目前，各地方政府都相繼出台了(le)針對(duì)汽車表面塗裝中有機物(wù)排放标準以及揮發性有機物(wù)排污收費實施辦法，在制度建立和(hé)經濟效益兩方面雙管齊下(xià)，即從立法上确保企業必須減少揮發性有機廢氣的(de)排放，做(zuò)到合法排放；同時(shí)從經濟利益角度引導企業主動減少排放。

1 塗裝行業VOCs排放概述

塗裝過程中産生的(de)揮發性有機化(huà)合物(wù)（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、三甲苯等。塗裝車間産生有機廢氣的(de)主要來(lái)源有噴漆室、揮發室和(hé)烘房(fáng)。烘房(fáng)廢氣的(de)特點是風量小、濃度高(gāo)，一般采用(yòng)高(gāo)溫氧化(huà)焚燒處理(lǐ)，在高(gāo)溫條件下(xià)揮發性有機物(wù)氧化(huà)分(fēn)解，産生的(de)熱(rè)量作爲烘房(fáng)所需的(de)熱(rè)源，淨化(huà)後的(de)空氣可(kě)以達到國家和(hé)地方發布的(de)排放标準。而噴漆室産生的(de)有機廢氣由于風量大(dà)、濃度低，在滿足國家法規的(de)情況下(xià)一般都采用(yòng)高(gāo)空直接排放，從而造成嚴重的(de)環境污染。近幾年，許多(duō)地方政府相繼出台了(le)地方法規，對(duì)有機廢氣排放制定了(le)更嚴苛的(de)标準，大(dà)部分(fēn)地區(qū)要求VOCs排放濃度低于30 mg/m3。爲滿足這(zhè)些要求，部分(fēn)噴漆室所排放的(de)有機廢氣也(yě)必須進行有效治理(lǐ)。

2 塗裝行業VOCs廢氣治理(lǐ)方案

針對(duì)噴漆室和(hé)烘房(fáng)廢氣排放的(de)特點，采用(yòng)漆霧過濾+沸石轉輪濃縮+旋轉式RTO的(de)技術方案對(duì)塗裝行業廢氣進行治理(lǐ)，如圖1所示。因爲噴漆室廢氣中含有漆霧顆粒，且濕度較大(dà)，所以将噴漆廢氣和(hé)烘幹廢氣一起參與過濾和(hé)濃縮，噴漆廢氣經過和(hé)高(gāo)溫烘幹廢氣混合後，由于溫度升高(gāo)使得(de)氣體相對(duì)濕度下(xià)降，節省了(le)除濕的(de)設備投資及運行費用(yòng)，又使進入旋轉式RTO的(de)廢氣量大(dà)幅降低；濃縮後的(de)廢氣通(tōng)過旋轉式RTO經過氧化(huà)裂解後，産生的(de)熱(rè)量一部分(fēn)供RTO自運行，餘熱(rè)通(tōng)過換熱(rè)器将熱(rè)量供給給烘房(fáng)進行烘幹和(hé)沸石轉輪進行脫附使用(yòng)；另外在烘幹廢氣和(hé)噴漆廢氣濕度偏高(gāo)的(de)情況下(xià)，還(hái)可(kě)以将RTO氧化(huà)分(fēn)解後的(de)高(gāo)溫氣體引入，達到降低廢氣濕度的(de)目的(de)。圖1即爲即爲漆霧過濾預處理(lǐ)+沸石吸附濃縮輪轉+旋轉式RTO系統的(de)原理(lǐ)圖。

圖1 漆霧過濾預處理(lǐ)+沸石吸附濃縮輪轉+旋轉式RTO系統的(de)原理(lǐ)圖

2.1 漆霧過濾預處理(lǐ)

漆霧過濾裝置的(de)作用(yòng)是去除廢氣中的(de)漆霧顆粒，對(duì)廢氣進行預處理(lǐ)。大(dà)部分(fēn)的(de)漆霧顆粒介于10-100 μm之間，也(yě)有相當比例的(de)微粒介于3-10μm之間，如圖2所示。在此方案中對(duì)廢氣進行三級過濾，爲岱創過濾DPA幹式漆霧過濾+F7過濾+F9過濾，如圖3所示。岱創過濾DPA幹式漆霧過濾器對(duì)微粒直徑≥10μm的(de)小漆霧過濾效率達99.8%，F7過濾器對(duì)微粒直徑≥1μm的(de)漆霧過濾效率爲99%＞E≥70%，F9過濾器對(duì)微粒直徑≥0.5μm的(de)漆霧過濾效率爲99%＞E≥90%。通(tōng)過過濾預處理(lǐ)，确保1 μm以上的(de)雜(zá)質不會進入轉輪導緻轉輪堵塞，影(yǐng)響其工作性能

