布袋漆雾预处理技术在涂装行业的应用

李雅君 庄烨 谢智煌 林翔 李寰

摘 要：针对我国汽车制造、家具涂装、金属制品加工等行业喷涂工序产生的含漆雾废气的治理，提出一种布袋过滤漆雾处理方案。通过搭建布袋过滤漆雾处理系统进行现场实验与布袋性能测试等手段对方案的可行性进行验证。研究还与现有漆雾预处理方案的处理成本进行了对比，结果表明布袋过滤预处理方案可以节省至少50%以上的运行费用，有很大的竞争优势，日后漆雾处理的应用前景可期。

关键词：涂装;布袋过滤;成本比较

引言

2010年国家把VOCs防治作为大气污染联防联控工作的重要组成部分，大气VOCs污染治理越来越受到人们的关注。表面涂装行业作为工业源VOCs排放大户是重点整治对象。对于该行业的VOCs废气目前主要采用吸附与燃烧的治理工艺[1]，但是由于涂装行业废气中普遍含有漆雾等粘性物质，容易造成主体吸附设备堵塞。因此在考虑涂装行业VOCs治理工艺时必需兼顾良好的预处理。

现在的前端漆雾、粉尘过滤方式，主要有湿式处理方法和干式处理方法两大类。湿式处理方法就是用液态物质（多为水中加凝聚剂）捕捉过喷漆雾，会有污水产生，需要另外配套污水处理系统[2]。干式处理方法即采用干式材料（过滤网等）捕捉过喷漆雾，存在过滤不彻底、需频繁停机更换滤材等弊端[3]。本研究提出一种布袋过滤漆雾处理方案，对比现有预处理方案，判断方案的可行性和经济性。

1布袋过滤漆雾处理系统组成及工作原理

布袋过滤漆雾处理系统主要由布袋除尘器、脉冲喷吹装置、下部灰斗、下料机、前端废气收集管道和离心风机组成，其结构见图1所示。

在该系统中，下料机安装在布袋除尘器的入口管段中，利用下料机定时往管道内投加石灰石粉末，在离心风机的作用下，使除尘器内的布袋涂覆上石灰石粉末。从喷漆房抽出来的带有漆雾的废气经过布袋及其表层石灰石粉末的過滤，油漆粘附在表层的石灰石粉上，气体经过布袋过滤送至后续废气治理设备去，从而达到分离废气中油漆的目的[4]。

脉冲喷吹系统设置一定的压差限值，当布袋由于外表面漆雾的粘附导致压差变大，达到压力限值后，自动启动脉冲喷吹系统，而后连锁下料机下料。保证整个系统的压降稳定，且布袋表层始终涂覆一层石灰石粉末，避免了漆雾直接粘附在布袋上。

2布袋过滤漆雾处理系统应用情况

研究将试验装置放置于某机械零部件的喷漆车间内探讨不同运行时间下，布袋过滤系统的运行稳定性能与处理效果。研究设备放置于喷漆房内处理喷漆房中的漆雾，选择4.2m/s的布袋过滤风速，采用一日一次预涂灰一喷吹清灰的方式，每天上班时下料机下灰对布袋进行预涂灰，下班时关闭设备对布袋进行喷吹观察布袋的现象。具体实验参数见表1。

当选择4.2m/s的过滤风速对喷漆车间引出的气体进行漆雾过滤时，研究测试了设备稳定运行15日后的进出口颗粒浓度，根据检测结果（表2）可知，当前端未进行喷漆作业期时，检测到进口的漆雾浓度为3mg/m3，说明空气存在一定量的颗粒物粉尘，检测布袋出口的排放量为0.8mg/m3;当喷漆房内进行喷漆作业时，检测到进口端的漆雾浓度为10mg/m3，而检测布袋出口的排放量为0.9mg/m3，说明无论在喷漆或无喷漆作业的工况下，布袋的出口颗粒物排放量<1mg/m3，都可以达到排放标准的要求。

3布袋性能表征

研究分别记录了设备运行一周和两周后的布袋外观，如图2所示，运行一周后的布袋仍然保持干净，但是运行两周后的布袋表面比较脏，分析其原因可能是由于喷漆房内空气中的颗粒物粘在设备灰斗中，进行下灰操作时，石灰石粉末与灰斗接触变脏，粘到布袋上导致布袋也看着比较脏。

为了了解这些看上去脏的东西或者漆雾是否会粘到布袋上影响布袋的透气性，研究对连续运行一周后的布袋预涂灰后的初始压差和喷漆作业后的压差进行一周的统计，结果如图3所示。喷漆作业后的压差根据当日喷漆量的多少成正相关性变化，而布袋预涂灰后的初始压差始终保持在700Pa上下波动，可以初步判断经过两周的现场试验，布袋的透气性维持在一个相对的状态。

同时研究还对不同实验阶段的布袋各采样两个进行透气性分析测试。具体的测试结果见表3。

测试显示干净布袋透气率约为4.870m3/m2.min。在布袋过滤风速为4.2m/min时，运行一周和两周后的透气率分别为3.802m3/m2.min和3.462m3/m2.min，根据布袋厂家提供的信息，每个布袋的透气性本身存在一定的波动范围，测试结果有一定的下降，但在布袋透气性波动范围内可以认为基本无影响。说明运行两周后的布袋不存在糊袋和堵塞的情况。

4经济性对比

研究按照某汽车喷涂企业废气治理工程340000 m3/h处理风量的工程条件，在不改变吸附+燃烧的主体治理工艺的前提下，分别测算了采用框架式过滤器和布袋过滤两种预处理方案的建设成本和使用成本，对比两种方案的经济适用性。其中框架式过滤器设计四级，更换周期分别按照一级12次/年，二级8次/年，三级6次/年，四级5次/年计算。布袋过滤成本考虑脉冲喷吹系统的设备投入，石灰石粉末按照不重复利用进行核算。具体的测算结果见表4。

如表4所示，当按照常规布袋4m/min的过滤气速，布袋过滤设备的投入成本是框架式过滤器预处理方案的1.7倍;但考虑长期运行的运行成本时，布袋过滤预处理系统的年运行成本可以节省78%的成本，最终采用布袋过滤方案成本可以节省62%。可见采用布袋过滤预处理方案对年运行成本存在显著性影响，预处理系统的总成本测算中，布袋过滤预处理方案优势明显。

5结论

采用布袋过滤预处理方式可以有效对喷漆房空气中的漆雾颗粒进行过滤去除，运行尾气可以满足1mg/m3的预处理要求。采用布袋过滤预处理方式不仅可以省去频繁的过滤器更换工作，实现机械自动清理。采用布袋过滤预处理方案虽然增加了设备的投入成本，但可以省去频繁的停机、人工更换过滤器，节省至少50%以上的运行费用，预处理系统的年总运行成本明显比框架式过滤器方案低，有很大的竞争优势，日后的涂装废气预处理的应用前景可期。

参考文献：

[1] 张英俊.浅谈客车项目涂装废气处理技术[J].现代涂料与涂装， 2020， 23（12）： 36-37+41.

[2]谷雨.常见喷漆废气、漆雾和含漆雾废水治理技术简述与分析[J].江西化工，2020（03）：41-42.

[3]陈顺强.喷漆废气中漆雾处理及有机废气净化技术[J].内燃机与配件，2019（23）：219-220.

[4]魏玉龙，张川，韩俊，崔德源.石灰粉干式喷房控制系统简介[J].现代涂料与涂装，2018，21（02）：56-59.