摘要：為了解決汽車(chē)4S店烤漆房廢氣污染問(wèn)題,基于化學(xué)上相似相溶原理,設(shè)計(jì)了一種適用于汽車(chē)4S店烤漆房的廢氣治理設(shè)備,將其應(yīng)用于烤漆房排氣系統(tǒng)。測(cè)出烤漆房在使用該設(shè)備前后排出的廢氣中主要成分含量的變化,結(jié)果表明烤漆房所排廢氣確實(shí)能被本套設(shè)備有效濾除。

引言

當(dāng)汽車(chē)在4S店維修時(shí)，往往需要對(duì)汽車(chē)進(jìn)行烤漆作業(yè)，因此汽車(chē)4S店的烤漆房在進(jìn)行烤漆作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的具有強(qiáng)烈刺激性氣味的有機(jī)廢氣。這些廢氣中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳香烴、漆液以及粉塵等有害物質(zhì)…。這些有機(jī)廢氣屬于VOCs，是熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50—260oC之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。VOCs一旦未經(jīng)治理直接排入環(huán)境中，極易形成PM2.5和光化學(xué)煙霧污染，加重霧霾現(xiàn)象，危害人體健康。2013年5月，環(huán)保部下發(fā)《揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治技術(shù)政策》，要求加大力度對(duì)VOCs進(jìn)行治理，所以對(duì)VOCs治理刻不容緩。目前對(duì)VOCs治理方法主要有：吸收法，吸附法，生物凈化法，催化燃燒法，離子凈化法和電暈法等。汽車(chē)4S店烤漆房現(xiàn)多采用活性炭吸附法或者水洗式處理，活性炭吸附法處理的缺點(diǎn)是吸附效率受吸附劑的性能、廢氣中有機(jī)物的含量及其波動(dòng)情況影響很大;水洗式處理的缺點(diǎn)是效果不徹底，一些有害物質(zhì)仍然能排放到環(huán)境中污染環(huán)境，所以二者處理效果并不十分理想。針對(duì)上述問(wèn)題和目前治理設(shè)備存在的弊端，本文探索設(shè)計(jì)一種新型高效的設(shè)備用于汽車(chē)烤漆房廢氣治理。

1廢氣治理設(shè)備的設(shè)計(jì)

為了解決汽車(chē)4S店烤漆房廢氣的污染問(wèn)題，采用吸收法來(lái)濾除廢氣。吸收法是治理廢氣污染的一種重要方法，吸收法的關(guān)鍵在于選擇合適的吸收劑。而汽車(chē)4s店有大量的廢機(jī)油未被得到合理利用，如果選擇廢機(jī)油作為吸收劑來(lái)凈化廢氣，以廢治廢，這樣既解決了廢氣污染問(wèn)題，又解決了如何合理處理廢機(jī)油的問(wèn)題。

1.1治理原理

化學(xué)上有種原理叫做相似相溶原理，“相似”是指溶質(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)上相似;“相溶”是指溶質(zhì)與溶劑彼此互溶l9]。汽車(chē)4s店烤漆房廢氣中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳香烴、漆液以及粉塵等有害物質(zhì)，屬于有機(jī)廢氣，因?yàn)橛袡C(jī)廢氣與廢機(jī)油化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)相似相溶原理，故其能很好地溶于廢機(jī)油。

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論進(jìn)行了廢氣吸收實(shí)驗(yàn)，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)密封的玻璃容器內(nèi)進(jìn)行的，在容器內(nèi)左側(cè)放人一個(gè)盛放有223g廢機(jī)油的開(kāi)口瓶子，在容器內(nèi)右側(cè)放入一個(gè)盛有303g油漆的開(kāi)口瓶子。油漆會(huì)慢慢揮發(fā)，其揮發(fā)出的主要成分與烤漆房排出的廢氣成分基本相同。在容器內(nèi)，油漆揮發(fā)的成分會(huì)被廢機(jī)油吸收。

每隔12h測(cè)一次廢機(jī)油與油漆的重量，共測(cè)了10組數(shù)據(jù)，第10次測(cè)得廢機(jī)油的重量為234g，油漆的重量為272g。在matlab軟件中將這10組數(shù)據(jù)用平滑的曲線連接起來(lái)，如圖2所示。通過(guò)圖2可以看出廢機(jī)油重量在隨著時(shí)間增加，油漆重量在隨著時(shí)間減少，這表明廢氣能溶于廢機(jī)油。

1.2設(shè)備結(jié)構(gòu)

以西安奧通汽車(chē)銷售服務(wù)有限公司4S店的烤漆房為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套適用于小型烤漆房進(jìn)行廢氣治理的設(shè)備。如圖3、圖4所示。

