1. 스프레이 페인트 폐가스의 생성 및 주요 성분
도장 공정은 기계, 자동차, 전기 장비, 가전 제품, 선박, 가구 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다.
페인트 원료 - 페인트는 휘발성 물질과 불휘발성 물질로 구성되며, 불휘발성 물질에는 필름 물질과 보조 필름 물질이 포함되며, 휘발성 희석제는 페인트를 희석하여 매끄럽고 아름다운 페인트 표면을 만드는 목적을 달성합니다.
페인트 분무 공정은 주로 페인트 안개와 유기성 폐가스 오염을 발생시키며, 페인트는 고압 작용으로 입자로 분해되고, 분무 시 페인트의 일부가 분무 표면에 도달하지 못하고 공기 흐름과 함께 확산되어 페인트 안개를 형성합니다. 희석제가 휘발되면서 발생하는 유기성 폐가스는 유기 용제가 페인트 표면에 부착되지 않아 페인트 및 경화 과정에서 유기성 폐가스가 방출됩니다(수백 가지의 휘발성 유기 화합물이 보고되었으며, 각각 알케인, 알케인, 올레핀, 방향족 화합물, 알코올, 알데히드, 케톤, 에스테르, 에테르 및 기타 화합물에 속함).
2. 자동차 코팅 배기가스 발생원 및 특성
자동차 도장 작업장은 작업물에 도료 전처리, 전기영동, 스프레이 도장을 실시해야 합니다. 도장 공정은 스프레이 도장, 유동화, 건조로 구성되며, 이러한 공정에서 유기성 폐가스(VOC)와 스프레이 분무가 발생하므로, 이러한 공정은 스프레이 도장실에서 폐가스 처리가 필수적입니다.
(1) 분무 도장실의 폐가스
분무 작업 환경을 유지하기 위해 노동 안전 보건법의 규정에 따라 분무실의 공기는 지속적으로 변화해야 하며 공기 교환 속도는 (0.25~1)m/s 범위 내에서 제어해야 합니다.공기 배출 가스의 주요 구성은 분무 페인트의 유기 용제이며, 주요 구성 요소는 방향족 탄화수소(세 벤젠 및 비메탄 총 탄화수소), 알코올 에테르, 에스테르 유기 용제입니다.분무실의 배기량이 매우 크기 때문에 배출되는 유기 폐가스의 총 농도는 일반적으로 약 100mg/m3로 매우 낮습니다.또한 도장실의 배기에는 종종 소량의 완전히 처리되지 않은 페인트 안개가 포함되어 있으며, 특히 건식 페인트 분무는 분무실을 포집하여 배기 내 페인트 안개가 폐가스 처리에 장애가 될 수 있으므로 폐가스 처리는 반드시 전처리해야 합니다.
(2) 건조실에서 발생하는 폐가스
페인트를 분사한 후 건조하기 전에 공기가 흐르도록 하고, 건조 과정에서 휘발성 유기 용제가 페인트 도막에 닿으면 폭발 사고가 발생할 수 있습니다. 실내 공기 중 유기 용제 응집 폭발 사고를 방지하기 위해 실내 공기는 연속적으로 순환되어야 하며, 공기 속도는 일반적으로 0.2m/s 정도로 조절해야 합니다. 배기 가스 조성과 페인트실 배기 가스 조성을 동일하게 유지하되 페인트 미스트는 포함하지 않아야 합니다. 유기성 폐가스의 총 농도는 분사실의 유기성 폐가스의 약 2배이며, 배기량에 따라 일반적으로 분사실 배기 가스 농도는 300mg/m³에 달할 수 있습니다. 일반적으로 중앙 처리 후 분사실 배기 가스와 혼합됩니다. 또한, 페인트실, 표면 페인트 하수 순환 풀에서도 유사한 유기성 폐가스를 배출해야 합니다.
(3)D배기가스
건조 폐가스의 구성은 유기 용매, 가소제 또는 수지 단량체의 일부, 그리고 기타 휘발성 성분 외에도 열분해 산물과 반응 생성물을 포함하여 더욱 복잡합니다. 전기영동 프라이머 및 용제형 상도 건조는 배기가스를 배출하지만, 그 구성과 농도 차이가 큽니다.
