成很大危害。

漆雾具有颗粒小、粘度大、易粘附在物质表面的特点，净化有机废气前必须去除漆雾，在实际处理工艺中可以采用水帘吸收漆雾，基本上可以去除漆雾等颗粒物，但污水的排放容易造成更加严重的二次污染，需要添加絮凝剂使漆雾聚集成块，随着污水多次循环，污染物浓度增加、水质不稳定，故循环水不能长期使用，采用水洗式净化漆雾的方法，污水的治理需要更大的设施投入和运行成本；随着干式漆雾净化材料的不断研发，干式漆雾净化法在漆雾净化效率、运行经济性上显示了巨大的优越性，而且操作简便易行，应用越来越广泛。

有机废气的处理方法主要有吸收法、活性炭吸附法、燃烧法、冷凝法、低温等离子体法（Non-thermal plasma, NTP）和光催化法。但是从吸收剂的选择、处理气体浓度、成本、降解效果等方面考虑，以上方法均有着其局限性。

专利CN202105577U，采用“过滤袋过滤+催化氧化法+等离子体法”的工艺来进行喷涂废气的降解。该工艺中，过滤袋过滤的效果并不理想，采用近年开发的烤漆房过滤材料可以更好的解决这个问题；催化氧化法所采用的催化剂制备复杂，价格昂贵；等离子体会产生较高浓度的臭氧，置于末端时，未经处理的臭氧排放到大气中极容易造成二次污染。

处理方法的合理化结合，能够更好的弥补单独方法存在的不足，更好的处理汽车4S店喷涂过程产生的废气。

技术实现要素：

本发明的目的是弥补现有技术存在的不足，并提供一种汽车4S店喷涂废气处理装置及其工艺，具体技术方案如下。

一种汽车4S店喷涂废气处理装置，其特征在于，主要包括：干式漆雾处理单元、UV强化等离子体处理单元、吸附降解单元和回流单元。干式漆雾处理单元、UV强化等离子体处理单元和吸附降解单元前后顺次连接，回流单元位于装置上方，包括回流管和回流风机。回流管两端分别连接干式漆雾处理单元前端和UV强化等离子体处理单元后端。

所述的干式漆雾处理单元，包括外边框和干式漆雾过滤材料。所述的干式漆雾过滤材料倾斜放置，轴向上分为前后两段，前段干式漆雾过滤材料过滤精度为≥5μm，后段干式漆雾过滤材料过滤精度为≥1μm。

所述的UV强化等离子体处理单元，包括UV强化等离子体模块和等离子体放电电源。所述的UV强化等离子体处理模块轴向安装两层，所述的等离子体放电电源置于UV强化等离子体处理单元的底部。

所述的UV强化等离子体模块由DBD等离子体管、紫外灯管和陶瓷绝缘体组成。按照UV强化等离子体模块尺寸对DBD等离子体管个数进行选择和排列，紫外灯管位于UV强化等离子体模块的四个角上，为UV强化等离子体模块提供紫外光，利用吸附降解单元的AC 220V电源供电。

所述的吸附降解单元内设有蜂窝活性炭吸附层、紫外灯管和对紫外灯管供电的AC 220V电源，所述的紫外灯管轴向平行排列，设置3~5列，每列设4~8条紫外灯管。所述的紫外灯管，靠近装置出口的最后一列紫外灯管波长可选254nm或185nm，其余紫外灯管波长均为185nm。紫外灯管两侧设有蜂窝活性炭吸附层，紫外灯管与蜂窝活性炭吸附层间隔120mm~250mm。所述的AC 220V电源位于吸附降解单元底部。

所述的回流风机安装于回流管内，回流管可以铺设多条，并列排列。

作为优选，所述干式漆雾过滤材料由玻璃纤维制成。

作为优选，UV强化等离子体处理单元内的紫外灯管可选波长为185nm紫外灯管。

作为优选，所述的DBD等离子体管可以是单介质阻挡放电形式或者是双介质阻挡放电形式。

本发明还提供一种所述汽车4S店喷涂废气处理装置的处理工艺，步骤如下。

1) 汽车4S店喷涂废气经管路进入汽车喷涂废气处理装置的干式漆雾处理单元，通过不同过滤精度的干式漆雾过滤材料多级过滤，去除喷涂废气中的颗粒物和漆雾。

2) 经步骤1）处理后的气体进入UV强化等离子体处理单元，在波长254nm或185nm的紫外光照射下，DBD等离子体管放电电压控制在30kV~40kV范围内，能够产生大量活性物质对有机废气进行降解，这个过程中紫外光主要起到促进活性物质产生和辅助降解的作用。

