钢桶涂装废气净化环保技术（1）

殷宜国

殷宜国先生在上海第四期制桶技术培训班上讲课

一、涂料组成和有机溶剂污染

1、涂料俗称油漆。由成膜物质（树脂、颜料、增塑剂）和非成膜物质（溶剂）组成。钢桶成型后，一般都需要进行涂装，才能有市场价值。为了保证涂装质量，除选用的成膜物质性能可以达到涂装桶的要求外，溶剂选择也是非常重要，因为它是溶解或分散成膜物质的重要组份，在涂料施工时调节涂料粘度，使涂料体系成为易于涂布的流体，在涂装工艺中随着溶剂的挥发，涂料被烘烤成一层均匀流平好的涂膜，使钢桶表面涂膜达到经久耐用、光亮丰满、色彩鲜艳等包装要求。

由此可见，溶剂在涂料组成中是属于非成膜物质，当涂料被烘烤成膜时，就要挥发到大气中去，造成环境污染。
现在讲钢桶涂装环保，就是讲能否使用无有机溶剂涂料，但令人遗憾的是，迄今为止，钢桶涂装还是在使用有机溶剂涂料，（外涂料：醇酸、氨基、丙稀酸等树脂，内涂料：环氧、酚醛、PVF等树脂）所以我们对有机溶剂气体污染有必要进行介绍。

2、有机溶剂污染：有机溶剂分类有石油溶剂、苯系溶剂，醇和醚，酮和酯等。钢桶涂料所使用的溶剂基本都是含苯类的混合溶剂，而苯类（苯、甲苯、二甲苯）对人体的危害性较显著。我们常见的排气口有烟有臭味就是苯类气体（环己酮也有臭味）。

在钢桶涂装工艺中，有机溶剂气体排放分成二部分：一是喷漆室的排放，但由于是常温下的溶剂气体排放，浓度又较低，再通过水淋、沉降、过滤等装置排放到大气中，所以污染程度较轻。但对车间污染大，危害工人身体健康。二是涂料烘房的排放，由于涂料的烘烤成膜是高温烘烤（170-220℃），有机溶剂全部由烘房成为高温气体排出，严重污染周围环境。

现举例说明：如1kg涂料可涂6个200升钢桶、所需约750g溶剂，按每小时生产360个桶计，则溶剂排放量是每小时45kg溶剂，每天按16小时生产计，有720kg废气排放。因此，必须要解决这一烘房的废气污染。

3、常用有机溶剂性能

二、废气净化环保技术介绍：

由于使用有机溶剂涂料，所以安装废气净化环保设备是唯一的解决方法，在废气净化的措施上有下述几种方法：

1、吸收净化法：是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中的溶解度不同或发生化学反应，达到将有害气体从废气中分离出来的一种方法。在印铁行业曾经使用过，由于净化效率低，并且会产生二次污染，所以目前已被弃用。

2、吸附净化法：是用多孔固体（吸附剂）将废气中有害组分积聚或浓缩在表面达到分离目的。但由于吸附剂（如活性炭）在使用过程中会逐渐失效，必须定期更换，而且同样会产生二次污染，因此作为权宜之计采纳较合适。

3、燃烧法：处理废气的燃烧法有火焰燃烧（直接燃烧）、热力燃烧、催化燃烧等类型。由于涂料烘房的排放废气浓度低，不具备自行作燃料进行燃烧净化的条件，因此，介绍后二者的燃烧法。

（1）热力燃烧（又称焚烧法）：

是依靠辅助燃料（燃烧器）燃烧产生的热力来提高废气的温度，使废气中碳氢化合物的组分被氧化，分解转换为无害的二氧化碳和水蒸汽（烟囱排放的气体无烟无味）达到理想的净化效果。要达到这一净化目的，必须在环保炉体内的热力燃烧达到“三T”条件：炉内反应温度（Temperature）是760℃左右，在此温度下的废气停留时间（Time）要充足，废气和氧气的混合（Turbulence）要充分，才能充分净化废气。

（2）催化燃烧法：

是利用催化剂在废气燃烧中，加快废气分解的反应速度，只需要350℃左右就可以净化废气，比焚烧法有明显的经济性。但其催化剂的组成（有三部分：活性组分、助催化剂、戴体）和催化床的排列是至关重要的。在炉体设计上较严谨。但不论何种类型的催化剂在废气净化过程中，其活性总是随着时间推移而逐渐下降，最终催化剂失效，要重新更换催化剂才能净化废气。因此，催化燃烧法存在使用寿命的问题。

（3）焚烧法和催化燃烧法的比较和共同点：

焚烧法：一烧百了，是净化废气最直接的方法。但是焚烧温度条件必须在760℃左右下才能净化废气，能耗高。热量必须回收利用才有实用价值。

催化燃烧法：是通过催化床，可使废气净化温度只需350℃左右，比焚烧法能耗低。但由于催化剂存在使用寿命问题，以及也有热量回收利用的实际问题，所以在环保炉的实际使用中，在不同行业所取得的经济效益也截然不同。
二者共同点：都是充分利用废气在氧化分解时所爆发出的热量来提供燃烧室或催化室的温度需要，因此，废气浓度大有利于节省能耗。

因此要充分利用这一特点才能研制出节能的环保炉,

三．钢桶涂装的废气污染源。

钢桶生产线存在二个废气排放污染源：

第一污染源:涂料烘房高温废气排放（严重污染环境）

第二污染源：喷漆、流平室常温废气排放（污染车间附近环境）

第一污染源：

净化方法：化学法（燃烧法）

原理：在设定的高温条件下，将有机溶剂气体分子被高温氧化分解成二氧化碳和水。

燃烧法有两种：焚烧法和催化燃烧法

传统焚烧法环保炉和催化燃烧法环保炉二者的区别：

焚烧法：净化温度约760℃，能耗高

催化燃烧法：净化温度约350℃，能耗低

KIC环保炉：

焚烧法和催化燃烧法结合的二次净化法

达到环保和节能双重效果

第二污染源：

净化方法：物理法（吸附、油水分离法）

原理：有机溶剂气体分子通过吸附或溶解度不同被分离出来，另行处理。

由于喷漆、流平室有机溶剂废气排放是常温状态下的大风量、低浓度废气、不适宜用燃烧法。

KASD吸附装置特点是：收集漆雾-喷淋-沉淀-过滤-吸附。关键是尽可能避免漆雾颗粒到吸附塔内，影响吸附剂使用寿命。

因此，对于第二污染源的废气净化只有环保理念，没有节能理念，因为没有净化热量的释放。

四、选择节能型废气净化环保设备的焦点：

1、环保：外观----排放口的净化气体是无烟无味

标准----符合国家GB 16297—1996气体排放标准

2、节能（余热利用）

净化热量利用可使原涂料烘房的燃烧炉停止使用，多余热量再供印铁烘房或脱水烘房使用，和原二个烘房能耗相比。环保运行成本≤零。

3、质量：余热利用不影响产品质量，烘房测温点的温度波动为±2℃

4、寿命：催化燃烧法-----催化剂寿命≥2年

焚烧法-----炉体寿命≥8年

5、性价比：由于环保设备不是直接产生利润的生产设备，所以运行成本决定了环保设备的性价比，如达到环保设备能耗的运行成本＜零，则视涂料品种，数年内能收回环保设备的投资成本。

6、安全性：燃烧器、炉体、风机、风管切换装置等均通过PLC、GOT电气控制进行操作。

相关链接：钢桶涂装废气净化环保技术（2）