涂裝噴漆室 VOC 廢氣治理措施解析

蘇明

(三菱重工叉車(大連)有限公司，遼寧 大連 116630)

1 涂裝噴漆室 VOC 廢氣治理技術

在涂裝噴漆室中進行VOC 廢氣治理技術處理，主要可以通過濃縮+焚燒技術、沸石濃縮轉輪、光催化氧化處理有機廢氣處理、廢氣焚燒處理系統、廢氣處理系統等及手段進行處理，不同工藝手段有著不同的優勢，在實踐中，要根據實際狀況合理選擇。

1.1 活性炭吸附+催化燃燒法原理

在進行漆霧過濾器處理中主要就是通過含有有機物質的廢氣風機進行操作，利用活性炭的吸附層實現合理的控制，可以在活性炭的作用力影響之下將有機物截流，排出的氣體則不很有污染物。而活性炭在應用一段時間后就會飽和，不會在吸附，在活性炭中的有機物則就會濃縮。利用催化凈化裝置對其進行加熱處理，通內部循環的方式進行干預效果顯著。在熱氣的源頭溫度為有機物沸點時，則有機物則就會在活性炭中進行脫附處理，在催化室中則就會將其催化分解，則就會將其分解形成CO2、H2O,在整個反應過程中釋放能量，這些能量通過吸附床對其進行處理，關閉加熱裝置。催化燃燒器中的有機廢氣就會燃燒，產生尾氣進行循環處理，在將活性炭中有機物進行內部分離，通過催化室達到分解。再生活性炭，對有機物進行催化分解，處理效率為90%左右。

1.2 沸石濃縮轉輪+焚燒法原理

沸石濃縮轉輪與高溫焚燒方式是一種利用通沸石轉輪的技術數段將大風量、低濃度的廢氣進行處理，變為高濃度低風量的氣體。通過小的焚燒爐進行高濃度有機廢氣的焚燒性處理。而低溫狀況之下，則有機廢氣通過沸石轉盤進行吸附處理，一些氣流會進入冷卻區中，進入到換熱器中，溫度在180 ～200℃時利用高溫氣體反向脫附有機物，其濃度高于原有模式25 倍左右。

溫度在700 ～800℃左右，在對其濃縮處理后裂解有機廢氣，產生CO2以及H2O，通過無害化的方式進行排放處理。廢氣利用提升閥進處理，通過燃燒室燃燒，此種模式的有機物處理的效率高達99%。

1.3 沸石濃縮轉輪

（1）吸附機理。沸石也就是分子篩，是一種硅鋁酸鹽多微孔的晶體，因為其吸附分子的大小以及形狀具有一定的差異，其局域篩分不同流體分子的作用。分子篩對于物質產生的吸附主要就是一種物理吸附，在晶體孔穴中具有較強的極性以及庫倫場特征，可以對極性分析以及不飽和分子產生較為強烈的吸附能力。其中分子篩則具有相對較為均勻的微孔結構，其孔穴直徑的大小相對較為均勻，這些孔穴可以將一些直徑相對較小的分子在孔腔內部中吸附，具有較為顯著的極性分子以及不飽和分子的有限吸附作用，可以將不同極性程度、飽和程度以及分子大小不同的分析進行分離處理，具有較為顯著的篩分作用，其具有熱穩定性強的優勢，有著較高的吸附能力，在實踐中應用較為廣泛。

（2）工作原理。沸石轉輪的主要作用就是將VOC 氣體的大風量通過處理濃縮在小風量中，在小風量中，通過焚燒爐可以將氣體進行高效處理。吸附主要就是在吸附介質以及活性物質之上對其進行富集化處理，通過高溫解吸的方式將VOC 排出。VOC 濃縮器轉輪是一種通過蜂窩狀的陶瓷纖維片材料構成，通過分子篩作為主要的吸附介質。整個濃縮系統呈現連續的運轉過程中，可以分為處理區、解吸區域以及冷卻區三個區域范圍，不同區域之間呈現相互隔離的狀態。含有VOC 的氣體通過連續的高溫以及低流量的解吸氣體就會在反方向被吸收，在轉盤中被脫離處理，在熱氧化系統中對其進行凈化處理。在轉輪中熱解析區域會被轉到冷卻區域，對其進行冷卻處理。廢氣通過此區域進行冷卻會去除吸熱換熱器中的熱能。在換熱器中冷卻氣會被TAR/RTO 等高溫裂解設備進行處理，將其熱換為高溫解吸氣體。相對于氣體類型的吸附介質來說，沸石具有可燃性低的特征，因為解吸的溫度較高，應用壽命相對較長，具有良好的耐化學性特征。

