一種噴塗廢氣預處理系統及預處理方法與流程
2023-04-24 04:33:51 3
本發明涉及廢氣預處理領域，尤其涉及一種噴塗廢氣預處理系統及預處理方法。
背景技術：
在家具、汽車、自行車、摩託車、金屬製品及大型裝備製造等塗裝行業的噴塗生產過程中，會產生含三苯、乙酸乙酯、酮類等voc的廢氣,這些廢氣主要以漆霧、漆渣等形式存在。目前，此類噴塗廢氣的預處理方法一般是採用單獨的溼法或單獨的幹法，經過溼法或者幹法預處理之後的廢氣再經其他後續淨化設備處理後，經引風機排出去。其中溼法應用較多的是溼式填料塔，幹法應用較多的是多級過濾器。在實際應用中，傳統的溼法填料塔氣液分布不均勻、吸收效率低，且填料使用壽命短而造成使用量大，從而造成出風口氣體濃度與粘度大，且易堵塞；單獨採用幹法預處理，缺陷就是使得過濾器壓力大，從而造成過濾器阻力大、易堵塞等問題，所以過濾器使用壽命短，更換頻率大；再加上傳統的幹法多級過濾器的進風口與出風口在一條直線上，過濾器的壓力更大，折損更快，即使用壽命更短；且不管是單獨的溼法還是幹法預處理，其漆霧、水霧去除率都不高，從而對後續廢氣淨化極為不利。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述缺點，提供一種噴塗廢氣預處理系統。
為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：
一種噴塗廢氣預處理系統，包括一溼法立式廢氣預處理裝置以及一幹法臥式廢氣深度處理裝置，所述溼法立式廢氣預處理裝置包括一塔體、設置於所述塔體一側下方的進風口、自上而下依次設置於所述塔體內的除霧層填料限位器、除霧層散堆填料、除霧層填料支撐器、交錯設置的多層噴淋器與旋流塔盤、貯料箱，所述塔體位於除霧層填料限位器上方的部分設置為直逕自下而上依次減少的變徑塔體封頭，所述變徑塔體封頭的上端中間設置有出風口，所述除霧層填料支撐器設置為駝峰狀，且所述駝峰狀除霧層填料支撐器上均勻間隔設置有穿孔；所述幹法臥式廢氣深度處理裝置包括主體、設置於所述主體上端一側的進風口、設置於所述主體下端一側的出風口、自上而下依次設置於所述主體內的用於捕捉小粒徑顆粒雜質的一級過濾器、用於去除水霧的二級過濾器、用於捕捉細微顆粒的三級過濾器，所述幹法臥式廢氣深度處理裝置的進風口與出風口呈90度交錯設置；所述溼法立式廢氣預處理裝置的出風口與幹法臥式廢氣深度處理裝置的進風口通過管道連接。
每一所述穿孔形成為一空隙，整個所述除霧層填料支撐器的空隙率≥90%。
所述溼法立式廢氣預處理裝置的進風口設置為45°斜口狀。
所述旋流塔盤的數量與噴淋器的數量設置為一樣，每一旋流塔盤的上方都設置有一噴淋器，所述噴淋器包括噴淋母管以及設置於所述噴淋母管一端的噴頭，所述噴頭設置於所述塔體內部的中線位置。
每一層所述旋流塔盤均設置有一組或內外兩組葉片，所述葉片的仰角設置為25°，液氣比1.5-2l/m3。
每一層所述旋流塔盤均設置有與葉片組數數量相等的溢流管組，且每一溢流管組設置有三根溢流管，每一所述溢流管的弧形堰寬為50-70mm，直徑為90-150mm。
所述塔體下端側壁往外延伸設置有一空心延伸部分，所述空心延伸部分與所述貯料箱相通。
所述一級過濾器採用層狀結構設計，所述二級過濾器採用袋式結構設計，所述三級過濾器採用摺疊箱式結構設計。
一種噴塗廢氣預處理方法，包括以下步驟：
第一步、廢氣經溼法立式廢氣預處理裝置的進風口進入塔體內；
第二步、廢氣與噴淋器噴頭噴出的噴淋循環液接觸，實現氣液充分接觸，
旋流塔盤將廢氣中的大顆粒漆霧旋流分離甩至貯料箱內；
第三步、廢氣經過除霧層散堆填料，完成漆霧、水霧的分離；
第四步、廢氣經變徑塔體封頭從溼法立式廢氣預處理裝置的出風口排出之
