一种汽车涂装行业VOCs脱除工艺的制作方法

本发明涉及一种VOCs脱除工艺，尤其是一种适用于汽车涂装行业低浓度VOCs脱除的工艺。

背景技术：

随着汽车工业的迅猛发展，我国汽车保有量迅速增加，汽车喷漆行业也得到快速发展。汽车涂装作业是汽车制造行业的关键污染环节，在作业过程会产生大量挥发性有机物(VOCs)，包括苯系物(如甲苯、二甲苯)、醇类、酯类、酮类等有机污染物。这些污染物对身体健康极为不利，部分还具有强烈致癌作用，需要处理达标后才能排放。在传统汽车喷涂工段，汽车车身依次进入喷漆室、流平室和烘干室，其中喷漆室和流平室因废气量大、VOCs浓度低而难以处理。

吸附-脱附-催化燃烧法和活性炭吸附法是处理低浓度VOCs喷漆废气常见方法，但这两种方法存在着投资费用高、操作复杂、维护费用高等问题，影响其实践应用。目前大部分企业将这部分废气直接外排，导致大量VOCs进入大气，产生的危害巨大。因此急需开发一种操作简单、运行可靠、成本低、处理效果高的低浓度涂装废气处理工艺，以降低喷涂废气VOCs排放量，减少VOCs大气污染。

技术实现要素：

技术问题：本发明的目是要克服现有技术中的不足，提供一种汽车涂装行业VOCs脱除工艺，采用湿式煤粉吸附法处理喷漆废气，利用煤浆在强烈的湍流环境下实现对废气中VOCs的溶解-吸附，吸附后煤浆脱水后作为燃料使用，从而实现污染物的无害化处理与细粒煤粉的非减值利用。

技术方案：本发明的汽车涂装行业VOCs脱除工艺，包括如下步骤：

a.将作为吸咐剂的细粒煤粉通过螺旋给料机送入搅拌桶，同时压滤机滤液也给入至搅拌桶，同时按设定细粒煤浆的浓度要求向搅拌桶内添加清水、硫酸，控制细粒煤浆的溶液pH值为4-6；

b.将VOCs废气经气泡发生器引入浮选柱内，并将混合搅拌5min后的细粒煤浆给入到浮选柱内，VOCs废气在浮选柱内循环矿浆的负压作用下，吸至气泡发生器及管道内相互碰撞、混合、溶解、吸附，进行VOCs废气在煤浆中的分散、溶解、吸附过程；

c.吸入VOCs废气后的循环矿浆经气泡发生器后沿切线方向进入浮选柱内，进一步进行VOCs废气与细粒煤浆的混合、碰撞、吸附及分离，得到吸附污染物后的细粒煤浆和净化气体，净化气体可排放或进入后序处理环节；

d.细粒煤浆经过缓冲后泵送至压滤机进行压滤脱水，得到脱水后的煤泥滤饼和滤液，煤泥滤饼作为燃料进一步利用，滤液返回至搅拌桶内循环利用。

所述的细粒煤粉为褐煤、长焰煤、不粘煤及无烟煤。

所述的细粒煤粉中-0.074mm粒级占70-80％。

所述按比例配置成的细粒煤浆与废气中的VOCs浓度有关，细粒煤浆浓度为100-200g/L。

有益效果：本发明利用细粒煤粉表面天然疏水性在液相中间接吸附VOCs，非极性有机污染物(VOCs)在气泡发生器及浮选柱体内强烈湍流环境下完成从气相、液相及固相的转移，有机污染物最终吸附至煤粉表面，随煤粉燃烧过程转化为无害化物质CO₂和H₂O。湿式煤粉吸附法两次相间转移处理含VOCs的喷漆废气，处理后废气直接排至大气，极大地减少了废气中的VOCs含量，并实现吸附剂煤粉的非减值利用和污染物的燃烧降解。经过湿式煤粉吸附法处理后喷漆废气，其VOCs去除率可达60-75％，对降低VOCs污染物排放、缓解我国能源环境问题有重要的现实意义。与现有技术相比的主要优点有：

1.在气泡发生器与浮选柱体内的强烈湍流环境下完成有机污染物VOCs在气相-液相-固相的溶解、吸附，通过两次相间转移最终实现低浓度污染物从气态(废气)到液相(矿浆)及固相(煤粉)的吸附处理，相较于传统静态吸附过程，本发明方法作用时间短、吸附效率高；

