木地板UV涂饰排气VOCs释放特征及净化技术研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laokai_zhangzichen
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工业生产过程中释放出的挥发性有机废气(Volatile Organic Compounds,VOCs)是一类有毒、有害的气体,排放到大气环境中不仅会造成环境污染同时也会对居民的身体健康产生严重的危害。随着社会的进步,居民环保意识的提高,有机废气污染问题已经成为人们关注的焦点,针对环境污染现状,国家及地方政府部门接连颁布一系列法规和环境标准,但针对特定行业排气污染的标准尚未完善,因此如何解决工业生产过程中有机废气污染,并且能够高效地对废气进行处理回收,达到节约能源、保护环境,实现绿色可持续生产的目标,已经成为各行业升级改造过程中面临的现实难题。在木地板加工过程中,油漆涂饰是不可或缺的一个环节,本研究以某地板生产过程中具有代表性的油漆涂饰排气为研究对象,通过热脱附-气相色谱法,测定分析了涂饰排气中释放的VOCs主要成分及其质量浓度;根据排气中超标污染物的种类,选用磷酸改性活性炭为吸附剂,自行研制的吸附装置,试验研究了吸附层厚度对吸附效率的影响,确定了活性炭的饱和时间并得出相应的吸附饱和曲线,得到了对特征污染物去除率的变化规律;采用低温微波脱附对吸附饱和活性炭进行再生试验研究,试验确定了活性炭的脱附条件,根据吸附结果计算得出活性炭的吸附量、再生率、更换时间等参数,脱附再生后的活性炭再次进行吸附试验,保证了吸附-脱附再生-再吸附试验的循环次数;依据本项研究的吸附-脱附循环研究结果,为木地板UV涂饰排气的答辩排放设计了吸附-脱附的实施方案,并进行经济性初步分析。主要研究结论如下:(1)测定分析了木地板UV涂饰排气中VOCs的组分、总质量浓度,甄别出超过国家现行环境空气质量标准中限定的VOCs特征污染种类及其质量浓度。研究发现,木地板UV涂饰排气中VOCs总浓度为2.565~3.146 mg/m~3,主要污染物类别是苯系物(48.16%)、烷烃(5.82%)、酯类(34.33%),主要的特征污染物为苯(1.266 mg/m~3)、甲苯(0.017mg/m~3)二甲苯(0.078 mg/m~3)、苯乙烯(0.077 mg/m~3)、乙酸乙酯(0.963 mg/m~3),其中苯的浓度超过国家及地方现行有关标准的限值。(2)采用一段式、两段式、三段式对排气超标污染物进行吸附净化,研究了不同吸附层数对VOCs净化效果的影响。结果表明:一段式、两段式、三段式吸附分别在70 min、90 min、120 min达到吸附饱和,去除率随着吸附层厚度的增加而增大。多段式去除效果比一段式去除效果更佳显著。(3)通过多段式吸附-脱附经过三次循环,研究了两段式与三段式吸附量衰减变化,结果表明:两段式吸附量高于三段式吸附量,两段式吸附更加充分,三段式填充式净化时活性炭存在局部未完全饱和。(4)采用微波反应器在170℃对吸附饱和的活性炭进行微波脱附。结果表明:脱附20min后,饱和活性炭脱附率达到97.48%。脱附温度先急剧上升然后逐渐平稳。(5)通过吸附-脱附再生-再吸附试验确定木地板UV涂饰废气净化工艺最佳参数:活性炭用量为2000 kg、过滤风速为1.97 m/s、再生周期为59天、更换周期为240天。
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