後進入幹法臥式廢氣深度處理裝置；
第五步、幹法臥式廢氣深度處理裝置的一級過濾器去除廢氣中的小粒徑顆
粒漆霧雜質；
第六步、幹法臥式廢氣深度處理裝置的二級過濾器去除掉廢氣中的水霧；
第七步、幹法臥式廢氣深度處理裝置的二級過濾器去除掉廢氣中的細微顆
粒雜質。
經過所述噴塗廢氣預處理方法處理後的廢氣進入後面的光催化、等離子體、活性炭/沸石/分子篩吸附、燃燒等後續淨化處理裝置，進行廢氣的淨化處理，經過淨化處理後的氣體經引風機排出到大氣中。
本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：
a、採用溼法立式廢氣預處理裝置與幹法臥式廢氣深度處理裝置串聯，從而
兩者分擔處理廢氣中不同的部分，如此，兩者承受的壓力都比較低，從而折損率要低，使用壽命相對較長；
b、塔體內設置多層旋流塔盤，使得空塔風速大，如此，不但能使得氣液
分布均勻，為後續的除霧層散堆填料的工作降低難度，而且設備佔地面積小，可節省投資；
c、多層旋流塔盤與噴淋器的交錯設置，使得大顆粒漆霧能在溼法立式廢
氣預處理裝置被除盡；變徑塔體封頭、駝峰狀除霧層填料支撐器以及駝峰狀除霧層填料支撐器上設置的均勻穿孔，能有效提高廢氣中水霧的去除效率，如此，大大降低了溼法立式廢氣預處理裝置出風口的廢氣的漆霧濃度、粘度，從而有效降低後面幹法臥式廢氣深度處理裝置的阻力，延長幹法臥式廢氣深度處理裝置各過濾器的使用壽命；且駝峰狀除霧層散堆除霧層填料支撐器上均勻設置的穿孔還能有效延長填料的使用壽命；
d、幹法臥式廢氣深度處理裝置採用一級、二級、三級過濾器組合，具有
同步去除小粒徑漆霧顆粒、水霧、細微顆粒的作用，從而經過溼法立式廢氣預處理裝置與幹法臥式廢氣深度處理裝置的作用，漆霧、水霧去除率高，即廢氣預處理有效，能為後續廢氣淨化創造基礎條件；
e、幹法臥式廢氣深度處理裝置採用上進風口、下出風口結構設計，即進風口設置在上方，出風口設置在下方，且兩者交錯90度設置，從而不但能有效降低各級過濾器的壓力，而且便於前端及後端的設備連接，從而可有效節省佔地空間，同時，可保證系統布置流暢、降低阻力；
從而本發明特別適用於家具、汽車、自行車、摩託車、金屬製品及大型裝備製造等塗裝行業的噴塗廢氣預處理，尤其適用於高固體、粉末、多元組分塗料、著色劑和粘合劑產生的漆霧、漆渣的預處理。
附圖說明
圖1為本發明噴塗廢氣預處理系統的溼法立式廢氣預處理裝置的示意圖；
圖2為本發明噴塗廢氣預處理系統的幹法臥式廢氣深度處理裝置的主視圖；
圖3為本發明除霧層填料支撐器的俯視圖；
圖4為本發明除霧層填料支撐器的主視圖；
圖5為根據圖4中a部分的放大示意圖；
圖6為本發明除霧層填料限位器的俯視圖；
圖7為本發明旋流塔盤的主視放大示意圖；
圖8為本發明旋流塔盤的俯視放大示意圖；
圖9為本發明幹法臥式廢氣深度處理裝置的右視圖；
圖10為廢氣處理的工藝流程框圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4、5所示，本發明噴塗廢氣預處理系統包括一溼法立式廢氣預處理裝置1以及一幹法臥式廢氣深度處理裝置2，所述溼法立式廢氣預處理裝置1包括一塔體10、設置於所述塔體10一側下方的進風口11、自上而下依次設置於所述塔體10內的除霧層填料限位器12、除霧層散堆填料13、除霧層填料支撐器14、交錯設置的多層噴淋器15與旋流塔盤16、貯料箱17，所述塔體10位於除霧層填料限位器12上方的部分設置為直逕自下而上依次減少的變徑塔體封頭101，所述變徑塔體封頭101的上端中間設置有出風口18，所述除霧層填料支撐器14設置為駝峰狀，且所述駝峰狀除霧層填料支撐器14上均勻間隔設置有穿孔141；所述幹法臥式廢氣深度處理裝置2包括主體21、設置於所述主體21上端一側的進風口22、設置於所述主體21下端一側的出風口23、自上而下依次設置於所述主體21內的用於捕捉小粒徑顆粒雜質的一級過濾器23、用於去除水霧的二級過濾器25、用於捕捉細微顆粒的三級過濾器26，所述幹法臥式廢氣深度處理裝置2的進風口22與出風口23呈90度交錯設置；所述溼法立式廢氣預處理裝置1的出風口18與幹法臥式廢氣深度處理裝置2的進風口22通過管道（圖未示）連接。
