喷漆废气处理技术-喷淋塔加活性炭吸附箱

一、喷漆废气处理中喷淋塔和活性炭吸附箱的工作原理

1. 喷淋塔原理

喷漆废气首先进入喷淋塔，喷淋塔内部设有喷头。喷头将液体（通常是水或添加了化学药剂的水溶液）喷成雾状。当废气与雾状液体接触时，废气中的颗粒物（漆雾）会被液体捕获。这是因为漆雾颗粒在与雾滴碰撞过程中，会附着在雾滴上。 从物理过程来讲，这种捕集主要基于惯性碰撞、拦截和扩散等机制。例如，当废气以一定速度进入喷淋塔，漆雾颗粒由于自身的惯性，会与雾滴碰撞而被捕获；对于一些较小的颗粒，在气体分子的布朗运动影响下，也会扩散到雾滴表面而被吸收。

同时，对于一些可溶于液体的废气成分（如部分有机溶剂），也会在接触过程中溶解到液体中。经过喷淋处理后，废气中的漆雾等颗粒物和部分可溶性污染物得到有效去除，气体从喷淋塔顶部排出进入下一处理环节。

2. 活性炭吸附箱原理

从喷淋塔排出的废气进入活性炭吸附箱。活性炭是一种具有高度发达孔隙结构的材料，其孔隙大小分为微孔、中孔和大孔。这些孔隙提供了巨大的比表面积，1克活性炭的比表面积可以达到几百平方米甚至更高。 当废气通过活性炭吸附箱时，废气中的有机污染物（如苯系物、酯类、酮类等有机溶剂）分子会在范德华力的作用下被吸附到活性炭的孔隙表面。这种吸附是物理吸附过程，类似于微小的“吸附陷阱”，把有机污染物分子固定在活性炭表面。 活性炭的吸附能力与它的孔隙结构、表面化学性质等因素有关。不同类型的活性炭对不同污染物的吸附效果也有所差异。例如，对于一些低分子量、高挥发性的有机物，具有微孔发达的活性炭吸附效果较好。

二、组合使用的优势

1. 处理效果互补

喷淋塔主要针对废气中的漆雾颗粒物和部分可溶性污染物进行处理。而活性炭吸附箱则重点处理废气中的有机挥发性化合物（VOCs）。喷漆废气中既含有漆雾又含有大量的VOCs，两者结合可以对废气进行全面的净化处理。例如，在汽车喷漆车间产生的废气，通过喷淋塔去除漆雾后，再经过活性炭吸附箱去除甲苯、二甲苯等VOCs，能够有效降低废气的污染程度。

2. 提高处理效率

单独使用喷淋塔对于VOCs的去除效率有限，单独使用活性炭吸附箱如果废气中漆雾含量高，会很快堵塞活性炭的孔隙，降低活性炭的吸附效率和使用寿命。将喷淋塔和活性炭吸附箱组合使用，可以先通过喷淋塔去除漆雾，使进入活性炭吸附箱的废气较为“清洁”，有利于活性炭充分发挥吸附作用，从而提高整个废气处理系统的效率。

3. 降低运行成本

因为喷淋塔对漆雾的去除可以防止活性炭吸附箱过早堵塞，减少了活性炭频繁更换的成本。同时，这种组合系统可以根据喷漆废气的具体成分和浓度，灵活调整喷淋塔的喷淋液成分和活性炭的种类等参数，在保证处理效果的前提下，优化运行成本。

三、系统设计和运行注意事项

1. 喷淋塔设计要点

喷淋液选择：根据喷漆废气的成分，合理选择喷淋液。如果废气中含有酸性或碱性成分，可以选择相应的中和药剂添加到喷淋液中。例如，对于含有酸性溶剂的废气，可以添加氢氧化钠溶液来中和酸性成分。

喷头设计：喷头的类型、数量和布置方式会影响喷淋效果。要确保喷头能够将液体均匀地喷洒成雾状，覆盖整个喷淋塔的横截面积。例如，采用螺旋喷头可以使液体呈螺旋状喷出，增大液体与废气的接触面积。

液气比控制：液气比是指喷淋液流量与废气流量的比值。合适的液气比能够保证良好的处理效果。一般来说，液气比需要根据废气的流量、污染物浓度等因素进行调整，通常在1 - 10L/m³范围内。

2. 活性炭吸附箱设计要点

活性炭选型：根据喷漆废气中VOCs的种类和浓度选择合适的活性炭。例如，对于含有高浓度苯系物的废气，可以选择椰壳活性炭，其对苯系物有较好的吸附性能。

吸附床层厚度：足够的吸附床层厚度能够保证废气有足够的停留时间与活性炭充分接触。一般吸附床层厚度在0.5 - 1.5米之间。

流速控制：废气在活性炭吸附箱中的流速不能过快，否则会导致废气与活性炭接触时间过短，影响吸附效果。通常流速控制在0.3 - 0.8m/s范围内。

3. 运行维护注意事项

定期检查和清理：对于喷淋塔，要定期检查喷头是否堵塞，喷淋液是否需要更换。对于活性炭吸附箱，要定期检查活性炭的吸附饱和程度。当活性炭吸附接近饱和时，需要及时更换或再生活性炭。
安全措施：在处理喷漆废气过程中，要注意防火、防爆。因为喷漆废气中含有有机溶剂，大多是易燃易爆物质。在系统设计和运行中，要避免产生静电、火花等情况，并且要设置通风良好的环境。