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PVF涂料涂装废气处理技术

文/杨文亮

PVF涂料作为钢桶内涂料,在我国已经有三十年的历史了,但是PVF涂料的特性以及废气的处理问题,却一直是钢桶行业人士不太了解的领域。近年来,随着国家环保政策的严格实施,PVF涂料的涂装废气处理问题,已经是不可避免地摆在了制桶企业面前。

由于对PVF涂料缺乏了解,对其涂装烘干过程中产生的废气的组成和性质也是了解甚微,而且用普通油漆涂装的废气治理方法又不奏效,所以,很多企业面对PVF涂料的涂装废气,一愁莫展。

一、PVF涂料涂装废气的组成

PVF涂料是属于氟化物涂料,其涂装产生的挥发性气体成分主要是HF和SiF4,它是大气的主要气态污染物之一。它对大气的污染,比普通油漆的污染严重得多。

HF是无色、有强刺激性气味和强腐蚀性的有毒气体,极易溶于水形成腐蚀性很强的氢氟酸。SiF4是无色窒息性气体,极易溶于水形成氟硅酸。氟化物废气可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体,对人体健康造成严重危害。

二、PVF涂料涂装废气的净化原理

目前,国内外先进的PVF废气处理方法,是根据HF和SiF4都溶于水这个特性,多数情况下采用水吸收法治理。

水吸收法也称湿法治理,该技术采用水、碱性溶液或某些盐类溶液来吸收PVF废气,从而达到净化回收的目的。该技术的优点是净化设备体积小,易实现,治理工艺过程可连续操作和回收各种氟化物,治理效率高、效率好。

氟化氢(HF)溶于水生成氢氟酸,四氟化硅(SiF4)用水吸收成为一定浓度的氟硅酸(H2SiF6)和硅胶(H2SiO3),H2SiF6与工业食盐反应后,可以副产氟硅酸钠,主要的化学方程式如下:

3SiF4+3H2O→2H2SiF6+H2SiO3↓

2HF+SiF4→H2SiF6

H2SiF6+2NaCl→Na2SiF6+2HCl

三、PVF涂料涂装废气治理流程

国外通常采用的脱氟流程多为二级吸收,根据使用的设备不同,分为一室一器、一室一塔、一室一旋、二室一塔、三塔等。这里的“室”是指拨水轮吸收室,一般用作一级吸收,其优点是不易堵塞,清理方便,但脱氟效率不高。“器”是指文丘里吸收器,“塔”是指湍球塔、喷淋塔、喷杯塔、旋流板塔等,脱氟效率可达98%以上。

钢桶PVF涂装生产中,据制桶业PVF涂装的实际情况,产量不大的情况下,含氟废气的治理工艺流程,可采用一室一旋脱氟流程,该流程分三个吸收段,各自循环,因而还可获得较高浓度的氟硅酸副产品。如图1为一室一旋废气治理工艺流程图。

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1-吸收室;2-旋流板塔;3、4-泵;5-贮水槽
图1 一室一旋PVF废气治理工艺流程

用水吸收HF和SiF4后得到的氢氟酸和氟硅酸溶液,可用来制取冰晶石、氟硅脲、氟硅酸钠等副产品。

目前我国钢桶企业,多数生产PVF批量都不大,可以采用上述工艺流程进行处理。如果长年连续大批量生产PVF内涂桶,则建议采用三塔法进行处理,效果更好。三塔吸收系统即采用喷淋塔、喷杯塔、旋流板塔处理,尾气处理可实现达标排放,且还可得到副产品氟硅酸钠,取得较好的环境效益和经济效益。如图2为三塔式PVF涂装废气治理工艺流程。

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图2 三塔法PVF涂料涂装废气治理工艺流程

从钢桶PVF涂料涂装生产系统来的废气顺次经过喷淋塔、喷杯塔和喷淋旋板塔用水进行吸收,废气经第一吸收塔的吸收效率可达90%,第二塔的吸收效率可达70%,第三塔的吸收效率达85%,总吸收效率可达99.6%,清水从第三塔补充加入。吸收液实现封闭循环无污水排放,从烟囱排放出的尾气含氟浓度低于0.05G/Nm3,满足了工业污染物排放标准(GB 4917)的要求。

如图3为三塔法PVF涂装废气治理设备实物图。

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图3 三塔法PVF涂装废气治理设备

 

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