所述除霧層填料支撐器14採用frp材質製作而成，且因為所述除霧層填料支撐器14上均勻間隔設置有穿孔141，每一所述穿孔141即形成為一空隙，較佳的，整個除霧層填料支撐器14的空隙率≥90%。
在本實施例中，較佳的，所述塔體10採用採用pp材質製作，直徑範圍為1000-4000mm。當塔體10的直徑範圍為1000-2000mm時，採用8-12mm厚度的pp板製作；當塔體10的直徑範圍為2000-4000mm時，採用12-14mm厚度的pp板製作。
所述溼法立式廢氣預處理裝置1的進風口11設置為45°斜口狀，從而可以使得氣流從下往上均勻流動。
如圖6所示，所述除霧層填料限位器12呈格柵狀，且格柵間距≤60mm，格柵條厚度為3mm。較佳的，所述除霧層填料限位器12採用pp材質製作。
所述除霧層散堆填料13採用專用散堆填料，其空隙率≥90%，比表面積≥180m2/m3，密度約82kg/m3，堆積密度約4400個/m3，堆積高度0.46-0.61m，10um以上水霧去除率可達99%。
如圖1、7、8所示，所述旋流塔盤16的數量與噴淋器15的數量設置為一樣，每一旋流塔盤16的上方都設置有一噴淋器15。所述噴淋器15包括噴淋母管151以及設置於所述噴淋母管151一端的噴頭152，所述噴頭152設置於所述塔體10內部的中線位置。
在本實施例中，每一層所述旋流塔盤16均設置有一組或內外兩組葉片161，所述葉片161的仰角設置為25°，液氣比為1.5-2l/m3。如此參數設計，使得葉片161能快速有效地將廢氣中的大顆粒漆霧旋流分離甩至貯料箱17內。每一層所述旋流塔盤16均設置有與葉片161組數數量相等的溢流管組，且每一溢流管組設置有三根溢流管162，每一所述溢流管162的弧形堰寬為50-70mm，直徑為90-150mm。當塔體10直徑≤2000mm時，採用單組葉片161；當2000m＜塔體10直徑≤4000mm，採用雙組葉片161。漆霧濃度較低時，可以採用兩層旋流塔盤16+一層除霧層散堆填料13的結構設計，若漆霧濃度較高時，則可以選擇採用三層旋流塔盤16+一層除霧層散堆填料13的結構設計。
所述溼法立式廢氣預處理裝置1的貯料箱17設置於塔體10下端內，且所述貯料箱17內設置防腐過濾網19，從而可以防止來水夾帶雜質進入循環泵。較佳的，所述防腐過濾網19採用pp材料製成。在本實施例中，較佳的，所述塔體10下端側壁往外延伸設置有一空心延伸部分102，所述空心延伸部分102與所述貯料箱17相通，從而形成為一大容量貯料箱。
所述溼法立式廢氣預處理裝置1還設置有一機械式浮球液位開關103，以用於往貯料箱17內自動補水。
所述溼法立式廢氣預處理裝置1還設置有一壓差計104，所述壓差計104的正壓接口連接至塔體10的進風口11，負壓接口連接至塔體10的出風口18，所述壓差計104與進風口11以及出風口18通過ptfe軟管105進行連接。
所述溼法立式廢氣預處理裝置1的塔體10外側還設置有多個檢修入口106以及加固肋107。
