淺談噴涂廢氣處理系統的設計與技術質量要求

孫自松，張輝，申標

淺談噴涂廢氣處理系統的設計與技術質量要求

孫自松，張輝，申標

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241006）

文章介紹了涂裝車間噴漆廢氣處理系統的設計思路，對過濾系統、沸石轉輪系統、TNV系統等技術、質量進行了一系列的要求，確保整個系統的設計簡單、方便實用，特別對系統的穩定性及安全性高的特點進行闡述。

廢氣系統；風箱；風機；沸石轉輪；TNV

1 前言

涂裝車間屬于汽車企業四大專業中產生三廢最多的單位，隨著國家環保的要求，水性漆噴涂工藝逐步取代溶劑型噴涂工藝。但目前傳統的汽車行業多數還處于溶劑型噴涂工藝，噴涂產生的廢氣如未經處理，會對空氣及周圍環境造成嚴重的破壞；因此涂裝車間廢氣治理迫在眉睫，下面就某汽車涂裝生產線廢氣處理系統的設計、技術、質量要求進行簡要探討。

2 廢氣處理系統總體設計思路

（1）滿足工藝要求和空間。

（2）整套系統穩定運行，投資及運行成本最小化。

（3）排放廢氣滿足國家標準及相關地方標準。

（4）充分利用空間，便于操作，檢修及管理。

（5）整套系統安全、可靠、處理效率高、節約能源、同時不會產生二次污染及其他吸附裝置自燃現象，做到真正的節能安全、環保。

3 廢氣處理系統的技術要求

（1）噴漆產生的VOCs，采用沸石轉輪系統+TNV系統進行處理，沸石轉輪濃縮比1:10，由于濃縮后的氣體VOC濃度較高，為了增加廢氣的處理效率，采用TNV。

（2）濃縮后VOC濃度較高，利用VOC產生的熱量來對轉輪脫附，從而節約燃料消耗，從TNV爐膛取高溫氣體送至高溫換熱器給轉輪冷卻氣體加熱至工藝溫度，降低能源消耗。

（3）噴漆廢氣濕度較大，為了提高轉輪的處理效率，需要降低廢氣的濕度，通過TNV凈化后的排放氣體與主廢氣混合，提高主廢氣溫度達到升溫降濕功能，控制進轉輪之前廢氣溫度低于40℃，濕度低于70%。

（4）設備運行平穩，運行噪音不超過85dB，與設備安裝平臺、主廠房及其他設備設施之間，不得產生共振現象。

（5）整套系統關鍵設備使用壽命不低于20年。

（6）噴漆產生的廢氣進入排風管路，由風機抽入廢氣集風箱，集風箱內設置過濾機構，過濾機構分為三級過濾（圖1）；每級過濾均安裝壓差檢測，每一個壓差檢測有一個報警設定值，壓差報警時，提醒操作人員及時更換過濾器，過濾機構的設計充分考慮濾材更換的便捷性。過濾箱前段設置機械式漆霧過濾器，該裝置不低于304材質；噴漆產生的有機廢氣經過集風箱過濾之后，由廢氣風機抽往沸石轉輪系統。

圖1 廢氣風箱設計圖

（7）抽出的廢氣經過沸石轉輪的吸附區處理，VOCs被吸附在沸石轉輪上，有機廢氣經過處理后的潔凈氣體經廢氣煙囪進行排放（圖2）。

圖2 有機廢氣處理系統圖

4 廢氣處理系統的質量設計要求

4.1 主廢氣過濾箱

（1）過濾箱體采用內置鋼框架、整體底座、壁板式連接結構，內部骨架鋼構件全部采用304不銹鋼方鋼管制作。壁板采用聚氨酯高壓發泡阻燃、隔熱復合板，厚度50mm。壁板外表面采用鍍鋅鋼板，內表面采用304不銹鋼板，壁板具有良好的隔聲（隔聲15～20dB）、阻燃、防潮、表面不起塵等特點。

（2）內部設有安裝袋式過濾器的不銹鋼框架，框架與過濾袋接觸面粘貼密封軟墊，不銹鋼框架與實體設計為螺栓連接，縫隙處涂不含硅酮的密封膠。過濾箱體高度超過5米，在更換過濾袋側設有裝高位過濾器用的走臺和直梯（走臺帶安全欄桿）。

（3）壁板與壁板間、壁板與骨架間的接縫采用螺栓連接為確保密封性，需對縫隙進行打膠，箱體設計應美觀大方，箱體具有足夠機械強度，可適應機組的大風量特性。保證無論風機啟動、停機還是運行過程中，無論風閥處于全開、全閉還是調節過程中，機組箱體不會有任何變形、震動現象[1]。

（4）過濾箱體內所有過濾段均安裝有在線指示壓差計（帶變送功能），測量過濾袋前后壓差，銅管探頭安裝位置能夠準確測量箱體內壓力，壓差計的量程正常運行時表針處于指數的中間位置。第一道過濾段的壓差計考慮防漆霧的結構。所有壓力上傳至 PLC，與原始廢氣供氣系統連鎖，系統壓力超出預設壓力值時自動報警，提醒員工更換過濾袋；當壓力超過設定臨界值時，系統自動切斷廢氣供應，并發出聲光報警。

