關(guān)于汽車(chē)涂裝烘干過(guò)程有機(jī)廢氣處理方法探討

王靜潔　馬金環(huán)　王瑞璽

摘? 要：汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線是汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生“三廢”最多的環(huán)節(jié)，其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”的主要部分。涂裝車(chē)間的廢氣主要是涂料中含有的有機(jī)溶劑和涂膜在噴涂及烘干時(shí)的分解物，統(tǒng)稱為揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），其成分主要有甲苯和二甲苯。這些成分是目前公認(rèn)的強(qiáng)烈致癌物，對(duì)人的健康和生活環(huán)境有害，并且有惡臭，人如果長(zhǎng)期吸入低濃度的有機(jī)廢氣，會(huì)引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病。除此之外，有機(jī)廢氣對(duì)光化學(xué)煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)涂裝;廢氣處理，RTO，沸石轉(zhuǎn)輪;

一、涂裝車(chē)間有機(jī)廢氣概述

涂裝車(chē)間產(chǎn)生有機(jī)廢氣的主要來(lái)源有噴漆室、揮發(fā)室和烘房。烘房廢氣的特點(diǎn)是風(fēng)量小、濃度高，一般采用高溫氧化焚燒處理，在高溫條件下?lián)]發(fā)性有機(jī)物氧化分解，產(chǎn)生的熱量作為烘房所需的熱源，凈化后的空氣可以達(dá)到國(guó)家和地方發(fā)布的排放標(biāo)準(zhǔn)。而噴漆室產(chǎn)生的有機(jī)廢氣由于風(fēng)量大、濃度低，在滿足國(guó)家法規(guī)的情況下一般都采用高空直接排放，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。近幾年，許多地方政府相繼出臺(tái)了地方法規(guī)，對(duì)有機(jī)廢氣排放制定了更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。為滿足這些要求，部分噴漆室所排放的有機(jī)廢氣也必須進(jìn)行有效治理。汽車(chē)涂裝車(chē)間通常采用的漆霧處理方式有2 種，一種是傳統(tǒng)濕式文丘里噴漆室，另外一種是干式或半干式噴漆室。由于干式或半干式噴漆室在節(jié)能減排方面效果顯著，近幾年已被各廠家普遍選用。不同的噴漆室形式下，排風(fēng)風(fēng)量、溫濕度、廢氣濃度以及排風(fēng)中的顆粒物都有很大的區(qū)別。

