彩板制备中挥发性有机物处理方法技术

本发明专利技术涉及一种彩板制备中挥发性有机物处理方法，所述方法包括：将源自于非固化工序的废气与至少部分的源自于燃烧工序的废气相混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于所述固化工序的废气；其中，所述混合前，所述源自于非固化工序的废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序；所述燃烧工序包括对源自于所述固化工序的废气进行燃烧，并产生所述源自于燃烧工序的废气。

【技术实现步骤摘要】
彩板制备中挥发性有机物处理方法
本专利技术属于环保领域，具体而言涉及大气污染物控制
，更具体而言涉及一种彩板行业挥发性有机物(VOCs)废气综合治理工艺，本专利技术中的目标控制污染物主要来源于彩板等行业。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)，即在特定条件下具有挥发性或20℃时蒸气压大于或等于0.01kPa的所有有机化合物的总称。常温下易挥发、蒸发速率大，是造成大气光化学烟雾和雾霾的主要前体物。它们主要来自于喷涂和印刷等行业生产过程中排放的废气，对自然环境和人体健康危害严重。面对日益严重的环境污染形势，随着人们环保意识的提高，对VOCs的排放限制越来越严格。VOCs纳入监管范围已经成为世界各个国家或地区的广泛共识，因此，VOCs越来越成为大气污染治理行业关注的焦点。彩板是彩色涂层钢板简称，通常是指将基材进行表面处理后涂敷(辊涂)涂料或粘接有机薄膜并烘烤而成的产品。彩钢板由基材、镀层、涂层三部分组成。涂料主要由树脂、颜料、溶剂、助剂四部分组成，其中溶剂是挥发分。彩涂钢板涂料中所使用的VOCs溶剂主要选择100号溶剂油，150号溶剂油，PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)，DBE(尼龙酸二甲酯)，环己酮和正丁醇等成分。上述挥发性物质及其在烘烤过程中转化的物质就是彩钢生产线有机废气的主要成分。彩板生产线废气主要来源于涂覆烘烤等非固化工序产生的低浓度VOCs和固化炉工序产生的高浓度VOCs。涂上涂料的钢板在冷环境中流平后，进入固化炉进行烘烤固化处理。涂机的涂辊表面和流平段暴露在空气中，成为有机物散逸的源头，该工序产生的主要为低浓度VOCs。涂料的固化需要在加热到一定温度条件下，通过溶剂挥发进行化学缩聚、加聚、交联等反应，从液态转化为固态的过程。固化过程的VOCs绝大部分将形成温度在250至350℃的废气，废气中VOCs需控制在爆炸下限的25％以下，通常低于15g/m3，该工序产生的主要为高浓度VOCs。目前针对高浓度VOCs废气治理技术，技术比较成熟，一般采用以废气焚烧设备为核心的加热方式，催化焚烧或者高温焚烧都可以有效的将VOCs销毁干净。其优点主要是：节省能源，利用了溶剂燃烧的热能。目前针对低浓度VOCs废气治理技术，虽然也可以进行直接燃烧处理，但由于可燃有机物浓度较低，因此需要配合引入大量的燃料，例如天然气等，将造成成本的明显上升。因此，对于这样废气的处理目前主要采用“吸附-脱附-焚烧”技术方案。彩涂生产线产生的逸散VOCs浓度范围在100-150ppm，该浓度下直接进行焚烧较为低效，因此往往需要进行浓缩处理。目前主要浓缩技术主要是使用活性炭或沸石等吸附材料进行吸附，吸附饱和后进行脱附处理，VOCs废气浓度提升，适于焚烧处理。然而，采用“吸附-脱附-焚烧”处理方式，由于需要浓缩处理，不仅会消耗大量的燃料，同时也面临吸附剂的再生的问题。尤其地，对于吸附剂的使用和再生也需要引入相配套的设备，不仅有可能造成系统运行稳定性的问题，在一些情况下，由于吸附剂再生困难，也造成了吸附剂重复利用率不高的情况。可见，这样的处理方式往往同样成本高昂，因此也限制了其大规模的有效应用。此外，在其他对含有挥发性有机物气体的处理或工艺中，也公开了一些对于燃烧余热的利用，例如引用文献1中公开了一种VOCs蓄热式催化燃烧系统，其将含有VOCs的气体进行燃烧，并将燃烧后的高温净化气体与进入燃烧室前的冷的含有VOCs的气体进行热交换以实现冷气体的预热以及燃烧余热的利用。引用文献2也涉及相同的思路，即，利用热力燃烧的预热对将被燃烧的含有VOCs的气体进行预热，以提高余热的利用率。可见，针对彩钢板行业，如何将非固化工序产生的低浓度VOCs废气和固化炉所产生的高浓度VOCs废气进行综合高效治理是急需解决的难题。迫切需要开发一种能够将彩钢板行业不同工序产生的低浓度VOCs和高浓度VOCs废气综合高效净化治理工艺，将是一种具有良好应用前景的新技术。引用文献：引用文献1：CN109404935A引用文献2：CN108916894A
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于目前现有技术中上述技术方案存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种彩钢板行业挥发性有机物(以下也简称为“VOCs”)废气综合治理工艺。主要难题是针对彩涂生产线上低浓度VOCs治理。如前所述，目前针对低浓度VOCs废气治理技术，主要采用“吸附-脱附-焚烧”技术方案，经过本专利技术的专利技术人长期的研究实践，认为这样的工艺有以下问题需要解决：1)废气中的高沸点有机物对吸附剂易堵塞，不容易脱附影响吸附容量不断下降；2)无法使用活性炭为吸附剂，涂料中含有酮类物质，活性炭与酮类物质的吸附过程是放热过程，容易引起着火。活性炭的脱附温度受到限制，彩涂线废气中70％以上的有机物的沸点在180℃以上，使用活性炭无法实现脱附，无法实际应用；3)沸石转轮为吸附剂运行费用高，无法长期稳定运行。沸石的孔径很小，废气需要经过很严格的过滤处理，很难用于处理含有焦油的彩涂线逸散废气。因此，如何将彩涂生产线上不同工序产生的低浓度和高浓度的VOCs废气进行综合高效治理，以及如何解决低浓度VOCs废气吸附装置成本高、不能长期稳定运行等难题是本专利技术需要解决的问题。用于解决问题的方案经过本专利技术专利技术人长期研究，发现如下技术方案的实施能够解决上述技术问题：[1].本专利技术首先提供了一种彩板制备挥发性有机物处理方法，其中，所述方法包括：将源自于非固化工序的废气与至少部分的源自于燃烧工序的废气相混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于所述固化工序的废气；其中，所述混合前，所述源自于非固化工序的废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序；所述燃烧工序包括对源自于所述固化工序的废气进行燃烧，并产生所述源自于燃烧工序的废气。[2].根据[1]所述的方法，其中，在对源自于所述固化工序的废气进行燃烧前，对所述源自于所述固化工序的废气进行预热b处理，所述预热b处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序。[3].根据[2]所述的方法，其中，所述预热b处理在换热器b中进行，所述换热器b中源自于燃烧工序的废气与所述源自于固化工序的废气产生热交换。[4].根据[1]～[3]任一项所述的方法，其中，所述预热a处理在换热器a中进行，所述换热器a中源自于燃烧工序的废气与所述源自于非固化工序的废气产生热交换。[5].根据[1]～[4]任一项所述的方法，其中，所述源自于非固化工序的废气中挥发性有机物的总浓度为1g/m3以下；经过所述预热a处理后，所述源自于非固化工序的废气被加热到220℃以上。[6].根据[1]～[5]任一项所述的方法，其中，所述混合气引入所述固化工序前，被加热到350℃以上。[7].根据[1]～[6]任一项所述的方法，其中，所述源自于固化工序的废气中挥发性有机物的总浓度为4～13g/m3；在经过所述预热b处理前，温度为300～350℃。...

