涂裝廢氣處理工藝概述
涂裝車間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（VOCs），主要成份有苯、甲苯和二甲苯，這些成份對(duì)人的健康和生活環(huán)境有害，并且有惡臭。如果人長(zhǎng)q吸入低濃度的有機(jī)廢氣，會(huì)引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚z肺氣腫等慢性呼吸道疾病，這是目前大家公認(rèn)的強(qiáng)烈致癌物。
在室外，有機(jī)廢氣對(duì)光化學(xué)煙霧、酸雨的形成也起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,相繼開(kāi)發(fā)了環(huán)保水性涂料和粉末涂料，但水性涂料中仍含有一定比例的有機(jī)溶劑。為此，各國(guó)頒布了相應(yīng)的法令，限制該類氣體的排放。我國(guó)于1997年頒布并實(shí)施的GB16297《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，限定了33種污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)溶劑。
近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)不斷提高，國(guó)j環(huán)保法規(guī)不斷完善，執(zhí)法力度不斷加強(qiáng)，涂裝生產(chǎn)廠在新建涂裝線中需配置廢氣處理設(shè)備，對(duì)老的涂裝生產(chǎn)線也在逐步完善和更新廢氣處理裝置，廢氣經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
格林斯達(dá)環(huán)保正是基于此種情況，技術(shù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同廠家、不同涂裝車間廢氣處理，因企而異，采用了不同的處理工藝。下面就涂裝廢氣處理技術(shù)進(jìn)行分析和探討。
涂裝是指對(duì)金屬和非金屬表面覆蓋保護(hù)層或裝飾層，是產(chǎn)品表面保護(hù)和裝飾采用的z基本的技術(shù)手段。涂裝工藝可以簡(jiǎn)單歸納為：前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化（磷化）工藝。針對(duì)不同的涂層及對(duì)抗腐蝕的要求，除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來(lái)選擇。在前處理除銹工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝，也在不同行業(yè)的不同部門(mén)按需擇用。
根據(jù)涂裝生產(chǎn)工藝，涂裝廢氣主要來(lái)自于前處理、噴涂、干燥過(guò)程，所排放的污染物主要為：前處理過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵或酸霧，噴漆時(shí)產(chǎn)生的漆霧和有機(jī)溶劑，干燥揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)溶劑。漆霧主要來(lái)自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機(jī)溶劑主要來(lái)自于涂料使用過(guò)程中的溶劑、稀釋劑，j大部分屬揮發(fā)性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產(chǎn)線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發(fā)生源。
涂裝車間廢氣處理方法
烘干過(guò)程有機(jī)廢氣處理方案
電泳、中涂、面涂烘干室排出的氣體屬于高溫、高濃度廢氣，適合采用焚燒的方法進(jìn)行處理。目前，烘干過(guò)程常用的涂裝廢氣處理技術(shù)措施有：蓄熱式熱力氧化技術(shù)（RTO）、蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）、回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）。
1、【蓄熱式熱力氧化技術(shù)及系統(tǒng)】（Regenerative Thermal Oxidizer,簡(jiǎn)稱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100PPM—1000PPM之間。其操作費(fèi)用低,有機(jī)廢氣濃度450PPM以上時(shí)，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q性高。
蓄熱式熱氧化系統(tǒng)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)，生成二氧化碳和水，得到凈化。典型的三床式RTO主體結(jié)構(gòu)一個(gè)燃燒室、三個(gè)陶瓷填料床和六個(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z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。
優(yōu)點(diǎn)：在處理大流量低濃度的有機(jī)廢氣時(shí)，運(yùn)行成本非常低。
缺點(diǎn)：較高的一次性投資，燃燒溫度較高，不適合處理高濃度的有機(jī)廢氣，很多運(yùn)動(dòng)部件需要較多的維護(hù)工作。
2、【蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)】
蓄熱式催化燃燒裝置（Regenerative Catalytic Oxidizer簡(jiǎn)稱RCO）直接應(yīng)用于中、高濃度（1000mg/m3—10000mg/m3）涂裝車間有機(jī)廢氣處理。RCO處理技術(shù)特別適用于熱回收率需求高的場(chǎng)合，也適用于同一生產(chǎn)線上，因產(chǎn)品不同，廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣濃度波動(dòng)較大的場(chǎng)合。尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線廢氣處理，可將能源回收用于烘干線，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。
蓄熱式催化燃燒治理技術(shù)是典型的氣-固相反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過(guò)程中，催化劑表面的吸附作用使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面，催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應(yīng)的進(jìn)行，提高了氧化反應(yīng)的速率。在特定催化劑的作用下，有機(jī)物在較低的起燃溫度下（250~300℃）發(fā)生無(wú)焰氧化燃燒，氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
【涂裝車間廢氣處理】蓄熱式催化燃燒系統(tǒng)（RCO）裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、自動(dòng)閥門(mén)等幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，排放的有機(jī)尾氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入設(shè)備的切換閥，通過(guò)切換閥將進(jìn)口氣體和出口氣體w全分開(kāi)。氣體s先通過(guò)陶瓷材料層1預(yù)熱后發(fā)生熱量的儲(chǔ)備和熱交換，其溫度幾乎達(dá)到催化層進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度，這時(shí)其中部分污染物氧化分解；廢氣繼續(xù)通過(guò)加熱區(qū)采用電加熱方式或天然氣加熱方式升溫，并維持在設(shè)定溫度；其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng)，即反應(yīng)生成CO2和H2O，并釋放大量的熱量，以達(dá)到預(yù)期的處理效果。經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入陶瓷材料層2，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。