（3）沸石濃縮轉輪系統。沸石濃縮系統在運行中利用過濕度控制系統、過濾系統以及濃縮器系統構。溫濕度調節系統通過調節處理后進入到濃縮器廢氣的溫濕度系統中，沸石溫度為40℃，相對濕度為75%之下的環境中，具有較為顯著的吸附效果顯著。廢氣通過過濾系統進行處理，會造成濃縮設備堵塞等問題，在一般狀況下，會通過四級過濾作為系統設置，在對溫濕度調節處理后，最后過濾則應用F9 級，可以保障沸石轉輪的最佳應用壽命。

沸石濃縮轉輪系統，可以將大風量變為小風量，對其進行清潔凈化處理，根據噴漆室的工藝以及涂料特征分析，將濃縮器的濃縮比例設計為25:1，效率高達90%。基于VOC 的可燃性特征，在保障其安全性的基礎之下，實現最大濃縮比的控制，可以節約天然氣的耗量。

1.4 光催化氧化處理有機廢氣處理

光催化氧化處理就是利用光催化劑銳鈦型二氧化鈦（TiO2）為主要原理進行有機廢氣的處理。二氧化鈦（TiO2）是一種新型的光催化半導體材料，是世界上最先進的空氣凈化技術手段。光催化劑是光催化過程的關鍵內容，光催化劑的活性直接影響光催化效果，TiO2光催化活性是最高的，在運行中并不會出現光腐蝕等問題，沒有毒害物質，是應用較為廣泛的光催化劑。

在室溫下，通過253.7nm 的UV 紫外線光燈波長之下，進行光量子照射，二氧化鈦的顆粒上在催化劑價帶電子激發的影響之下就會形成自由電子，二氧化鈦則形成帶正的電子-空穴對。在空穴氧化、自由電子還原能力的影響下就會產生具有較強氧化能力的自由基，這些自由基可以改變廢氣中有機物分子結構，可以達到凈化有機廢氣的目的，其也具有良好的除臭功能。

1.5 廢氣焚燒處理系統

廢氣焚燒處理系統可以綜合環保與供應為基礎，合理設計TAR 以及RTO 系統，通過余熱回收裝置進行處理，可以提升系統排煙溫度控制，節能水平與RTO 類似，具有良好的經濟性、環保性。

1.6 廢氣處理系統

TAR 設備主要就是對KPR 濃縮器VOC 氣體的脫附氧化處理，在氣體進入燃燒腔之前，廢氣主要利用換熱器進行預熱處理。而在燃燒腔中，通過燃燒器為其提供熱量，進而保障其滿足需求。氧化主要是通過天然氣燃燒器加熱，達到760℃，維持1s，轉化有機物質為無害氣體，并且進行排放，在通過燃燒腔處理后，凈化氣體利用換熱器管道就會將剩余部分熱量傳遞給廢氣，凈化氣體主要利用換熱器加熱處理，利用濃縮器解吸控制。

2 噴漆室VOC 廢氣治理方案

汽車噴涂室常見的漆霧處理方式主要就是傳統的濕式文丘里噴涂以及干式、半干噴漆方式。因為干式以及半干噴漆室具有較為顯著的節能效果，在各個廠家中應用較為廣泛，在不同的噴漆室中，排放風量、廢氣濃度以及顆粒物等均有一定的區域與差異。這些參數會直接影響廢氣處理方案與手段。

2.1 干式噴涂室廢氣處理方案

通過無中涂工藝手段，利用水性色漆以及雙組分溶劑清漆工藝進行處理，實現空氣循環利用，噴涂室排風濃度要通過處理后進行排放，在設計中要合理的應用轉輪吸附濃度以及焚燒工藝。干式噴涂室廢氣顆粒排放小于0.1mg/m3,因此，要通過2 道過濾進行處理則就可以有效地去除在廢氣中存在的顆粒物，可以保障顆粒物不會進入轉輪出現堵塞等問題。

2.2 濕式噴漆室廢氣處理

在濕式噴涂室中廢氣顆粒物為3mg/m3,因此，要通過G4、F5、F7、F9 去除在廢氣中存在的顆粒物，避免進入轉輪而造成堵塞等問題。通過沸石轉輪系統進行處理，將部分高濃度的廢氣轉入轉輪入口，提升廢氣濃度，減少焚燒處理設備以及裝機容量，利用高溫焚燒處理將其轉化為潔凈氣體凈排放，在進行脫附處理中通過冷卻進行吸附區中進行有機溶劑的吸附處理。

3 結語

為了實現低碳發展，保護生態環境，在工業生產中要加強對各個環節的監督控制，減少污染物的產生量，對污染物排放末端進行凈化處理，要減少污染物的排放控制，通過科學的方式加強對VOC 排放量的控制與管理，進而在根本上提升整體的社會價值與效益。