【技术保护点】
1.一种彩板制备中挥发性有机物处理方法，其特征在于，所述方法包括：/n将源自于非固化工序的废气与至少部分的源自于燃烧工序的废气相混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于所述固化工序的废气；/n其中，/n所述混合前，所述源自于非固化工序的废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序；/n所述燃烧工序包括对源自于所述固化工序的废气进行燃烧，并产生所述源自于燃烧工序的废气。/n

【技术特征摘要】
1.一种彩板制备中挥发性有机物处理方法，其特征在于，所述方法包括：
将源自于非固化工序的废气与至少部分的源自于燃烧工序的废气相混合形成混合气，进而将所述混合气引入固化工序，并形成源自于所述固化工序的废气；
其中，
所述混合前，所述源自于非固化工序的废气经过预热a处理，所述预热a处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序；
所述燃烧工序包括对源自于所述固化工序的废气进行燃烧，并产生所述源自于燃烧工序的废气。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对源自于所述固化工序的废气进行燃烧前，对所述源自于所述固化工序的废气进行预热b处理，所述预热b处理的热量至少部分的源自于所述燃烧工序。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预热b处理在换热器b中进行，所述换热器b中源自于燃烧工序的废气与所述源自于固化工序的废气产生热交换。


4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在，所述预热a处理在换热器a中进行，所述换热器a中源自于燃烧工序的废气与所述源自于非固化工序的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永亮，刘立东，杨其磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11