如圖2、9所示，所述幹法臥式廢氣深度處理裝置2的一級過濾器23採用層狀結構設計，初始壓降≤100pa，漆霧捕捉量≥28kg/m2，主要用於捕捉直徑為2.5-10um的小粒徑漆霧雜質，其去除效率≥99%，過濾精度可達g3、g4。在本實施例中，所述一級過濾器23的尺寸為592*592*46mm。在其他實施例中，其尺寸也可以根據排風量具體設置。
所述二級過濾器25採用硬質合成輸水材料製成，採用袋式結構設計，有效去除水霧，其過濾精度可達m5、m6。在本實施例中，所述二級過濾器25的尺寸設置為592*592*600mm。在其他實施例中，其尺寸也可以根據排風量具體設置。
所述三級過濾器26採用高效玻纖材料製成，採用摺疊箱式結構設計，初始壓降≤250pa，用於捕捉直徑為1-2.5um的細微顆粒，過濾精度可達f7、f8。較佳的，所述三級過濾器26上設置有保護網（圖未示），所述保護網能有效防止空氣湍流。在本實施例中，所述三級過濾器26的尺寸592*592*292mm。在其他實施例中，其尺寸也可以根據排風量具體設置。
所述一級過濾器23的層狀結構、二級過濾器25的袋式結構以及三級過濾器26的摺疊箱式結構均可採用公知技術，從而不在此贅述。
所述幹法臥式廢氣深度處理裝置2的主體21上設置有鉸鏈式檢修門（圖未示），打開該檢修門，即可檢修、更換所述一級、二級、三級過濾器24、25、26。
本發明噴塗廢氣預處理方法，包括以下步驟：
第一步、廢氣經溼法立式廢氣預處理裝置1的進風口11進入塔體10內；
第二步、廢氣與噴淋器15噴頭152噴出的噴淋循環液接觸，實現氣液充分接觸，旋流塔盤16將廢氣中的大顆粒漆霧旋流分離甩至貯料箱17內；
具體的說，廢氣進入塔體10內後往上流動，依次經過多層旋流塔盤16與廢氣中的粉塵沾上噴淋循環液後重量變重，所以大顆粒的漆霧被旋流塔盤16的葉片161離心甩至下方的貯料箱17內；即是說，多層噴淋器15與旋流塔盤16的交錯設置，能使得大顆粒的漆霧能在該階段被除盡；而且旋流塔盤16的運動還能使得空塔風速大，從而使得氣液分布均勻，為後續的除霧層散堆填料13的工作降低難度；噴淋循環液還能降低廢氣的溫度。
第三步、廢氣經過除霧層散堆填料13，完成漆霧、水霧的分離；
具體的說，經過旋流塔盤16與噴淋器15處理後的廢氣往上流動，經過所述除霧層填料支撐器14後進入除霧層散堆填料13，所述除霧層散堆填料13對進入的廢氣進行漆霧、水霧的分離，即除霧層散堆填料13吸收了廢氣中的大部分水霧。因為除霧層填料限位器12上方即為變徑塔體封頭101，從而使得除霧層散堆填料13內的風速小，如此，有效提高了除霧層散堆填料13的水霧去除效率；再加上採用了駝峰狀除霧層填料支撐器14，且駝峰狀除霧層填料支撐器14上還均勻設置有穿孔141，從而使得經過除霧層散堆填料13的風的風量均勻、風速穩定，從而在進行漆霧、水霧的分離時，所有填料都起作用，都在吸收水霧，如此，水霧分離效果更好，而且能延緩填料的使用壽命，從而降低填料的使用量。而傳統的除霧層填料支撐器則為平板柵格狀，從而每次分離時，起作用的總是下面部分的填料，上面部分的填料作用不大甚至不起作用，從而造成填料壽命特別短，隔不久就需要更換填料，使得填料用量非常大。
第四步、廢氣經變徑塔體封頭101從溼法立式廢氣預處理裝置1的出風口18排出之後進入幹法臥式廢氣深度處理裝置2；
第五步、幹法臥式廢氣深度處理裝置2的一級過濾器23去除廢氣中的小粒徑顆粒漆霧雜質；
第六步、幹法臥式廢氣深度處理裝置2的二級過濾器25去除掉廢氣中的水霧；
第七步、幹法臥式廢氣深度處理裝置2的二級過濾器25去除掉廢氣中的細微顆粒雜質。
如圖10所示，經過所述噴塗廢氣預處理方法處理後的廢氣進入後面的光催化、等離子體、活性炭/沸石/分子篩吸附、燃燒等後續淨化處理裝置3，進行廢氣的淨化處理，經過淨化處理後的氣體經引風機4排出到大氣中。