3) 经步骤2）处理后的气体一部分进入吸附降解单元中，经步骤2）处理后的气体中还含有相当部分的有机物和活性成分，蜂窝活性炭吸附层能够吸附这些有机物和活性成分，在紫外光的照射下，被吸附到一起的两者进一步反应降解掉有机物。同时，紫外光也可以直接降解部分有机物，降解后的H₂O、CO₂等小分子物质脱附排出。

4）经步骤2）处理后的气体另一部分通过回流管重新与喷涂废气混合进入干式漆雾处理单元，回流比为20%~30%，回流过程提供较长的停留时间，废气中的活性物质能够更加充分的与小分子有机物反应，能够减少对吸附降解单元的压力和减少臭氧等的二次污染。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是。

1）本装置将等离子体法、紫外光降解法与活性炭吸附法有机结合，特别是通过添加UV来强化等离子体降解过程，可大大促进等离子体放电过程产生的活性物质，提高了废气处理的效率，适用于低浓度喷涂废气的处理。

2）本装置在UV强化等离子体处理单元后添加回流工艺，回流过程增加了停留时间可以让为充分反应的臭氧等活性物质继续发挥氧化作用，同时降低尾气中的臭氧浓度。

3）本装置采用干式过滤的方法去除漆雾，避免湿式去除漆雾的方法产生废水，从而造成二次污染；同时，干式去除漆雾的方法操作难度上也有很大的优势。

附图说明

图1为汽车4S店喷涂废气处理装置结构示意图。

图中：干式漆雾处理单元1、UV强化等离子体处理单元2、吸附降解单元3、等离子体放电电源4、AC 220V电源5、干式漆雾过滤材料6、外边框7、DBD等离子体管8、紫外灯管9、蜂窝活性炭吸附层10、回流风机11、回流管12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种汽车4S店喷涂废气处理装置，其特征在于，主要包括：干式漆雾处理单元1、UV强化等离子体处理单元2、吸附降解单元3和回流单元。干式漆雾处理单元1、UV强化等离子体处理单元2和吸附降解单元3前后顺次连接，回流单元位于装置上方，包括回流管12和回流风机11。回流管12两端分别连接干式漆雾处理单元1前端和UV强化等离子体处理单元2后端。

所述的干式漆雾处理单元1，包括外边框7和干式漆雾过滤材料6。所述的干式漆雾过滤材料6倾斜放置，轴向上分为前后两段，前段干式漆雾过滤材料6过滤精度为≥5μm，后段干式漆雾过滤材料6过滤精度为≥1μm。

所述的UV强化等离子体处理单元2，包括UV强化等离子体模块和等离子体放电电源4。所述的UV强化等离子体处理模块轴向安装两层，所述的等离子体放电电源4置于UV强化等离子体处理单元2的底部。

所述的UV强化等离子体模块由DBD等离子体管8、紫外灯管9和陶瓷绝缘体组成。按照UV强化等离子体模块尺寸对DBD等离子体管个数进行选择和排列，紫外灯管9位于UV强化等离子体模块的四个角上，为UV强化等离子体模块提供紫外光，利用吸附降解单元3的AC 220V电源5供电。

所述的吸附降解单元3内设有蜂窝活性炭吸附层10、紫外灯管9和对紫外灯管供电的AC 220V电源5，所述的紫外灯管9轴向平行排列，设置3~5列，每列设4~8条紫外灯管9。所述的紫外灯管9，靠近装置出口的最后一列紫外灯管9波长可选254nm或185nm，其余紫外灯管9波长均为185nm。紫外灯管9两侧设有蜂窝活性炭吸附层10，紫外灯管9与蜂窝活性炭吸附层10间隔120mm~250mm。所述的AC 220V电源5位于吸附降解单元3底部。

