汽車涂裝車間噴涂廢氣處理的建議

馮妍

摘 要：為滿足環保標準，涂裝車間噴漆廢氣的處理可考慮以下方法，如：廢氣焚燒裝置選擇RTO或TNV設備等。通過上述有效措施，可使廢氣中的VOCs含量達到國家排放標準，降低設備投入及運行能耗，達到廢氣處理的目的。

關鍵詞：RTO TNV 循環風 新風

中圖分類號：U472.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（b）-0108-02

近年來，為保護生態環境和可持續發展，環保法規不斷完善。北京、天津在汽車制造業大氣污染排放標準方面做出了具體的規定，其中，2014年8月1日開始對于天津市的排放量做出了明確的規定：非甲烷總烴排放濃度限值每立方米要控制在30mg范圍，單位涂裝面積VOCs排放量每平方米要控制在35g以內，各地區涂裝車間與現已投產的涂裝車間所需噴涂的廢氣要及時地做出處理。一般情況下，對于噴漆廢氣VOCs通常會通過RTO或TNV的方法進行針對性處理。

1 噴漆廢氣處理方法介紹

油漆噴涂過程中產生的廢氣主要為無機揮發性有機化合物，包含苯、甲苯以及二甲苯等，對于水性漆噴涂產生的廢氣，主要采用RTO或者TNV的方式進行處理。RTO為蓄熱式焚燒設備，TNV為直然式焚燒設備。TNV由三部分構成：廢氣焚燒系統、循環風供熱系統以及新風換熱系統，其工作原理為有機廢氣換熱器在進行相關預熱處理的前提下，順利地達到燃燒室當中，通過燃燒設備的加熱高溫處理會把有機廢氣轉變成二氧化碳、水，溫度較高的煙氣經換熱后通過煙道排放出去，同時，換出的熱會用于給烘干室的循環風提供熱能，為整個烘干室供應充分的熱能。其中，系統末端的位置進行新風換熱裝置的合理性設置，把整個系統中的熱量進行回收，最后再把烘干室中的煙氣進行加熱處理，隨后送達烘干室當中。

原理如圖1所示。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，簡稱RTO），蓄熱式氧化爐，廢氣處理系統由廢氣過濾系統、沸石濃縮轉輪、氧化燃燒系統三部分組成，適用于處理低濃度、大風量，或者含有腐蝕性的有機廢氣，其工作原理是：噴漆廢氣在經過前期過濾，去除廢氣中的顆粒物后，經沸石轉輪開始不斷地濃縮，將廢氣中的有機物質吸附在轉輪上，吸附后的氣體基本可達到排放標準，從而減少焚燒氣體的量，其中，廢氣VOCs的濃度也發生了明顯的變化，不斷升高，與吸附處理后的氣體體積成反比，可達之前的10～20倍，對于此高濃度廢氣將其送至到氧化焚燒裝置當中。在750℃以上燃燒，最后形成非常干凈的氣體排放出去。為能夠確保最終轉輪的處理成效，廢氣的進口溫度通常控制在35℃以內，濕度<75%。其工作原理如圖2所示。

其中，經過沸石轉輪系統后的廢氣VOCs處理效率能達到90%以上（日本西部技研處理率達93%以上，美國蒙特處理率達90%以上），濃縮后的高濃度VOCs廢氣經過熱氧化焚燒系統處理后，VOC處理效率達到95%以上。

TNV與RTO相比，TNV的處理率可達99%以上，處理效果較RTO干凈。其中TNV適用于有機廢氣的處理濃度較高，通常情況下處理量控制在5000～20000m3/h，對于施工工藝其熱量是要進行再次回收二次利用的，并且一定要確保處理廢氣的整體穩定性，從而達到較高的工作效率。其中，RTO比較適合在那些有機廢氣濃度低的情況下進行應用，此狀況下需進行針對性處理的廢氣量是比較大的，這些廢氣帶有一定的腐蝕特征，對此要加以特別的注意。對于新建廠房，一般采用TNV熱力回收焚燒裝置。

2 噴漆室節能方法

在廢氣處理系統中，噴漆室采用循環風方式可減少噴漆室風量，進而降低廢氣處理系統的運行能耗。另外，閃干烘房的熱回收利用、廢氣焚燒裝置采用RTO設備或TNV設備，對廢氣進行熱回收利用等都可減少廢氣處理的能耗，起到節能作用。

2.1 噴漆室采用循環風方式

我國傳統涂裝車間多采用濕式噴房（文丘里或水旋）+全新送風方式，即噴漆室采用的風源為潔凈的新鮮空氣，空調供風為一次性的，排氣不再循環利用，對于3C1B以及B1B2工藝，噴漆室體較長，需處理的風量較大，故運行能耗較大。

