目前，各地方政府都相繼出臺了針對汽車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;同時從經(jīng)濟利益角度引導企業(yè)主動減少排放。

1涂裝行業(yè)VOCs排放概述

涂裝過程中產(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，大部分地區(qū)要求VOCs排放濃度低于30 mg/m3。為滿足這些要求，部分噴漆室所排放的有機廢氣也進行治理。

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，西安昱昌采用漆霧過濾+沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+旋轉(zhuǎn)式RTO的技術(shù)方案對涂裝行業(yè)廢氣進行治理，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濾和濃縮，噴漆廢氣經(jīng)過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(jié)省了的設(shè)備投資及運行費用，又使進入旋轉(zhuǎn)式RTO的廢氣量大幅降低;濃縮后的廢氣通過旋轉(zhuǎn)式RTO經(jīng)過氧化裂解后，產(chǎn)生的熱量一部分供RTO自運行，余熱通過換熱器將熱量供給給烘房進行烘干和沸石轉(zhuǎn)輪進行脫附使用;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即為即為漆霧過濾預處理+沸石吸附濃縮輪轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)式RTO系統(tǒng)的原理圖。

圖1 漆霧過濾預處理+沸石吸附濃縮輪轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)式RTO系統(tǒng)的原理圖

2.1 漆霧過濾預處理

漆霧過濾裝置的作用是廢氣中的漆霧顆粒，對廢氣進行預處理。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行三級過濾，為岱創(chuàng)過濾DPA干式漆霧過濾+F7過濾+F9過濾，如圖3所示。岱創(chuàng)過濾DPA干式漆霧過濾器對微粒直徑≥10μm的小漆霧過濾99.8%，F(xiàn)7過濾器對微粒直徑≥1μm的漆霧過濾效率為99%＞E≥70%，F(xiàn)9過濾器對微粒直徑≥0.5μm的漆霧過濾效率為99%＞E≥90%。通過過濾預處理，確保1 μm以上的雜質(zhì)不會進入轉(zhuǎn)輪導致轉(zhuǎn)輪堵塞，影響其工作性能。

圖2 漆霧預處理:三級過濾

圖3 漆霧中不同粒徑大小油漆顆粒所占的體積百分數(shù)

2.2 沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪

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

圖4 沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪原理圖

沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的技術(shù)特點:

(1)特別適用于處理大風量、低濃度的有機廢氣，凈化效率穩(wěn)定;

(2)轉(zhuǎn)輪低壓損、無吸附損耗、對于高沸點的揮發(fā)性有機氣體，也能夠處理;

(3)沸石轉(zhuǎn)輪由無機氧化物組成，具有不燃性，使用;

(4)轉(zhuǎn)輪熱穩(wěn)定性，反復通過加熱脫附來實現(xiàn)，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，使進入RTO處理的廢氣量大幅降低且節(jié)約能耗，大大節(jié)省了RTO設(shè)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(yīng)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、吸附飽和時在熱氣流過程中性較差、易發(fā)生火災等缺陷。如表1即為沸石轉(zhuǎn)輪與蜂窩活性炭吸附濃縮裝置對比。

2.3 旋轉(zhuǎn)式RTO

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

旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。爐體分成12個室，5個室進廢氣、5個室出凈化氣，1個室清掃，1個室起隔離作用。廢氣分配閥由電機帶著連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間連續(xù)切換。圖5為旋轉(zhuǎn)式RTO原理圖。

圖5 旋轉(zhuǎn)式RTO原理圖

旋轉(zhuǎn)式RTO是第三代RTO，較傳統(tǒng)的床式RTO，其主要優(yōu)點有:

(1)旋轉(zhuǎn)式RTO散熱面積小，12個室交替工作緩沖，節(jié)約能耗;

(2)12個室一起工作，氣流分配，凈化效率高;

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

3. 結(jié)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。采用本方案對涂裝車間廢氣進行處理后，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，可大大減少了VOC排放總量，具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益。