※스프레이 페인트 배기가스의 위험성:
분석 결과, 분무실, 건조실, 도료 혼합실, 상면 도료 하수처리실에서 배출되는 폐가스는 저농도, 대유량이며, 주요 오염물질은 방향족 탄화수소, 알코올 에테르, 에스테르계 유기용제인 것으로 나타났습니다. "대기오염 종합 배출 기준"에 따르면, 이러한 폐가스의 농도는 일반적으로 배출 허용 기준 내에 있습니다. 기준의 배출률 요건을 충족하기 위해 대부분의 자동차 공장에서는 고고도 배출 방식을 채택하고 있습니다. 이 방식은 현행 배출 기준을 충족할 수 있지만, 폐가스는 본질적으로 미처리된 희석 배출이며, 대형 차체 도장 라인에서 배출되는 가스 오염물질의 총량은 수백 톤에 달할 수 있어 대기에 매우 심각한 피해를 입힙니다.
유기용매인 벤젠, 톨루엔, 크실렌은 강한 독성을 지닌 용제이며, 작업장 내 공기 중으로 배출되며, 작업자가 호흡기를 흡입하면 급성 및 만성 중독을 일으킬 수 있으며, 주로 중추신경계와 조혈계를 손상시킨다. 단기간 고농도(1500mg/m3 이상)의 벤젠 증기를 흡입하면 재생불량성빈혈을 일으킬 수 있으며, 저농도의 벤젠 증기를 자주 흡입하면 구토, 혼란 등의 신경증상을 일으킬 수 있다.
※분무 페인트 및 코팅용 폐가스 처리 방법 선택:
유기적 처리 방법을 선택할 때 일반적으로 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다. 유기 오염 물질의 종류와 농도, 유기 배기 온도와 배출 유량, 미세먼지 함량, 달성해야 할 오염 물질 관리 수준입니다.
1에스실온에서 페인트 처리
도장실, 건조실, 도료 혼합실, 상도 폐수처리실에서 배출되는 배기가스는 저농도, 대유량의 상온 배기가스이며, 주요 오염물질은 방향족 탄화수소, 알코올, 에테르 및 에스테르계 유기용제입니다. GB16297 "대기오염 종합 배출 기준"에 따르면 이러한 폐가스의 농도는 일반적으로 배출 한도 내에 있습니다. 기준의 배출률 요건을 충족하기 위해 대부분의 자동차 공장은 고고도 배출 방식을 채택하고 있습니다. 이 방식은 현행 배출 기준을 충족할 수 있지만, 폐가스는 본질적으로 처리되지 않은 희석 배출이며, 대형 차체 도장 라인에서 배출되는 가스 오염물질의 총량은 수백 톤에 달할 수 있어 대기에 매우 심각한 피해를 입힙니다.
배기가스 오염물질 배출을 근본적으로 줄이기 위해 여러 배기가스 처리 방법을 병용하여 처리할 수 있지만, 공기량이 많은 배기가스 처리는 비용이 매우 높습니다. 현재, 더 성숙한 외국 방법은 먼저 농축(흡착-탈착 휠을 사용하여 총량의 약 15배 농축)하여 총 처리량을 줄인 다음, 파괴적인 방법을 사용하여 농축된 폐가스를 처리하는 것입니다. 중국에도 유사한 방법이 있는데, 처음에는 흡착법(흡착제로 활성탄 또는 제올라이트)을 사용하여 저농도, 상온 분무 페인트 폐가스를 흡착하고, 고온 가스 탈착 후에는 촉매 연소 또는 재생 열 연소 방법을 사용하여 농축된 폐가스를 처리합니다. 저농도, 상온 분무 페인트 폐가스의 생물학적 처리 방법이 개발되고 있으며, 현재 국내 기술은 성숙되지 않았지만 주목할 가치가 있습니다. 코팅 폐가스의 공공 오염을 실제로 줄이기 위해서는 정전기 회전컵 등의 수단을 사용하여 코팅의 이용률을 높이고, 수성 코팅과 기타 환경 보호 코팅을 개발하는 등 근원에서 문제를 해결해야 합니다.