在新建廠房時，噴漆室可采用循環風供風，在有人工手補及噴涂工位的廠房，可采用部分循環風供風，即將人工噴涂段及手補段送風輸送到機器人噴涂段，以及色漆（清漆）流平段，減少新風輸送量；若為全自動機器人靜電噴涂，則可采用全部循環風供風方式，即機器人噴涂段的送風除可采用流平、補漆段、氣封段返回的循環風外，還包括噴漆段的排風。其中排風再循環處理包含干式再循環處理以及濕式再循環處理兩種方式，從漆前準備段、風幕、晾干間等排出的空氣含濕量不高，僅過濾即可循環使用，或經干式漆霧捕集裝置處理過的噴漆室排風，因其潔凈度（0.3mg/m3）已達標，可直接循環利用，稱為干式再循環；而經濕式（水洗式）漆霧捕集裝置處理過的噴漆室含水量增大，需除濕調溫后才可循環利用，稱為濕式再循環；無論是干式再循環以及濕式再循環，都僅能除掉排風中的漆霧及顆粒物，VOC幾乎除不掉，故必須嚴格控制噴漆作業工位中的VOC含量，即在人工噴涂工位，VOC含量應控制在國家安全衛生許可標準范圍內，在自動噴涂區域（無人區）應控制在消防濃度以下（即可燃氣體爆炸下限濃度的25%以下）。

2.2 閃干烘房的廢氣利用

針對水性漆噴涂的車間，其色漆通常為水性漆，噴涂后需進入水汽烘干爐進行烘烤，一般溫度會控制在80℃左右，采用天然氣作為動能對空氣進行加熱處理，其產生的廢氣一般直接排放到空氣中。隨著我國在環境保護方面法律規章制度的日益完善化，對于廢氣排放中VOC含量做出了明確的規定，故水汽烘干爐中產生的廢氣也需進行焚燒處理。如果將廢氣直接送到廢氣焚燒系統燃燒，廢氣包含的VOC濃度較低，需處理的風量較大，天然氣消耗量較大；如果將這些氣體與噴漆室內的廢氣相結合，混合之后的廢氣溫度較高，極易造成濃縮轉輪效能的喪失。為防止減少轉輪的正常使用年限，通常會把閃干烘房排出的廢氣熱量用在新風的加熱處理上。

一般情況下，閃干烘房中廢氣排放的溫度為80℃左右，其與閃干新風通過板式換熱器進行換熱，促使新風的實際溫度升高25℃左右，從而實現熱能的回收與有效利用。在此過程當中，經過換熱處理的廢氣排放時溫度大概在50℃左右，與噴漆室廢氣互相混合，只會促使廢氣的溫度得到小范圍的溫度升高，不會影響轉輪的處理效率。這種方式不但能夠使得閃干廢氣的溫度得到明顯降低，同時有效降低了水蒸汽的含量，防止了廢氣在高濕度的狀況下對轉輪的正常使用年限造成的不利影響。

2.3 焚燒后的廢氣熱量利用

較為常見的廢氣焚燒裝置有RTO和TAR兩種，都是通過高溫把廢氣當中的VOC燃燒進行分解，從而形成二氧化碳和水，最后形成干凈的氣體然后排放出去。但是由于RTO與TAR設備在結構上存在一定的差異性，二者在出口位置上排放的溫度是有所不同的，其中，前者的溫度能夠達到110℃～130℃左右，TAR溫度高達560℃左右。需要指出的是，TNV設備當中TAR是非常關鍵的構成部分，是由燃燒室、換熱器、燃燒機及主煙道調節閥共同構成的，排放出去的煙氣能夠進行焚燒室的廢氣預熱升溫，同時對烘干室進入的新風實施加熱處理。在正式開始使用廢氣處理裝置的基礎上，RTO排放的110℃～130℃高溫氣體，其中大部分車間是通過非常直接的方式來進行氣體排放的，如果把這種氣體利用換熱器來進行加熱處理，在較長的時間內換熱器便會有有機化合物的形成，這會給換熱器的整體運行效率造成一定的影響。對此，通常會把這種氣體通過管道送達到漆渣處理區域，通過余熱對漆渣進行烘干，盡可能地將漆渣的含水率降到最低的程度，這樣才能夠把漆渣處理成本掌控在最低的狀態。

3 結語

伴隨著國家環保排放標準的日益嚴格化，我國在涂裝車間噴漆廢氣處理方面做出了系統性的要求。本篇論文介紹了廢氣處理中噴漆室循環風技術、面漆閃干廢氣的余熱回用等幾種較為常見的處理方法。

這些方法的應用可有效降低廢氣處理的設備投資以及運行成本，起到節能效果，對新老車間廢氣處理改造起到了一定的指導意義。

參考文獻

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