目前，各地方政府都相繼出臺了針對汽車(chē)表面涂裝中有機物排放標準以及揮發(fā)性有機物排污收費實(shí)施辦法，在制度建立和經(jīng)濟效益兩方面雙管齊下，即從立法上確保企業(yè)減少揮發(fā)性有機廢氣的排放，做到合法排放;同時(shí)從經(jīng)濟利益角度引導企業(yè)主動(dòng)減少排放。

1涂裝行業(yè)VOCs排放概述

涂裝過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物(VOC)主要有甲基異丁基酮、乙酸正丁酯、正丁醇、乙二醇、丁醚、甲苯、二甲苯、苯等。涂裝車(chē)間產(chǎn)生有機廢氣的主要來(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(fēng)量大、濃度低，在滿(mǎn)足國家法規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，對有機廢氣排放制定了更嚴苛的標準，大部分地區要求VOCs排放濃度低于30 mg/m3。為滿(mǎn)足這些要求，部分噴漆室所排放的有機廢氣也進(jìn)行治理。

2涂裝行業(yè)VOCs廢氣治理方案

針對噴漆室和烘房廢氣排放的特點(diǎn)，西安昱昌采用漆霧過(guò)濾+沸石轉輪濃縮+旋轉式RTO的技術(shù)方案對涂裝行業(yè)廢氣進(jìn)行治理，如圖1所示。因為噴漆室廢氣中含有漆霧顆粒，且濕度較大，所以將噴漆廢氣和烘干廢氣一起參與過(guò)濾和濃縮，噴漆廢氣經(jīng)過(guò)和高溫烘干廢氣混合后，由于溫度升高使得氣體相對濕度下降，節省了的設備投資及運行費用，又使進(jìn)入旋轉式RTO的廢氣量大幅降低;濃縮后的廢氣通過(guò)旋轉式RTO經(jīng)過(guò)氧化裂解后，產(chǎn)生的熱量一部分供RTO自運行，余熱通過(guò)換熱器將熱量供給給烘房進(jìn)行烘干和沸石轉輪進(jìn)行脫附使用;另外在烘干廢氣和噴漆廢氣濕度偏高的情況下，還可以將RTO氧化分解后的高溫氣體引入，達到降低廢氣濕度的目的。圖1即為即為漆霧過(guò)濾預處理+沸石吸附濃縮輪轉+旋轉式RTO系統的原理圖。

圖1 漆霧過(guò)濾預處理+沸石吸附濃縮輪轉+旋轉式RTO系統的原理圖

2.1 漆霧過(guò)濾預處理

漆霧過(guò)濾裝置的作用是廢氣中的漆霧顆粒，對廢氣進(jìn)行預處理。大部分的漆霧顆粒介于10-100 μm之間，也有相當比例的微粒介于3-10μm之間，如圖2所示。在此方案中對廢氣進(jìn)行三級過(guò)濾，為岱創(chuàng )過(guò)濾DPA干式漆霧過(guò)濾+F7過(guò)濾+F9過(guò)濾，如圖3所示。岱創(chuàng )過(guò)濾DPA干式漆霧過(guò)濾器對微粒直徑≥10μm的小漆霧過(guò)濾99.8%，F7過(guò)濾器對微粒直徑≥1μm的漆霧過(guò)濾效率為99%＞E≥70%，F9過(guò)濾器對微粒直徑≥0.5μm的漆霧過(guò)濾效率為99%＞E≥90%。通過(guò)過(guò)濾預處理，確保1 μm以上的雜質(zhì)不會(huì )進(jìn)入轉輪導致轉輪堵塞，影響其工作性能。

圖2 漆霧預處理:三級過(guò)濾

圖3 漆霧中不同粒徑大小油漆顆粒所占的體積百分數

2.2 沸石吸附濃縮轉輪

沸石吸附濃縮轉輪由中心軸承與轉體組成，轉體由疏水性沸石吸附介質(zhì)與陶瓷纖維制成。轉輪裝有耐VOCs腐蝕、的材料制成的氣體密封墊，將轉輪隔離成三個(gè)區域:吸附處理區、脫附區、冷卻區。轉輪以較低的速度連續轉動(dòng)，廢氣由風(fēng)機吹入轉輪吸附區，處理后的潔凈空氣排入大氣，當輪子吸附后轉到脫附區，高溫廢氣(180-200 ℃)使被吸附的VOCs脫附，后轉入冷卻區，降溫后繼續進(jìn)行吸附，如圖4所示。

圖4 沸石吸附濃縮轉輪原理圖

沸石吸附濃縮轉輪的技術(shù)特點(diǎn):

(1)特別適用于處理大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣，凈化效率穩定;

(2)轉輪低壓損、無(wú)吸附損耗、對于高沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機氣體，也能夠處理;

(3)沸石轉輪由無(wú)機氧化物組成，具有不燃性，使用;

(4)轉輪熱穩定性，反復通過(guò)加熱脫附來(lái)實(shí)現，使用壽命可達到10年左右;

(5)噴漆廢氣和烘干廢氣一起參與吸附濃縮，使進(jìn)入RTO處理的廢氣量大幅降低且節約能耗，大大節省了RTO設備投資和運行費用。

另外活性炭也可作為廢氣的吸附劑，但在工業(yè)應用中，其對廢氣有較高的濕度要求，通常小于50%左右;而且活性炭存在困難、吸附性能受水氣影響大、吸附飽和時(shí)在熱氣流過(guò)程中性較差、易發(fā)生火災等缺陷。如表1即為沸石轉輪與蜂窩活性炭吸附濃縮裝置對比。

2.3 旋轉式RTO

旋轉式RTO，也稱(chēng)旋轉式式氧化爐。其原理是在高溫下將可燃廢氣氧化成對應的氧化物和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時(shí)所釋放出來(lái)的熱量，廢氣分解到99%以上，熱回收到95%以上。

旋轉式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉閥等組成。爐體分成12個(gè)室，5個(gè)室進(jìn)廢氣、5個(gè)室出凈化氣，1個(gè)室清掃，1個(gè)室起隔離作用。廢氣分配閥由電機帶著(zhù)連續、勻速轉動(dòng)，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個(gè)室之間連續切換。圖5為旋轉式RTO原理圖。

圖5 旋轉式RTO原理圖

旋轉式RTO是第三代RTO，較傳統的床式RTO，其主要優(yōu)點(diǎn)有:

(1)旋轉式RTO散熱面積小，12個(gè)室交替工作緩沖，節約能耗;

(2)12個(gè)室一起工作，氣流分配，凈化效率高;

(3)采用旋轉閥，進(jìn)氣、排氣連續，管道壓力波動(dòng)小，廢氣不倒灌，車(chē)間氣味小。

3. 結語(yǔ)

為了保護生態(tài)環(huán)境，實(shí)現經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展，需要在工業(yè)生產(chǎn)中的各環(huán)節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。采用本方案對涂裝車(chē)間廢氣進(jìn)行處理后，設備運行穩定可靠，可大大減少了VOC排放總量，具有較大的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。