2디폐가스 처리
건조 폐가스는 중·고농도의 고온 폐가스에 속하며, 연소법 처리에 적합합니다. 연소 반응은 시간, 온도, 교란, 즉 3T 연소 조건이라는 세 가지 중요한 매개변수를 갖습니다. 폐가스 처리 효율은 본질적으로 연소 반응의 충분한 정도이며, 연소 반응의 3T 조건 제어에 달려 있습니다. RTO는 연소 온도(820~900℃)와 체류 시간(1.0~1.2초)을 제어하여 필요한 교란(공기와 유기물의 완전한 혼합)을 보장하고, 처리 효율을 최대 99%까지 높이며, 폐열 발생률이 높고 운전 에너지 소비량이 낮습니다. 일본과 중국의 대부분의 자동차 공장은 일반적으로 RTO를 사용하여 건조(프라이머, 중도막, 상도막 건조) 배기가스를 중앙 처리합니다. 예를 들어, 동풍 닛산 승용차 화두 코팅 라인은 RTO를 사용하여 도료 건조 배기가스를 중앙 처리하여 효과가 매우 뛰어나 배출 규제 요건을 충족합니다. 그러나 RTO 폐가스 처리 장비는 일회 투자 비용이 높기 때문에 폐가스 유량이 적은 폐가스 처리에는 경제적이지 않습니다.
완성된 코팅 생산 라인에 추가 폐가스 처리 장비가 필요한 경우, 촉매 연소 시스템과 축열식 열 연소 시스템을 사용할 수 있습니다. 촉매 연소 시스템은 투자 비용이 적고 연소 에너지 소비량이 낮습니다.
일반적으로 백금을 촉매로 사용하면 대부분의 유기성 폐가스의 산화 온도를 약 315℃까지 낮출 수 있습니다. 촉매 연소 시스템은 일반적인 건조 폐가스 처리에 사용될 수 있으며, 특히 전기 가열 방식을 사용하는 건조 전원 공급 장치에 적합합니다. 촉매 피독 문제를 어떻게 방지할 것인가가 과제입니다. 일부 사용자의 경험에 따르면, 일반 표면 도료 건조 폐가스의 경우, 폐가스 여과 강화 등의 조치를 통해 촉매 수명을 3~5년으로 연장할 수 있습니다. 전기영동 도료 건조 폐가스는 촉매 피독을 유발하기 쉽기 때문에 촉매 연소를 사용하여 전기영동 도료 건조 폐가스를 처리할 때는 주의해야 합니다. 동풍 상용차 차체 코팅 라인의 폐가스 처리 및 개조 과정에서 전기영동 프라이머 건조 폐가스는 RTO 방식으로, 상도 도료 건조 폐가스는 촉매 연소 방식으로 처리하여 효과가 좋습니다.
※스프레이 페인트 코팅 폐가스 처리 공정:
분무 산업 폐가스 처리 시스템은 주로 분무 도장실 폐가스 처리, 가구 공장 폐가스 처리, 기계 제조 산업 폐가스 처리, 가드레일 공장 폐가스 처리, 자동차 제조 및 자동차 4S 공장 분무 도장실 폐가스 처리에 사용됩니다. 현재 응축법, 흡수법, 연소법, 촉매법, 흡착법, 생물학적 방법, 이온법 등 다양한 처리 공정이 존재합니다.
1. W액상 분무법 + 활성탄 흡착 및 탈착 + 촉매 연소
분무탑을 이용하여 페인트 미스트와 물에 녹는 물질을 제거한 후, 건조 여과를 거쳐 활성탄 흡착장치에 넣어 활성탄을 완전히 흡착시킨 후 스트리핑(증기 스트리핑, 전기가열, 질소 스트리핑 등의 스트리핑 방법)하고, 스트리핑 가스(농도가 수십 배 증가)를 스트리핑 팬을 통해 촉매연소장치에 넣어 연소시키고, 연소시켜 이산화탄소와 물로 분리한 후 배출한다.