所述的回流单元由回流风机11和回流管12构成，所述的回流风机11安装于回流管12内，回流管12可以铺设多条，并列排列。

作为优选，所述干式漆雾过滤材料6由玻璃纤维制成。

作为优选，UV强化等离子体处理单元2内的紫外灯管9可选波长为185nm紫外灯管。

作为优选，其特征在于所述的DBD等离子体管可以是单介质阻挡放电形式或者是双介质阻挡放电形式。

本发明还提供一种所述汽车4S店喷涂废气处理装置的处理工艺，步骤如下。

1) 汽车4S店喷涂废气经管路进入汽车喷涂废气处理装置的干式漆雾处理单元1，通过不同过滤精度的干式漆雾过滤材料6多级过滤，去除喷涂废气中的颗粒物和漆雾。

2) 经步骤1）处理后的气体进入UV强化等离子体处理单元2，在波长254nm或185nm的紫外光照射下，DBD等离子体管8放电电压控制在30kV~40kV范围内，能够产生大量活性物质对有机废气进行降解，这个过程中紫外光主要起到促进活性物质产生和辅助降解的作用。

3) 经步骤2）处理后的气体一部分进入吸附降解单元3中，经步骤2）处理后的气体中还含有相当部分的有机物和活性成分，蜂窝活性炭吸附层10能够吸附这些有机物和活性成分，在紫外光的照射下，被吸附到一起的两者进一步反应降解掉有机物。同时，紫外光也可以直接降解部分有机物，降解后的H₂O、CO₂等小分子物质脱附排出。

4）经步骤2）处理后的气体另一部分通过回流风机11经回流管12重新与喷涂废气混合进入干式漆雾处理单元1，回流比为20%~30%，回流过程提供较长的停留时间，废气中的活性物质能够更加充分的与小分子有机物反应，能够减少对吸附降解单元的压力和减少臭氧等的二次污染。

实施例1。

本实施例中，汽车4S店喷涂废气处理装置干式漆雾处理单元1长度为1000mm，UV强化等离子体处理单元2长度为1000mm，吸附降解单元3长度为1000mm，回流管12长度为2200mm，装置总长度为4000mm，宽度为1500mm，处理单元高度为2000mm。干式漆雾处理单元1内设置3层干式漆雾过滤材料5，前段共一层为恒顺达牌玻璃纤维过滤棉，过滤精度为≥5μm，后段共两层为韩都牌玻璃纤维过滤棉，过滤精度为≥1μm。UV强化等离子体处理单元2采用双介质阻挡放电作为等离子体发生方式，放电电压为35kV。单个模块尺寸为500mm×700mm×1000mm，共20根双介质阻挡放电等离子体管，四角设有波长185nm、长度为400mm紫外灯为UV强化等离子体模块提供紫外光。吸附降解单元3共设3列紫外灯管9，固定于两侧不锈钢网上，每列紫外灯管9为5条，紫外灯管9长度为800mm，其中前面两列波长为185nm，后面一列波长为254nm。蜂窝活性炭吸附层10选用舒野牌蜂窝状活性炭，规格为10mm×10mm×10mm，两侧均有不锈钢网为支撑。本装置外壳均为不锈钢金属。回流管12管径为106mm×3mm，并排10列，回流风机11设计风量为5000m³/h，将废气输送到10列回流管12中。其余设计与前面具体实施方式相同。废气来源为某汽车4S店喷涂作业时废气。

本实施例中，设计风量为22000m³/h，设计进气界面尺寸为2000mm×1500mm,设计废气流速为2.03m/s，废气的主要成分有二甲苯、乙酸丁酯和甲苯，温度为常温。废气处理前后污染物和臭氧的含量如表1。

表1 回流条件下喷漆废气处理前后浓度

。

实施例2。

本实施例中，整个装置与实施例1中完全相同，设计风量为22000 m³/h，设计进气界面尺寸为2000mm×1500mm,设计废气流速为2.03m/s，区别在于本实施例中回流管被堵牢，没有回流过程。废气的主要成分为二甲苯、乙酸丁酯和甲苯，温度为常温。废气处理前后污染物和臭氧的含量如表2。

表2 未回流条件下喷漆废气处理前后浓度