圖2 漆霧預處理(lǐ)：三級過濾

圖3 漆霧中不同粒徑大(dà)小油漆顆粒所占的(de)體積百分(fēn)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(shuǐ)性沸石吸附介質與陶瓷纖維制成。轉輪裝有耐VOCs腐蝕、耐高(gāo)溫的(de)材料制成的(de)氣體密封墊，将轉輪隔離成三個(gè)區(qū)域：吸附處理(lǐ)區(qū)、再生脫附區(qū)、冷(lěng)卻區(qū)。轉輪以較低的(de)速度連續轉動，廢氣由風機吹入轉輪吸附區(qū)，處理(lǐ)後的(de)潔淨空氣排入大(dà)氣，當輪子吸附後轉到脫附區(qū)，高(gāo)溫廢氣（180-200 ℃）使被吸附的(de)VOCs脫附再生，再生後轉入冷(lěng)卻區(qū)，降溫後繼續進行吸附，如圖4所示。

圖4 沸石吸附濃縮轉輪原理(lǐ)圖

沸石吸附濃縮轉輪的(de)技術特點：

（1）特别适用(yòng)于處理(lǐ)大(dà)風量、低濃度的(de)有機廢氣，淨化(huà)效率穩定；

（2）轉輪低壓損、無吸附損耗、對(duì)于高(gāo)沸點的(de)揮發性有機氣體，也(yě)能夠有效處理(lǐ)；

（3）沸石轉輪由無機氧化(huà)物(wù)組成，具有不燃性，使用(yòng)安全；

（4）轉輪熱(rè)穩定性極高(gāo)，反複通(tōng)過加熱(rè)脫附來(lái)實現再生，使用(yòng)壽命可(kě)達到10年左右；

（5）噴漆廢氣和(hé)烘幹廢氣一起參與吸附濃縮，使進入RTO處理(lǐ)的(de)廢氣量大(dà)幅降低且節約能耗，大(dà)大(dà)節省了(le)RTO設備投資和(hé)運行費用(yòng)。

另外活性炭也(yě)可(kě)作爲廢氣的(de)吸附劑，但在工業應用(yòng)中，其對(duì)廢氣有較高(gāo)的(de)濕度要求，通(tōng)常小于50%左右；而且活性炭存在再生困難、吸附性能受水(shuǐ)氣影(yǐng)響大(dà)、吸附飽和(hé)時(shí)在熱(rè)氣流再生過程中安全性較差、易發生火災等缺陷。如表1即爲沸石轉輪與蜂窩活性炭吸附濃縮裝置對(duì)比。

表1 沸石轉輪與蜂窩活性炭吸附濃縮裝置對(duì)比

2.3 旋轉式RTO

旋轉式RTO，也(yě)稱旋轉式蓄熱(rè)式氧化(huà)爐。其原理(lǐ)是在高(gāo)溫下(xià)将可(kě)燃廢氣氧化(huà)成對(duì)應的(de)氧化(huà)物(wù)和(hé)水(shuǐ)，從而淨化(huà)廢氣，并回收廢氣分(fēn)解時(shí)所釋放出來(lái)的(de)熱(rè)量，廢氣分(fēn)解效率達到99%以上，熱(rè)回收效率達到95%以上。

旋轉式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和(hé)旋轉閥等組成。爐體分(fēn)成12個(gè)室，5個(gè)室進廢氣、5個(gè)室出淨化(huà)氣，1個(gè)室清掃，1個(gè)室起隔離作用(yòng)。廢氣分(fēn)配閥由電機帶著(zhe)連續、勻速轉動，在分(fēn)配閥的(de)作用(yòng)下(xià)，廢氣緩慢(màn)在12個(gè)室之間連續切換。圖5爲旋轉式RTO原理(lǐ)圖。

圖5 旋轉式RTO原理(lǐ)圖

旋轉式RTO是第三代RTO，較傳統的(de)床式RTO，其主要優點有：

（1）旋轉式RTO散熱(rè)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(fēn)配，淨化(huà)效率高(gāo)；

（3）采用(yòng)旋轉閥，進氣、排氣連續，管道壓力波動小，廢氣不倒灌，車間氣味小。

表2即爲旋轉式RTO與傳統兩室、三室RTO的(de)性能對(duì)比。

表2 兩室、三室和(hé)旋轉式RTO性能對(duì)比

3. 結語

爲了(le)保護生态環境，實現經濟社會的(de)可(kě)持續發展，需要在工業生産中的(de)各環節都盡量減少污染物(wù)使用(yòng)量，同時(shí)在污染物(wù)排放末端要進行淨化(huà)處理(lǐ)，以盡量減少污染物(wù)排放。采用(yòng)本方案對(duì)塗裝車間廢氣進行處理(lǐ)後，設備運行穩定可(kě)靠，可(kě)大(dà)大(dà)減少了(le)VOC排放總量，具有較大(dà)的(de)社會效益和(hé)經濟效益。

  本文轉摘自《現代塗裝與塗料》。