2.经过本发明的处理后，大大减少了VOCs的排放量，VOCs最终从废气中被吸附转移至煤粉表面，经过燃烧后转化为无害化物质，不产生二次污染；

3.以天然疏水性较好的煤粉作为吸附剂，来源广泛且价格低廉，吸附后煤粉仍旧作为燃料，可实现吸附剂的非减值利用。

4.处理成本低、操作简便且应用广泛，不仅可应用到汽车喷漆行业的低浓度VOCs废气处理，还可应用至轮船、包装、印刷等涉及喷涂工序的行业。

附图说明

图1为本发明的一种汽车涂装行业VOCs脱除新工艺及方法的工艺流程示意图。

图2为本发明的一种汽车涂装行业VOCs脱除新工艺及方法的设备流程图。

图中：1-细粒煤粉，2-硫酸，3-清水，4-细粒煤浆，5-循环矿浆，6-废气，7-净化气体，8-矿浆，9-滤饼，10-滤液，螺旋给料机A，调浆搅拌桶B，浮选柱C，循环泵D，气泡发生器E，缓冲桶F，压滤入料泵G，压滤机H。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

如图1所示，本发明汽车涂装行业VOCs脱除新工艺，将细粒煤粉配成矿浆，与喷漆废气在高湍流环境下相互碰撞、溶解、吸附，完成对废气中VOCs的净化吸附，吸附污染物后的煤粉脱水后作为燃料利用，具体步骤如下：

a.将作为吸咐剂的细粒煤粉通过螺旋给料机送入搅拌桶，细粒煤粉中-0.074mm粒级占70-80％；压滤机滤液也返回至搅拌桶，并进行5-10min的搅拌，按设定细粒煤浆的浓度要求向搅拌桶内添加清水、硫酸，控制细粒煤浆的溶液pH值为4-6；所述的细粒煤粉为褐煤、长焰煤、不粘煤及无烟煤，所述按比例配置成的细粒煤浆与废气中的VOCs浓度有关，细粒煤浆浓度为100-200g/L，硫酸用量根据矿浆pH确定，添加煤粉与清水的质量比为2:1。

b.将VOCs废气经气泡发生器引入浮选柱内，并将混合搅拌5min后的细粒煤浆给入到浮选柱内，循环煤浆与VOCs废气在浮选柱内的负压作用下，吸至气泡发生器及管道内相互碰撞、混合、溶解、吸附，进行VOCs废气在煤浆中的分散、溶解、吸附过程；

c.吸入VOCs废气后的循环矿浆经气泡发生器后沿切线方向进入浮选柱内，进一步进行VOCs废气与细粒煤浆的混合、碰撞、旋流矿化、吸附及分离，得到吸附污染物后的细粒煤浆和净化气体，净化气体可直接排放或进入后序处理环节；

d.细粒煤浆经过缓冲后泵送至压滤机进行压滤脱水，得到脱水后的煤泥滤饼和滤液，煤泥滤饼作为燃料进一步利用，获得的能量以热能或电能形式输出；滤液返回至搅拌桶内循环利用。

实施例1、

如图2所示，采用的设备包括螺旋给料机A、调浆搅拌桶B、浮选柱C、循环泵D、气泡发生器E、缓冲桶F、压滤入料泵G、压滤机H；具体步骤如下：

a、将粒度为-0.074mm粒级占70-80％的长焰煤细粒煤粉1通过螺旋给料机A均匀给入调浆搅拌桶B中，经压滤机过滤的滤液10返回至搅拌桶B中，同时添加硫酸2、清水3，保证搅拌桶中的混合细粒煤浆pH为5.0、浓度为200g/L；在混合搅拌5min后的细粒煤浆4给入到浮选柱C内；

b.将VOCs浓度为100.5mg/m³的喷漆废气6经循环泵D在循环矿浆5的负压作用下，吸至气泡发生器E及管道内相互碰撞、混合、溶解、吸附，完成废气的分散以及VOCs的溶解、吸附过程；

c.将含有矿浆、废气的循环矿浆5切线给入浮选柱C内进一步完成混合、矿化及分离作业，得到VOCs浓度为28.7mg/m³吸附污染物后的净化气体7和矿浆8，净化气体7直接排放至大气或进入下一个处理单元；

d.吸附污染后的矿浆8经过缓冲桶F后，再经压滤入料泵G送至压滤机H进行压滤脱水，得到脱水后滤饼9和滤液10，滤饼9的发热量为5000kcal/kg；

e.脱水煤泥滤饼9作为燃料进一步利用，获得的能量以热能或电能形式输出；

f.压滤机H过滤出的滤液10返回至搅拌桶B内，与煤粉1、硫酸2、清水3混合搅拌后循环使用。