2. W액상 분무 + 활성탄 흡착 및 탈착 + 응축수 회수 방법
분무탑을 이용하여 페인트 미스트와 수용성 물질을 제거하고, 건조 여과 후 활성탄 흡착 장치(활성탄 흡착 장치 등)에서 완전히 흡착시킨 후, 증기 스트리핑, 전기 가열, 질소 스트리핑 등의 스트리핑 방법을 통해 폐가스를 흡착 농축 및 응축하여 분리 회수합니다. 이 방법은 고농도, 저온, 저공해 폐가스 처리에 사용됩니다. 하지만 이 방법은 투자비, 에너지 소비, 운영비가 높고, 분무 페인트 배출가스 "트리벤젠" 등의 배출가스 농도가 일반적으로 300mg/m³ 미만이며, 농도가 낮고, 공기량이 많습니다(자동차 제조 페인트 작업장의 공기량은 종종 10만 이상). 또한 자동차 코팅 배기가스 유기 용제 조성이 높아 용제 재활용이 어렵고 2차 오염을 유발하기 쉽기 때문에 폐가스 처리 공정에서는 일반적으로 이 방법을 사용하지 않습니다.
3. W아스트가스 흡착법
스프레이 페인트 폐가스 처리 흡착은 화학적 흡착과 물리적 흡착으로 나눌 수 있지만, "세 벤젠" 폐가스 화학적 활성이 낮아 일반적으로 화학적 흡착을 사용하지 않습니다. 물리적 흡착 유체는 휘발성 물질을 덜 흡수하고, 가열, 냉각 및 포화 흡착 분석에 재사용하기 위해 친화성이 높은 성분을 흡수합니다. 이 방법은 공기 치환, 저온, 저농도에 사용됩니다. 설치가 복잡하고 투자 비용이 많으며, 흡착 유체 선택이 어렵고, 두 가지 오염 물질이 있습니다.
4. 아활성탄 흡착 + UV 광촉매 산화 장비
(1) 활성탄에 유기가스를 직접 흡착시켜 95%의 정화율을 달성하고, 설비가 간단하고, 투자가 적으며, 조작이 편리하나 활성탄을 자주 교체해야 하며, 오염물질 농도가 낮고 회수가 불가능하다.(2) 흡착방법: 활성탄에 유기가스를 흡착시키고, 활성탄에 포화공기를 탈착하여 재생시킨다.
5.에이활성탄 흡착 + 저온 플라즈마 장비
활성탄 흡착 후 저온 플라즈마 장비로 폐가스를 처리하여 가스 배출 기준을 충족합니다. 이온 방식은 플라즈마(ION 플라즈마)를 이용하여 유기성 폐가스를 분해하고 악취를 제거하며, 박테리아와 바이러스를 살균하고 공기를 정화하는 첨단 국제 기술로, 국내외 전문가들은 21세기 4대 환경 과학 기술 중 하나로 손꼽힙니다. 이 기술의 핵심은 고전압 펄스 매체 차단 방전을 통해 다량의 활성 이온 산소(플라즈마) 형태로 가스를 활성화하여 OH, HO2, O 등 각종 활성 라디칼을 생성하고, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 암모니아, 알케인 등의 유기성 폐가스를 분해, 산화 및 기타 복잡한 물리·화학 반응을 통해 부산물을 무독성으로 처리하여 2차 오염을 방지하는 것입니다. 이 기술은 에너지 소비가 매우 낮고 설치 공간이 작으며 작동 및 유지 보수가 간편하다는 특징을 가지고 있어 다양한 성분의 가스 처리에 특히 적합합니다.
B리프 요약:
현재 시중에는 다양한 종류의 처리 방법이 있으며, 국가 및 지방 처리 기준을 충족하기 위해 일반적으로 여러 가지 처리 방법을 결합하여 폐가스를 처리하고, 자체의 실제 처리 공정에 맞춰 처리 방법을 선택합니다.
게시 시간: 2022년 12월 28일
