摘要：為了解決汽車4S店烤漆房廢氣污染問題,基于化學上相似相溶原理,設計了一種適用于汽車4S店烤漆房的廢氣治理設備,將其應用于烤漆房排氣系統(tǒng)。測出烤漆房在使用該設備前后排出的廢氣中主要成分含量的變化,結果表明烤漆房所排廢氣確實能被本套設備有效濾除。

引言

當汽車在4S店維修時，往往需要對汽車進行烤漆作業(yè)，因此汽車4S店的烤漆房在進行烤漆作業(yè)時會產生大量的具有強烈刺激性氣味的有機廢氣。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…。這些有機廢氣屬于VOCs，是熔點低于室溫而沸點在50—260oC之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。VOCs一旦未經治理直接排入環(huán)境中，極易形成PM2.5和光化學煙霧污染，加重霧霾現象，危害人體健康。2013年5月，環(huán)保部下發(fā)《揮發(fā)性有機物(VOCs)污染防治技術政策》，要求加大力度對VOCs進行治理，所以對VOCs治理刻不容緩。目前對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4S店烤漆房現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是吸附效率受吸附劑的性能、廢氣中有機物的含量及其波動情況影響很大;水洗式處理的缺點是效果不徹底，一些有害物質仍然能排放到環(huán)境中污染環(huán)境，所以二者處理效果并不十分理想。針對上述問題和目前治理設備存在的弊端，本文探索設計一種新型高效的設備用于汽車烤漆房廢氣治理。

1廢氣治理設備的設計

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

1.1治理原理

化學上有種原理叫做相似相溶原理，“相似”是指溶質與溶劑在結構上相似;“相溶”是指溶質與溶劑彼此互溶l9]。汽車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，屬于有機廢氣，因為有機廢氣與廢機油化學結構相似，根據相似相溶原理，故其能很好地溶于廢機油。

為了驗證這個結論進行了廢氣吸收實驗，如圖1所示。實驗是在一個密封的玻璃容器內進行的，在容器內左側放人一個盛放有223g廢機油的開口瓶子，在容器內右側放入一個盛有303g油漆的開口瓶子。油漆會慢慢揮發(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，油漆揮發(fā)的成分會被廢機油吸收。

每隔12h測一次廢機油與油漆的重量，共測了10組數據，第10次測得廢機油的重量為234g，油漆的重量為272g。在matlab軟件中將這10組數據用平滑的曲線連接起來，如圖2所示。通過圖2可以看出廢機油重量在隨著時間增加，油漆重量在隨著時間減少，這表明廢氣能溶于廢機油。

1.2設備結構

以西安奧通汽車銷售服務有限公司4S店的烤漆房為實驗對象，設計了一套適用于小型烤漆房進行廢氣治理的設備。如圖3、圖4所示。

本套設備主要由廢機油、鐵篩網、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高的廢機油，油泵與框架都放入油箱中，油泵從油箱中抽取廢機油經過連接管到達噴油管，最后從噴油管上的夾扣噴嘴流出，這樣便構成一個油路通道。在框架內從鐵篩網和噴油嘴這段區(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。當油泵從油箱中抽取廢機油時，廢機油就會沿著前面所述的油路通道上升至噴油嘴，然后通過4O個夾扣噴嘴噴射而出，當廢機油噴到廢鐵屑上時就會沿著廢鐵屑之間的縫隙向周圍流淌。由于夾扣噴嘴較多，每個夾扣噴嘴對應一塊廢鐵屑區(qū)域，因此幾乎所有廢鐵屑間的縫隙中都會滲流廢機油。接著廢機油會向下流淌，流經鐵篩網，最后流回油箱，進行循環(huán)，這樣本套設備的廢機油循環(huán)噴淋系統(tǒng)就構成了。

1.3具體應用

如圖5、圖6所示，當使用本套設備時，先將設備放入汽車烤漆房的排氣箱中，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，這樣本套設備就與烤漆房連接完成。當汽車烤漆房進行噴涂作業(yè)時，送風機不斷地將新鮮空氣通過烤漆房進氣管送進汽車烤漆房內的上部空間。隨著新鮮空氣的不斷進入，這些新鮮空氣會壓迫烤漆房內的廢氣從其下部排氣道進人排氣箱中。接著，進入排氣中的廢氣就會經過本套設備進入排氣管。當廢氣經過本套設備時，只能經廢鐵屑縫隙才能進入排氣管，這樣就會接觸到廢機油，從而被廢機油吸收，最后排出的氣體是得到凈化后的氣體。

2應用效果分析

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

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

3結論

本套設備使用了廢機油、廢鐵屑，既實現了治理廢氣的功能，又實現了廢物的二次利用，變廢為寶。而且本套設備還有結構簡單，成本低廉，占地面積小，維護方便等優(yōu)點。最終排放至大氣中的廢氣符合國家標準規(guī)定，有效地降低了廢氣對環(huán)境和人體健康的危害，因此本套設備適合對汽車4s店的烤房進行推廣應用。

在短期內使用，廢機油對廢氣的吸收率變化不大;在長期使用時，廢機油對廢氣吸收率會隨著時間逐步下降，當廢機油對廢氣的吸收率下降到一定值時需要對廢機油進行更換。多長時間需要對廢機油進行更換一次，目前還有待進一步觀察研究。

原標題:汽車4S店烤漆房廢氣治理設備的設計與應用