汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)是汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生“三廢”多的環(huán)節，其中涂裝廢氣是涂裝“三廢”的主要部分。涂裝車(chē)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(shí)的分解物，統稱(chēng)為揮發(fā)性有機化合物(VOCs)，其成份主要有甲苯和二甲苯。這些成份對人的健康和生活環(huán)境有害，并且有惡臭，人如果長(cháng)期吸入低濃度的有機廢氣，會(huì )引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病，是目前*的強烈致癌物。除此之外，有機廢氣對光化學(xué)煙霧、酸雨的形成起著(zhù)非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,開(kāi)發(fā)了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溶劑。為此，各國頒布了相應的法令，限制該類(lèi)氣體的排放，我國于1997年頒布并實(shí)施的GB16297《大氣污染綜合排放標準》，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)性有機溶劑。近年來(lái)，隨著(zhù)人們環(huán)保意識提高，環(huán)保法規不斷完善與執法力度不斷提高，汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)在新建涂裝線(xiàn)中需配置廢氣處理設備，對老的涂裝線(xiàn)也在逐步補充廢氣處理裝置，廢氣經(jīng)過(guò)處理達標后才能排放。針對不同的涂裝廢氣，不同的廠(chǎng)家采用了不同的方法，下面就汽車(chē)涂裝廢氣處理技術(shù)進(jìn)行初淺的分析探討。
 

　　根據汽車(chē)涂裝生產(chǎn)工藝，涂裝廢氣主要來(lái)自于噴涂、干燥過(guò)程。所排放的污染物主要為：噴漆時(shí)產(chǎn)生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的有機溶劑。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。有機溶劑主要來(lái)自于涂料使用過(guò)程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發(fā)性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。故涂裝中排放的有害廢氣的主要發(fā)生源為噴漆室、晾干室、烘干室。
 

　　1、汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)廢氣處理方法
 

　　1.1烘干過(guò)程有機廢氣的治理方案
 

　　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)程常用的廢氣處理措施有：蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)、蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)、TNV回收式熱力焚燒系統
 

　　1.1.1蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)
 

　　蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,簡(jiǎn)稱(chēng)RTO)是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機廢氣的節能型環(huán)保裝置。適用于大風(fēng)量、低濃度，適用于有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度在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(dòng)控制、操作簡(jiǎn)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(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統等組成。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，并預熱進(jìn)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，生成二氧化碳和水，得到凈化。典型的兩床式RTO主體結構一個(gè)燃燒室、兩個(gè)陶瓷填料床和四個(gè)切換閥組成(見(jiàn)下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到大限度的回收，熱回收率大于95%;處理有機廢氣時(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廢氣時(shí)，運行成本非常低。
 

　　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廢氣，有很多運動(dòng)部件，需要較多的維護工作。
 

　　1.1.2蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)
 

　　蓄熱式催化燃燒裝置(RegenerativeCatalyticOxidizer簡(jiǎn)稱(chēng)RCO)直接應用于中高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有機廢氣凈化。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(xiàn)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(xiàn)廢氣處理，可將能源回收用于烘干線(xiàn)，從而達到節約能源的目的。
 

　　蓄熱式催化燃燒治理技術(shù)是典型的氣-固相反應，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的進(jìn)行，提高了氧化反應的速率。在特定催化劑的作用下，有機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。
 

　　RCO裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統、自控系統、自動(dòng)閥門(mén)等幾個(gè)系統構成。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，排放的有機尾氣通過(guò)引風(fēng)機進(jìn)入設備的旋轉閥，通過(guò)選轉閥將進(jìn)口氣體和出口氣體*分開(kāi)。氣體首先通過(guò)陶瓷材料層1預熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換，其溫度幾乎達到催化層進(jìn)行催化氧化所設定的溫度，這時(shí)其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續通過(guò)加熱區(可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫，并維持在設定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應，即反應生成CO2和H2O，并釋放大量的熱量，以達到預期的處理效果。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。系統連續運轉、自動(dòng)切換。通過(guò)旋轉閥工作，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(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)有機成分、灰分含量低的有機廢氣的處理，對含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用，催化劑宜中毒;處理有機廢氣濃度在20%以下。
 

　　1.1.3TNV回收式熱力焚燒系統
 

　　回收式熱力焚燒系統(德語(yǔ)ThermischeNachverbrennung簡(jiǎn)稱(chēng)TNV)是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣，在高溫作用下，有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水，產(chǎn)生的高溫煙氣通過(guò)配套的多級換熱裝置加熱生產(chǎn)過(guò)程需要的空氣或熱水，充分回收利用氧化分解有機廢氣時(shí)產(chǎn)生的熱能，降低整個(gè)系統的能耗。因此，TNV系統是生產(chǎn)過(guò)程需要大量熱量時(shí)，處理含有機溶劑廢氣、理想的處理方式，對于新建涂裝生產(chǎn)線(xiàn)，一般采用TNV回收式熱力焚燒系統。
 