二、汽車(chē)涂裝烘干過(guò)程有機(jī)廢氣處理方法

1.蓄熱式熱力氧化技術(shù)（RTO）。蓄熱式熱氧化器（ RTO）是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。適用于大風(fēng)量、低濃度，適用于有機(jī)廢氣濃度其操作費(fèi)用低，有機(jī)廢氣濃度RTO 裝置不需添加輔助燃料;凈化率高，兩床式RTO 凈化率能達(dá)到98% 以上，三床式RTO 凈化率能達(dá)到99% 以上，并且不產(chǎn)生NOX 等二次污染;全自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，安全性高。蓄熱式熱氧化器采用熱氧化法處理中低濃度的有機(jī)廢氣，用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。主要特征是：蓄熱床底部的自動(dòng)控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連，蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向，將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留，并預(yù)熱進(jìn)入蓄熱床的有機(jī)廢氣，蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預(yù)熱到一定溫度（≥760 ℃）的有機(jī)廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2 和H2O，得到凈化。典型的兩床式RTO 主體結(jié)構(gòu)為1 個(gè)燃燒室、2個(gè)陶瓷填料床和4 個(gè)切換閥組成。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收，熱回收率大于95% ;處理有機(jī)廢氣時(shí)不用或使用很少的燃料。回收熱能后通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中，凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)切換。通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥工作，所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟，熱量得以回收。工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行可靠;凈化效率高，一般均可達(dá)98%以上;與RTO 相比燃燒溫度低;一次性投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，其熱回收效率一般均可達(dá)85%以上;整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生，凈化過(guò)程不產(chǎn)生NOX 等二次污染;RCO 凈化設(shè)備可與烘房配套使用，凈化后的氣體可直接回用到烘房利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.噴漆室、晾干室有機(jī)廢氣的治理。噴漆室、晾干室排出的氣體為低濃度、大流量常溫廢氣，污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類(lèi)、酯類(lèi)有機(jī)溶劑。目前，國(guó)外較為成熟的方法是：先將有機(jī)廢氣濃縮以減少需處理的有機(jī)廢氣總量，先采用吸附法（活性炭或沸石作吸附劑）對(duì)低濃度常溫噴漆廢氣進(jìn)行吸附，用高溫氣體脫附，濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進(jìn)行處理。活性炭吸附-脫附凈化裝置采用蜂窩狀活性炭為吸附劑，結(jié)合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOC 和催化燃燒的原理，即將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣通過(guò)蜂窩狀活性炭吸附以達(dá)到凈化空氣的目的，當(dāng)活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生，脫附出濃縮的有機(jī)物被送往催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒，有機(jī)物被氧化成無(wú)害的CO2 和H2O，燃燒后的熱廢氣通過(guò)熱交換器加熱冷空氣，熱交換后降溫的氣體部分排放，部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生，達(dá)到廢熱利用和節(jié)能的目的。整套裝置由預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關(guān)的風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等組成。活性炭吸附-脫附凈化裝置根據(jù)吸附和催化燃燒2 個(gè)基本原理設(shè)計(jì)，采用雙氣路連續(xù)工作，1 個(gè)催化燃燒室，2 個(gè)吸附床交替使用。先將有機(jī)廢氣用活性炭吸附，當(dāng)快達(dá)到飽和時(shí)停止吸附，然后用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上脫附下來(lái)使活性炭再生;脫附下來(lái)的有機(jī)物已被濃縮（濃度較原來(lái)提高幾十倍）并送往催化燃燒室催化燃燒成CO2 及水蒸氣排出。當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到有機(jī)廢氣在催化床可維持自燃，不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排入大氣，大部分被送往吸附床，用于活性炭再生。這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能，達(dá)到節(jié)能的目的。再生后的可進(jìn)入下次吸附;在脫附時(shí)，凈化操作可用另一個(gè)吸附床進(jìn)行，既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作。技術(shù)性能及特點(diǎn)：性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，安全可靠，節(jié)能省力，無(wú)二次污染;設(shè)備占地面積小，質(zhì)量輕，極適用于大風(fēng)量下使用;吸附有機(jī)物廢氣的活性炭床，用催化燃燒后的廢氣進(jìn)行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室進(jìn)行凈化，不需外部能量，節(jié)能效果顯著。缺點(diǎn)：活性炭使用壽命短，運(yùn)行成本高。

3.沸石轉(zhuǎn)輪吸附-脫附凈化裝置。沸石的主要成分為：硅、鋁，具有吸附能力，可作為吸附劑使用;沸石轉(zhuǎn)輪就是利用沸石特定孔徑對(duì)于有機(jī)污染物具有吸附、脫附能力的特性，使原本具低濃度、大風(fēng)量的VOC 廢氣，經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪濃縮轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的氣體，可以降低后端終處理設(shè)備的運(yùn)行成本。其裝置特性適合處理大流量、低濃度、含多種有機(jī)成分的廢氣。缺點(diǎn)是前期投資高。沸石轉(zhuǎn)輪吸附-凈化裝置是一種可連續(xù)進(jìn)行吸附和脫附操作的氣體凈化裝置。沸石轉(zhuǎn)輪兩側(cè)由特制的密封裝置分成3 個(gè)區(qū)域：吸附區(qū)、解吸（再生）區(qū)及冷卻區(qū)域。該系統(tǒng)的工作過(guò)程是：沸石轉(zhuǎn)輪以較低的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，循環(huán)通過(guò)吸附區(qū)和解吸（再生）區(qū)及冷卻區(qū)域;低濃度、大風(fēng)量的廢氣連續(xù)不斷地通過(guò)轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)時(shí)，廢氣中的VOC 被轉(zhuǎn)輪的沸石吸附，被吸附凈化后的氣體直接排放;輪子吸附的有機(jī)溶劑隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)被送到解吸（再生）區(qū)，再用小風(fēng)量熱風(fēng)連續(xù)地通過(guò)解吸區(qū)，被吸附到轉(zhuǎn)輪上的VOC 在解吸區(qū)受熱脫附實(shí)現(xiàn)再生，VOC 廢氣隨熱風(fēng)一起排出;轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)至冷卻區(qū)域進(jìn)行冷卻降溫后可重新進(jìn)行吸附，隨著轉(zhuǎn)輪的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，吸附、解吸、冷卻循環(huán)進(jìn)行，確保廢氣處理持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：

為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，需要在工業(yè)生產(chǎn)中的各環(huán)節(jié)都盡量減少污染物使用量，同時(shí)在污染物排放末端要進(jìn)行凈化處理，以盡量減少污染物排放。通過(guò)對(duì)汽車(chē)涂裝車(chē)間的廢氣進(jìn)行處理，大大減少了VOC 排放總量，具有較大的社會(huì)效益。

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