（5）根據過濾器的壓力性質設置維護門結構，每一段過濾有維護門，方便人員更換過濾器；每級過濾配備維修照明燈，維修燈輕便易旋轉。

（6）過濾箱系統應設計預留取樣口，取樣口應方便人員操作。

4.2 沸石轉輪設計技術要求

（1）沸石轉輪濃縮系統確保在滿負荷生產時其使用壽命不低于20年，保證在20年內所有備件可購買。

（2）沸石轉輪濃縮系統對原始廢氣中VOCs的吸附效率＞93%；沸石轉輪系統由2個高性能沸石材料制造的高效率吸附并可脫附的轉輪組成，并可均勻分配要處理的所有廢氣量。

（3）沸石轉輪濃縮系統中沸石填充為模塊化沸石填充，當局部出現故障時，可對局部沸石模塊進行更換[2]。

（4）每套沸石轉輪濃縮系統冷卻區、脫附區及吸附區設置溫度在線監測，并與原始廢氣和焚燒系統天然氣供給連鎖：當裝置內溫度達到高位報警設定值時，系統立即發出報警信息；當裝置內溫度達到高位時，立即發出錯誤信號，同時自動切斷原始廢氣和焚燒系統天然氣供給，開啟焚燒系統新鮮風冷卻模式。

（5）每套沸石轉輪濃縮系統設置壓力在線監測，并與原始廢氣和焚燒系統天然氣供給連鎖：當裝置內轉輪前后壓差無信號時，系統立即發出錯誤信號，同時自動切斷原始廢氣和焚燒系統天然氣供給，開啟焚燒系統新鮮風冷卻模式。

（6）每套沸石轉輪濃縮系統轉輪速度在線監測，并對轉輪安裝限速器，當轉輪轉速消失時，系統立即發出錯誤信號，同時自動切斷原始廢氣和焚燒系統天然氣供給，開啟焚燒系統新鮮風冷卻模式[2]。

（7）每套沸石轉輪濃縮系統預留有檢修口，檢修口內口尺寸應滿足人機工程，檢修口區域安裝有維修照明燈，維修燈需要輕便和便于旋轉。

（8）沸石轉輪濃縮系統須采取隔熱防護，采用防火的陶瓷纖維加鍍鋅鋼板覆蓋層，內層保溫的厚度要保證鍍鋅鋼板外表面陰面（太陽光未直射的面）溫度不得高于周圍環境空氣溫度15℃，所有表面的所有點都不得超過60℃[2]；所有隔熱層必須折疊并捻縫，以防風雨影響。

（9）配備吊耳和支撐座便于吊機運輸、安裝及運行維修。

（10）沸石轉輪濃縮后的凈化廢氣VOCS濃度≤12mg/ m3（以滿足政府各項檢測及排放要求為最低指標）。

（11）沸石轉輪濃縮系統具備自動高溫吹掃模式。

（12）移交到現場的裝置必須是預先安裝和檢測的模塊，以確保現場的安裝和調試工作量降低到最小[3]。

（13）VOC濃縮裝置搭載了蜂窩式轉輪制造技術及各種機能性物質涂層技術制造出來的高性能濃縮轉輪（圖3）。

圖3 沸石轉輪示意圖

（14）濃縮轉輪外安裝有外殼，外殼設置連接風管的法蘭接口，外殼有通往內部轉輪各區域的風道。濃縮轉輪外殼表面及接口風管表面溫度不高于 50℃。濃縮轉輪配備廢溶劑、水冷凝物排放結構和管路，考慮防泄漏結構。其相關管路規格≥DN40，冷凝物有存儲裝置。

（15）濃縮轉輪的旋轉驅動電氣結構含電機設備和元器件等采用防爆設計，具備切斷原始廢氣供給及切斷電源使濃縮系統停止運行功能。

4.3 吸附、脫附風機

（1）所有風機均為防爆型風機，無火花型，風機的電機帶變頻功能，并留有余量。電機有高低壓保護裝置，在緊急情況下立即停止運行。電機應有足夠絕緣等級防止過熱、具有良好的散熱性能。

（2）風機外有防護罩，在維護檢查時可以打開。防護罩兼有防噪功能，離設備1m距離外噪音不能超過85dB。

4.4 TNV

（1）設計應充分考慮實現自動化控制，操作簡便，穩定性及安全性高。

（2）VOC的分解效率高，性能穩定。

（3）整個系統設計應簡化，便于維修，降低運行成本。

（4）廢氣在爐內停留時間長，設計要求爐內無明顯積碳。

5 結語

以上僅對噴涂過程廢氣處理系統的設計、技術及質量等進行的一系列要求，此系統設計處理效果顯著，結合環保趨勢在涂裝行業中會得到進一步的推廣。

[1] 空調機組技術要求[EB/OL].https://www.wenku365.

[2] 郭志強,劉鐵鎖.汽車涂裝車間廢氣處理系統選型技術要求[J].現代涂料與涂裝, 2017(5).

[3] 分子篩轉輪吸附[EB/OL].百度文庫.https://wenku.baidu.

Design and technical quality requirements of spray paint waste gas treatment system

Sun Zisong, Zhang Hui, Shen Biao

( Chery Commercial Vehicle (Anhui) Co., Ltd., Anhui Wuhu 241006 )

This paper introduces the design idea of spray paint waste gas treatment system in painting workshop, a series of technical and quality requirements for filtration system, zeolite runner system and TNV system are made to ensure the design of the whole system is simple, convenient and practical, especially the stability and high safety characteristics of the system are described.

Exhaust system; Bellows;Fan;zeolite runner;TNV

A

1671-7988(2020)24-150-03

U445.58+5

A

1671-7988(2020)24-150-03

孫自松，就職于奇瑞商用車（安徽）有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.049

CLC NO.: U445.58+5