　　TNV系統由三大部分組成：廢氣預熱及焚燒系統、循環(huán)風(fēng)供熱系統、新風(fēng)換熱系統。該系統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、燃燒機及主煙道調節閥等組成。其工作過(guò)程為：用一臺高壓頭風(fēng)機將有機廢氣從烘干室內抽出，經(jīng)過(guò)廢氣焚燒集中供熱裝置的內置換熱器預熱后，到達燃燒室內，然后再通過(guò)燃燒機加熱，在高溫下(750℃左右)將有機廢氣進(jìn)行氧化分解，分解后的有機廢氣變成CO2和水。產(chǎn)生的高溫煙氣通過(guò)爐內的換熱器和主煙氣管道排出，排出的煙氣對烘干室的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱，為烘干室提供所需的熱量。在系統末端設置新風(fēng)換熱裝置，將系統余熱進(jìn)行后回收，將烘干室補充的新風(fēng)用煙氣加熱后送入烘干室。另外，在主煙氣管道上還設置有電動(dòng)調節閥，用于調節裝置出口的煙氣溫度，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：有機廢氣在燃燒室的逗留時(shí)間為1～2s;有機廢氣分解率大于99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調節比可達26∶1，高可達40∶1。
 

　　缺點(diǎn)：在處理低濃度有機廢氣時(shí)，運行成本較高;管式熱交換器只是在連續運行時(shí)，才有較長(cháng)的壽命。
 

　　1.2噴漆室、晾干室有機廢氣的治理方案
 

　　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(lèi)、酯類(lèi)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(活性碳或沸石作吸附劑)對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。
 

　　1.2.1活性炭吸附--脫附凈化裝置
 

　　采用蜂窩狀活性炭為吸附劑，結合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOCs和催化燃燒的原理,即將大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣通過(guò)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(jìn)行催化燃燒，有機物被氧化成無(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，達到廢熱利用和節能的目的。整套裝置由預濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關(guān)的風(fēng)機、閥門(mén)等組成。
 

　　活性炭吸附--脫附凈化裝置根據吸附和催化燃燒兩個(gè)基本原理設計，采用雙氣路連續工作，一個(gè)催化燃燒室，兩個(gè)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(shí)停止吸附，然后用熱氣流將有機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。當有機廢氣的濃度達到2000PPm以上時(shí)，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(mǎn)足燃燒和吸附所需的熱能，達到節能的目的。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，既適合于連續操作，也適合于間斷操作。
 

　　技術(shù)性能及特點(diǎn)：性能穩定，結構簡(jiǎn)便，安全可靠，節能省力，無(wú)二次污染。設備占地面積小，重量輕。極適用于大風(fēng)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(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，節能*。
 

　　缺點(diǎn)是，活性炭使用壽命短，運行成本高。
 

　　1.2.2沸石轉輪吸附--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(fēng)量的VOCs廢氣，經(jīng)沸石轉輪濃縮轉換成小風(fēng)量、高濃度的氣體，可以降低后端終處理設備的運行成本。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(diǎn)是前期投資高。
 

　　沸石轉輪吸附-凈化裝置是一種可連續進(jìn)行吸附和脫附操作的氣體凈化裝置。沸石轉輪兩側由特制的密封裝置分成三個(gè)區域：吸附區、解吸(再生)區及冷卻區域。該系統的工作過(guò)程是：沸石轉輪以較低的速度連續轉動(dòng)，循環(huán)通過(guò)吸附區和解吸(再生)區及冷卻區域;低濃度、大風(fēng)量的廢氣連續不斷地通過(guò)轉輪的吸附區時(shí)，廢氣中的VOCs被轉輪的沸石吸附，被吸附凈化后的氣體直接排放;輪子吸附的有機溶劑隨著(zhù)轉輪的轉動(dòng)被送到解吸(再生)區，再用小風(fēng)量熱風(fēng)連續地通過(guò)解吸區，被吸附到轉輪上的VOCs在解吸區受熱脫附實(shí)現再生，VOCs廢氣隨熱風(fēng)一起排出;轉輪轉至冷卻區域進(jìn)行冷卻降溫后可重新進(jìn)行吸附，隨著(zhù)轉輪的不斷轉動(dòng)，吸附、解吸、冷卻循環(huán)進(jìn)行，確保廢氣處理持續穩定的運行。
 

　　沸石轉輪裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)濃縮器，經(jīng)過(guò)轉輪處理后的含有機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)入噴漆空調通風(fēng)系統進(jìn)行循環(huán)使用;高濃度的VOCs氣體，其濃度大約為進(jìn)入系統前VOCs濃度的10倍左右，濃縮后的氣體再通過(guò)TNV回收式熱力焚燒系統(或其他設備)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輪脫附供熱，熱量被充分利用，達到節能減排的效果。
 

　　技術(shù)性能及特點(diǎn)：結構簡(jiǎn)單，維護方便，使用壽命長(cháng);高吸、脫附效率,使原本高風(fēng)量、低濃度的VOCss廢氣，轉換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設備的成本;沸石轉輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗;整體系統采預組及模塊化設計，具備了小的空間需求，且提供了持續性及無(wú)人化的操控模式;經(jīng)過(guò)轉輪濃縮后的廢氣，可達到國家排放標準;吸附劑使用不可燃性疏水沸石，使用更安全;缺點(diǎn)是一次性投資較高。