優(yōu)點(diǎn)：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。
缺點(diǎn)：催化燃燒裝置僅適用含低沸點(diǎn)有機(jī)成分、灰分含量低的有機(jī)廢氣的處理，對(duì)含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用，催化劑宜中毒。
3、【回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）】
回收式熱力焚燒系統(tǒng)，是利用燃?xì)饣蛉加椭苯尤紵訜岷袡C(jī)溶劑的廢氣，在高溫作用下，有機(jī)溶劑分子被氧化分解為CO2和水，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)配套的多級(jí)換熱裝置加熱生產(chǎn)過(guò)程需要的空氣或熱水，充分回收利用氧化分解有機(jī)廢氣時(shí)產(chǎn)生的熱能，降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。因此，回收式熱力焚燒系統(tǒng)是生產(chǎn)過(guò)程需要大量熱量時(shí)，處理含有機(jī)溶劑廢氣高效、理想的處理方式，對(duì)于新建涂裝生產(chǎn)線，一般采用TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng)。
回收式熱力焚燒系統(tǒng)由三大部分組成：廢氣預(yù)熱及焚燒系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)供熱系統(tǒng)、新風(fēng)換熱系統(tǒng)。
該系統(tǒng)中的廢氣焚燒集中供熱裝置是TNV的核心部分，它由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機(jī)及主煙道調(diào)節(jié)閥等組成。其工作過(guò)程為：用一臺(tái)高壓頭風(fēng)機(jī)將有機(jī)廢氣從烘干室內(nèi)抽出，經(jīng)過(guò)廢氣焚燒集中供熱裝置的內(nèi)置換熱器預(yù)熱后，到達(dá)燃燒室內(nèi)，然后再通過(guò)燃燒機(jī)加熱，在高溫下（750℃左右）將有機(jī)廢氣進(jìn)行氧化分解，分解后的有機(jī)廢氣變成CO2和水。產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)爐內(nèi)的換熱器和主煙氣管道排出，排出的煙氣對(duì)烘干室的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱，為烘干室提供所需的熱量。在系統(tǒng)末端設(shè)置新風(fēng)換熱裝置，將統(tǒng)余熱進(jìn)行z后回收，將烘干室補(bǔ)充的新風(fēng)用煙氣加熱后送入烘干室。另外，在主煙氣管道上還設(shè)置有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)裝置出口的煙氣溫度，z終排放的煙氣溫度可以控制在160℃左右。
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點(diǎn)包括：有機(jī)廢氣在燃燒室的逗留時(shí)間為1～2s；有機(jī)廢氣分解率大于99％；熱回收率可達(dá)76％；燃燒器輸出的調(diào)節(jié)比可達(dá)26∶1，z高可達(dá)40∶1。
缺點(diǎn)：在處理低濃度有機(jī)廢氣時(shí)，運(yùn)行成本較高；管式熱交換器只是在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，才有較長(zhǎng)的壽命。
噴漆室、晾干室有機(jī)廢氣處理方案
噴漆室、晾干室排出的氣體為低濃度、大風(fēng)量常溫廢氣，污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類、酯類有機(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（活性碳或沸石作吸附劑）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。
1、【活性炭吸附—脫附廢氣處理裝置】
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VOCs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H20，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)吸附和催化燃燒兩個(gè)基本原理設(shè)計(jì)，采用雙氣路連續(xù)工作，一個(gè)催化燃燒室，兩個(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二氧化碳及水蒸氣排出。當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到2000PPm以上時(shí)，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。
優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，a全可靠，節(jié)能省力，無(wú)二次污染。設(shè)備占地面積小，重量輕,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xian著。
缺點(diǎn)：活性炭使用壽命短，運(yùn)行成本高。
2、【沸石轉(zhuǎn)輪吸附--脫附濃縮凈化裝置】
沸石的主要成分為：硅、鋁，具有廢氣凈化吸附能力，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風(fēng)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)輪吸附濃縮凈化裝置是一種可連續(xù)進(jìn)行有機(jī)廢氣吸附和脫附操作的廢氣處理設(shè)備。沸石轉(zhuǎn)輪兩側(cè)由特制的密封裝置分成三個(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)z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。
沸石轉(zhuǎn)輪裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)有機(jī)廢氣處理吸附脫附濃縮器，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪處理后的含有機(jī)溶劑的廢氣被分成兩個(gè)部分：可以直接排放的潔凈空氣和含高濃度有機(jī)溶劑的再生空氣?？梢灾苯优欧诺臐崈艨諝?，可以進(jìn)入噴漆空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用；高濃度的VOC氣體，其濃度大約為進(jìn)入系統(tǒng)前VOC濃度的10倍左右，濃縮后的氣體再通過(guò)回收式熱力焚燒系統(tǒng)（或其他設(shè)備）進(jìn)行高溫焚燒處理，焚燒產(chǎn)生的熱量分別為烘干室供熱和沸石轉(zhuǎn)輪脫附供熱，熱量被充分利用，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
沸石轉(zhuǎn)輪廢氣處理設(shè)備技術(shù)性能及特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)；高吸、脫附效率,使原本高風(fēng)量、低濃度的VOC廢氣,轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設(shè)備的成本；沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOC所產(chǎn)生的壓降極低,可大大減少電力能耗；整體系統(tǒng)采預(yù)組及模塊化設(shè)計(jì),具備了z小的空間需求,且提供了持續(xù)性及無(wú)人化的操控模式；經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪濃縮后的廢氣,可達(dá)到g家排放標(biāo)準(zhǔn)；吸附劑使用不ke燃性疏水沸石，使用更安q；缺點(diǎn)是一次性投資較高。
