При получении покрытий из термореактивных отверждаемых композиций на выделение остаточных растворителей оказывает влияние скорость реакции отверждения и плотность сшивки. Основная масса растворителя выделяется из еще не отвержденной пленки, и если этот этап пленкообразования будет сокращен за счет быстрого отверждения, то в пленке останется большое количество растворителя, который будет выделяться при эксплуатации.
Выбор и обоснование метода и схемы очистки
Рассмотрим существующие технологии очистки газовых выбросов от окрасочных камер. Чаще всего для очистки выбросов от паров растворителей используют окислительные и адсорбционные методы.
Суть окислительного метода очистки заключается в обезвреживании паров растворителей путем их сжигания (окисления) и превращения при этом в пары воды и углекислый газ.
Этот метод подразделяется на низкотемпературный каталитический, высокотемпературный термический и термокаталитический комбинированный. К разновидностям низкотемпературного каталитического метода относятся газоразрядно- и плазмокаталитический методы очистки.
Термические регенеративные окислители, работающие при температуре 760 °С – 816 °С, имеют трубчатый теплообменник в корпусе из нержавеющей стали для предварительного нагрева воздуха. Окисление происходит при прохождении вытяжного воздуха через теплообменник, при смешении и поддержании его при повышенной температуре в камере сгорания в течение 0,5-2 с. Современные термические окислители (оксидайзеры) имеют КПД до 80 %, и степень очистки составляет около 95 % – 99 %.
При применении оксидайзеров для дожигания отходящих от сушильных камер газов выбросы растворителей в атмосферу снижаются на 85 %.
Метод термической очистки наименее затратный. Установка горелок в газоходы обеспечивает сжигание органических примесей в удаляемом воздухе, а также нагрев воздуха для дальнейшего использования в сушильных камерах [4].
Каталитические окислители обеспечивают химическую деструкцию растворителей при более низкой температуре по сравнению с термическим окислением, обычно при 260 °С – 343 °С. Благодаря более низкой рабочей температуре каталитическая деструкция требует меньших энергозатрат. Для уменьшения производственных расходов каталитические окислители имеют высокоэффективный противоточный пластинчатый теплообменник для предварительного нагрева очищаемого воздуха. Окисление происходит при прохождении загрязненного воздуха через слой катализатора из чистых металлов группы платины. Современные рекуперационные каталитические окислители имеют КПД до 80 % и обеспечивают степень очистки 95 % – 99 %.
При фотокаталитическом методе окисления органических соединений используются катализаторы на основе диоксида титана с применением УФ-облучения.
Сущность метода состоит в окислении веществ на поверхности катализатора под действием мягкого УФ-излучения диапазона А (с длиной волны более 300 нм). Реакция протекает при комнатной температуре, при этом токсичные примеси не накапливаются на фильтре, а разрушаются до безвредных компонентов воздуха (диоксида углерода, воды и азота). Вредные органические, неорганические загрязнители, бактерии и вирусы адсорбируются на поверхности фотокатализатора, нанесенного на пористый носитель (фотокаталитический фильтр). Под действием света от УФ-лампы органические компоненты окисляются до углекислого газа и воды [4].
Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в среде очищаемых газов. Биохимическая система пригодна для очистки газов постоянного состава. К недостаткам биохимического метода очистки относятся: низкая скорость биохимических реакции, высокая избирательность штампов микроорганизмов, трудоемкость переработки смесей переменного состава, необходимость утилизации продуктов очистки. Влажность входной газовой смеси может быть до 100%. Температура газовой смеси должна быть не более 50 °С. Концентрация пыли без предварительной фильтрации допускается до 100 мг/м3. Применяют для очистки загрязнений растворителями до 100 мг/м3. Эффективность очистки составляет 80-98%. Биологическая очистка эффективна для очистки от растворителей, хорошо растворяющихся в воде (простые и сложные эфиры, кетоны, спирты).
Адсорбция — это процесс избирательного поглощения одного или нескольких компонентов из газовой или жидкой среды твердыми телами. В промышленной практике в качестве адсорбентов применяют активные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты.
Наиболее распространенным адсорбентом для рекуперации летучих растворителей являются активные угли. Их применяют для улавливания паров растворителя, присутствующих в выбросах в небольшой концентрации.
Активные угли — пористые углеродные адсорбенты, содержащие все разновидности пор. Для очистки вентиляционных выбросов используются так называемые газовые и рекуперационные активные угли. Используются газовые угли типа АГ, БАУ, СКТ и рекуперационные типа АР, APT и др.
