用油漆渣过滤油漆雾装置

技术领域

用油漆渣过滤油漆雾装置。

背景技术

喷漆过程产生大量的油漆渣。初始的油漆渣就是未附着在喷涂对象表面的多余的油漆，主要成分是稀释剂、固形物、VOC 气体，是同时具有气相、液相、固相的复杂物质。目前常用处理油漆渣方式主要是先用粗滤网，之后用水幕墙和气旋喷淋塔水洗，之后再用干式过滤器或静电除尘器，这些手段的串联组合，行业内称之为“预处理环节”。这个环节的目的是拦截油漆雾中的颗粒物和液体，为后续的气相的VOC 处理创造条件。由于油漆雾中含有大量的油性液态物质，油性物质不溶于水，所以，喷淋法的效率很低；由于油性物质的存在，会覆盖和阻挡干式过滤器的滤网，造成风阻极具上升，所以干式过滤器的滤网只能非常稀疏，对颗粒物的拦截也很有限；静电除尘器吸附大量含VOC 颗粒物后很容易发生爆炸。水洗环节不可避免的添加了过多水分，也使得除尘效率很低。

由于这些原因，目前油漆渣拦截效率普遍较低。由于预处理环节性能不佳，粉尘和液相物质就会进入下一级的VOC 处理环节，粉尘和液相物质就会阻塞沸石转轮中的沸石填料，会覆盖在催化剂表面造成催化剂效率下降，会阻塞活性炭。另一方面，喷淋法产生的大量水分，进入沸石，进入活性碳，就会占据活性位置，极大降低了吸附效率；过多的水分进入RTO、CTO 环节，不仅会消耗更多能源，还会降低燃烧温度，导致处理效率下降；另外，采用水喷淋方式，必然带来水处理产生的环境问题和能量损失的麻烦；干式过滤器会因产生大量油漆渣和滤材混在一起的危废。

总之，预处理环节的性能决定了整个油漆污染处理系统的成败。

从以上分析可见，预处理环节性能的关键要求：一是降低水分，最好不用水；二是降低粉尘，最好是将粉尘处理到微克级。

但是，过滤漆雾的过程就相当于直接将油漆喷在滤材上，条件很严酷。

本发明人在202321503721.5 专利申请中提出了一个在中空纤维膜膜丝上附着一层粉状材料，形成中空纤维膜和粉状材料双层膜的结构，利用粉状材料保护膜丝，以免被油污覆盖和阻塞，同时拦截油污和颗粒，并将这项技术实际应用到了油漆雾处理中，实践证明，这项干式处理漆雾技术可以很好拦截油漆渣和油漆雾。但是，这个方案虽然在技术上具有可行性，但是从环保和经济核算的角度上却是不可行的。因为油漆渣和粉状材料混合在了一起，就增加了危废的总量，这是不经济的，也有悖于环保的法规和理念。

发明内容

要想克服上述的不可行性，必须另辟蹊径。作为对202321503721.5 专利申请的一个升级换代方案，本发明的目的在于：选用原先作为危险废物的油漆渣本身作为过滤材料，取代石灰粉、滑石粉、膨润土等等原先不属于危险废物的无机粉状材料，同通过负压将其附着在膜丝表面，用这样的膜丝阵列为主体组成用油漆渣过滤油漆雾的装置，并相应地改进和完善装置本身。

用油漆渣过滤油漆雾装置，由中空纤维膜膜丝及其阵列、废油漆渣粉末、漆渣过滤器组成，所述漆渣过滤器包括卸料器1、集气罩和粗滤器2、进风管3、扩散反应仓4、粉料泵5、油漆渣粉料仓6、反吹仓7、膜丝组件阵列8、下仓9、粉料撮合扬尘器10；其特征在于：所述漆渣过滤器中的过滤元件是中空纤维膜膜丝构成的膜组件阵列，所述膜丝表面上有一层废油漆渣粉末。

油漆渣粉料仓6 中油漆渣粉料与从集气罩和粗滤器2 来的油漆雾一同在进风管3中初步混合，之后进入扩散反应仓4 和下仓9 进一步混合，由于扩散反应仓4 和下仓9 中的风速远低于进风管3，油漆渣粉末处于高浓度悬浮状态，油漆雾有充分的时间与油漆渣粉末接触。

之后，在负压吸引下，油漆渣粉末被吸附在膜丝组件阵列8 中的膜丝表面，形成粉饼式的过滤层，同时也是保护层，起到了防止糊带的作用。液态和固态物都被拦截，拦截的效果是微克级的，只有含VOC 的气体穿过膜丝壳程，达到反吹仓7，通过反吹仓7 排往下一级VOC处理环节。当粉饼式过滤层过厚时，启动反吹，将其吹落，落下的油漆渣粉末，在粉料撮合扬尘器10 的作用下再次扬尘，在下仓9 中再反应，一部分油漆渣粉末被粉料泵5 吸回到进风管3 中，再次进入又一个循环。吸附过多的废油漆渣粉末下沉到仓底，经卸料器1 排出装置。

