關(guān)于汽車涂裝烘干過程有機廢氣處理方法探討

王靜潔　馬金環(huán)　王瑞璽

摘? 要：汽車涂裝生產(chǎn)線是汽車制造過程中產(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。涂裝車間的廢氣主要是涂料中含有的有機溶劑和涂膜在噴涂及烘干時的分解物，統(tǒng)稱為揮發(fā)性有機化合物（VOC），其成分主要有甲苯和二甲苯。這些成分是目前公認的強烈致癌物，對人的健康和生活環(huán)境有害，并且有惡臭，人如果長期吸入低濃度的有機廢氣，會引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病。除此之外，有機廢氣對光化學煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：汽車涂裝;廢氣處理，RTO，沸石轉(zhuǎn)輪;

一、涂裝車間有機廢氣概述

涂裝車間產(chǎn)生有機廢氣的主要來源有噴漆室、揮發(fā)室和烘房。烘房廢氣的特點是風量小、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到國家和地方發(fā)布的排放標準。而噴漆室產(chǎn)生的有機廢氣由于風量大、濃度低，在滿足國家法規(guī)的情況下一般都采用高空直接排放，從而造成嚴重的環(huán)境污染。近幾年，許多地方政府相繼出臺了地方法規(guī)，對有機廢氣排放制定了更嚴苛的標準。為滿足這些要求，部分噴漆室所排放的有機廢氣也必須進行有效治理。汽車涂裝車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，排風風量、溫濕度、廢氣濃度以及排風中的顆粒物都有很大的區(qū)別。

二、汽車涂裝烘干過程有機廢氣處理方法

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)性有機廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。適用于大風量、低濃度，適用于有機廢氣濃度其操作費用低，有機廢氣濃度RTO 裝置不需添加輔助燃料;凈化率高，兩床式RTO 凈化率能達到98% 以上，三床式RTO 凈化率能達到99% 以上，并且不產(chǎn)生NOX 等二次污染;全自動控制，操作簡單，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廢氣，用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。主要特征是：蓄熱床底部的自動控制閥分別與進氣總管和排氣總管相連，蓄熱床通過換向閥交替換向，將由燃燒室出來的高溫氣體熱量蓄留，并預熱進入蓄熱床的有機廢氣，蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預熱到一定溫度（≥760 ℃）的有機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 個燃燒室、2個陶瓷填料床和4 個切換閥組成。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% ;處理有機廢氣時不用或使用很少的燃料?；厥諢崮芎笸ㄟ^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)運轉(zhuǎn)、自動切換。通過旋轉(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。工藝流程簡單、設(shè)備緊湊、運行可靠;凈化效率高，一般均可達98%以上;與RTO 相比燃燒溫度低;一次性投資低，運行費用低，其熱回收效率一般均可達85%以上;整個過程無廢水產(chǎn)生，凈化過程不產(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，達到節(jié)能減排的目的。

2.噴漆室、晾干室有機廢氣的治理。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、酯類有機溶劑。目前，國外較為成熟的方法是：先將有機廢氣濃縮以減少需處理的有機廢氣總量，先采用吸附法（活性炭或沸石作吸附劑）對低濃度常溫噴漆廢氣進行吸附，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行處理?；钚蕴课?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，即將大風量、低濃度的有機廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達到凈化空氣的目的，當活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生，脫附出濃縮的有機物被送往催化燃燒床進行催化燃燒，有機物被氧化成無害的CO2 和H2O，燃燒后的熱廢氣通過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，達到廢熱利用和節(jié)能的目的。整套裝置由預濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關(guān)的風機、閥門等組成?；钚蕴课?脫附凈化裝置根據(jù)吸附和催化燃燒2 個基本原理設(shè)計，采用雙氣路連續(xù)工作，1 個催化燃燒室，2 個吸附床交替使用。先將有機廢氣用活性炭吸附，當快達到飽和時停止吸附，然后用熱氣流將有機物從活性炭上脫附下來使活性炭再生;脫附下來的有機物已被濃縮（濃度較原來提高幾十倍）并送往催化燃燒室催化燃燒成CO2 及水蒸氣排出。當有機廢氣的濃度達到有機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，達到節(jié)能的目的。再生后的可進入下次吸附;在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，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：性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡便，安全可靠，節(jié)能省力，無二次污染;設(shè)備占地面積小，質(zhì)量輕，極適用于大風量下使用;吸附有機物廢氣的活性炭床，用催化燃燒后的廢氣進行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室進行凈化，不需外部能量，節(jié)能效果顯著。缺點：活性炭使用壽命短，運行成本高。

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于有機污染物具有吸附、脫附能力的特性，使原本具低濃度、大風量的VOC 廢氣，經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪濃縮轉(zhuǎn)換成小風量、高濃度的氣體，可以降低后端終處理設(shè)備的運行成本。其裝置特性適合處理大流量、低濃度、含多種有機成分的廢氣。缺點是前期投資高。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)的工作過程是：沸石轉(zhuǎn)輪以較低的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動，循環(huán)通過吸附區(qū)和解吸（再生）區(qū)及冷卻區(qū)域;低濃度、大風量的廢氣連續(xù)不斷地通過轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)時，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;輪子吸附的有機溶劑隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動被送到解吸（再生）區(qū)，再用小風量熱風連續(xù)地通過解吸區(qū)，被吸附到轉(zhuǎn)輪上的VOC 在解吸區(qū)受熱脫附實現(xiàn)再生，VOC 廢氣隨熱風一起排出;轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)至冷卻區(qū)域進行冷卻降溫后可重新進行吸附，隨著轉(zhuǎn)輪的不斷轉(zhuǎn)動，吸附、解吸、冷卻循環(huán)進行，確保廢氣處理持續(xù)穩(wěn)定的運行。

結(jié)束語：

為了保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(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，同時在污染物排放末端要進行凈化處理，以盡量減少污染物排放。通過對汽車涂裝車間的廢氣進行處理，大大減少了VOC 排放總量，具有較大的社會效益。

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