本套設(shè)備主要由廢機(jī)油、鐵篩網(wǎng)、框架、廢鐵屑、夾扣噴嘴、連接管、鍍鋅鐵皮、油箱、油泵等組成。其具體連接方式為：油箱中盛放約200mm高的廢機(jī)油，油泵與框架都放入油箱中，油泵從油箱中抽取廢機(jī)油經(jīng)過(guò)連接管到達(dá)噴油管，最后從噴油管上的夾扣噴嘴流出，這樣便構(gòu)成一個(gè)油路通道。在框架內(nèi)從鐵篩網(wǎng)和噴油嘴這段區(qū)域填滿廢鐵屑作填料，填料的高度不低于800mm，這段區(qū)域框架四周用鍍鋅鐵皮密封。當(dāng)油泵從油箱中抽取廢機(jī)油時(shí)，廢機(jī)油就會(huì)沿著前面所述的油路通道上升至噴油嘴，然后通過(guò)4O個(gè)夾扣噴嘴噴射而出，當(dāng)廢機(jī)油噴到廢鐵屑上時(shí)就會(huì)沿著廢鐵屑之間的縫隙向周?chē)魈省Ｓ捎趭A扣噴嘴較多，每個(gè)夾扣噴嘴對(duì)應(yīng)一塊廢鐵屑區(qū)域，因此幾乎所有廢鐵屑間的縫隙中都會(huì)滲流廢機(jī)油。接著廢機(jī)油會(huì)向下流淌，流經(jīng)鐵篩網(wǎng)，最后流回油箱，進(jìn)行循環(huán)，這樣本套設(shè)備的廢機(jī)油循環(huán)噴淋系統(tǒng)就構(gòu)成了。

1.3具體應(yīng)用

如圖5、圖6所示，當(dāng)使用本套設(shè)備時(shí)，先將設(shè)備放入汽車(chē)烤漆房的排氣箱中，使框架的上部端口與排氣箱上面的排氣管相連接，連接部位用多層海綿膠密封，這樣本套設(shè)備就與烤漆房連接完成。當(dāng)汽車(chē)烤漆房進(jìn)行噴涂作業(yè)時(shí)，送風(fēng)機(jī)不斷地將新鮮空氣通過(guò)烤漆房進(jìn)氣管送進(jìn)汽車(chē)烤漆房?jī)?nèi)的上部空間。隨著新鮮空氣的不斷進(jìn)入，這些新鮮空氣會(huì)壓迫烤漆房?jī)?nèi)的廢氣從其下部排氣道進(jìn)人排氣箱中。接著，進(jìn)入排氣中的廢氣就會(huì)經(jīng)過(guò)本套設(shè)備進(jìn)入排氣管。當(dāng)廢氣經(jīng)過(guò)本套設(shè)備時(shí)，只能經(jīng)廢鐵屑縫隙才能進(jìn)入排氣管，這樣就會(huì)接觸到廢機(jī)油，從而被廢機(jī)油吸收，最后排出的氣體是得到凈化后的氣體。

2應(yīng)用效果分析

在將本套設(shè)備安放到汽車(chē)烤漆房排氣箱之前，連續(xù)3d測(cè)量烤漆房排出廢氣中主要成分的含量，將本設(shè)備安放到汽車(chē)烤漆房排氣箱之后，再次連續(xù)3d測(cè)量烤漆房排出廢氣中主要成分的含量，結(jié)果如表1所列。

由于《涂裝工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》還未制定完成，目前仍參照GB16297—1996((大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最高排放濃度：苯<17me，/m，甲苯<60mg/m。，二甲苯<90mg/m10]，表1表明經(jīng)過(guò)本套設(shè)備凈化后排放的廢氣中的苯、甲苯、二甲苯含量均低于國(guó)家GB16297—1996規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)論

本套設(shè)備使用了廢機(jī)油、廢鐵屑，既實(shí)現(xiàn)了治理廢氣的功能，又實(shí)現(xiàn)了廢物的二次利用，變廢為寶。而且本套設(shè)備還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，占地面積小，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。最終排放至大氣中的廢氣符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有效地降低了廢氣對(duì)環(huán)境和人體健康的危害，因此本套設(shè)備適合對(duì)汽車(chē)4s店的烤房進(jìn)行推廣應(yīng)用。

在短期內(nèi)使用，廢機(jī)油對(duì)廢氣的吸收率變化不大;在長(zhǎng)期使用時(shí)，廢機(jī)油對(duì)廢氣吸收率會(huì)隨著時(shí)間逐步下降，當(dāng)廢機(jī)油對(duì)廢氣的吸收率下降到一定值時(shí)需要對(duì)廢機(jī)油進(jìn)行更換。多長(zhǎng)時(shí)間需要對(duì)廢機(jī)油進(jìn)行更換一次，目前還有待進(jìn)一步觀察研究。

原標(biāo)題:汽車(chē)4S店烤漆房廢氣治理設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用