附图说明

附图1 是用油漆渣过滤油漆雾装置的一个实例示意图，附图2 是一个附着了废油漆渣粉末的中空纤维膜膜丝片段剖面示意图，图中01 是中空纤维膜的管程；02 是中空纤维膜的壳程；03 是吸附在中空纤维膜膜丝表面的油漆渣粉末；04 象征VOC 气体；05 象征油漆液；06 象征油漆渣中的粉尘。

具体实施

用油漆渣这种危废物质代替石灰粉等常规的过滤材料，本质上是用含有大量有机物的复杂粉末代替纯无机物粉末，能否成功并不是显而易见或者很容易想到的，事先并不能确定的因素有如下几种： 一是，常识中油漆渣中含有大量的油性物质，能不能被磨成粉末；研磨过程会不燃烧。

这些情况并不显而易见，也无资料可巡，必须通过实验。

而是，油漆渣粉再次遭遇油漆中的稀释液之后会产生怎样的反应，会不会融化，会不会沾黏在膜丝上形成“糊带”，造成风阻急剧上升，采用油漆渣过滤油漆雾所产生的风阻会不会劣于其他传统材料，这也不是显而易见或者很容易想到的 ，也必须通过实验。

三是，油漆渣粉末能否达到与石灰粉等传统油漆雾过滤材料同等的效果，这也没有事先判断的依据，也没有理论和常识可供佐证，只能通过实验验证。

四是，通常能获得的油漆渣是很多种油漆混合形成的渣，不同的油漆渣会有怎样性能，也必须通过实验。

实例1:敲取某喷漆生产线支架上的陈积固态漆渣1000g，从“年轮”观察，底层有数十层不同颜色的漆渣，表层为泡沫状堆积物，均已固化，十分坚硬。用破碎机破碎，研磨机制粉，严格控制研磨温度，过200 筛，形成700g 油漆渣粉末。

自制试验台，膜组件面积1 平方米，风量15m³/h；初始风阻240Pa。

将漆渣粉吸入，附着在膜丝表面；往上游缓冲箱中喷入聚氨酯油性油漆，喷漆速率30g/min；连续喷漆30 分钟；之后，在继续喷漆的同时，用两台取样仪同时分别取试验台进风口和出风口的固+液成分样品，取样时间10 分钟，用称重法测量膜片取样重量。

实验结果，上游68mg/m³，下游未检出。

结束风阻288Pa。

停机静置24 小时后，开机，风阻284Pa。观察膜丝表面堆积物为蓬松的泡沫状粉尘，一触即溃。启动反吹后，全部脱落。风阻250Pa。

实例2：选用某喷漆车间水池中氟碳漆漆渣，烘干，破碎，研磨，过筛（200 目），制得氟碳漆漆渣粉。

自制试验台，膜组件面积1 平方米，风量15m³/h；初始风阻250Pa。

将500g 氟碳漆渣粉吸入，附着在膜丝表面；往上游缓冲箱中喷入油性氟碳漆，喷漆速率30g/min；连续喷漆30 分钟；之后，在继续喷漆的同时，用两台取样仪同时分别取试验台进风口和出风口的固+液成分样品，取样时间10 分钟，用称重法测量膜片取样重量。

实验结果，上游125mg/m³，下游未检出。

初始风阻320Pa，结束风阻386Pa。

停机静置24 小时后，开机，风阻350Pa。观察膜丝表面堆积物为较为密实的粉尘堆积，触之不大范围脱落。启动反吹二次后，完全脱落。风阻250Pa。

实例3： 在实例2 的实验平台上，用FID 气相色谱仪测量上下游VOC 的变化，上游VOC 维持在400--460mg/m³之间，在60 分钟内，下游VOC 从30mg/m³之间上升至160mg/m³，90 分钟后之间上升至360mg/m³。这表明，本装置对VOC 有相当的吸附能力。这提示，如果每一小时更换一次油漆渣粉末，就能在过滤漆渣的同时处理50---70% 的VOC。

本发明的有益之处在于1、作为石灰粉、滑石粉、膨润土等吸附材料的替代材料，可以不增加危险废物的产生量，大幅度降低危废处理成本；2、由于油漆渣具有更好的拒水亲油性能，处理效果明显优于之前用石灰粉之类材料，成分发挥了膜丝和粉状材料双重过滤的效果，达到了下游检不出的数值；3、采用油漆渣过滤油漆雾所产生的风阻居然小于其他材料，这是没有想到的，甚至与预料相反，具体原理有待研究。4、回避了用水环节，节约了大量的设备和能源消耗。

更主要是，本发明向下游的VOC 处理环节供应了不含水、微克级粉尘的预处理服务，可以保障下游环节达到理论值水平。