摘要:主要介绍整车涂装车间的废气产生环节和典型废气治理的技术与应用,
关键词: 大气污染防治；废气治理；VOCs； RTO；TAR；
引言：
当前，大家越来越重视大气污染防治，李克强总理的2019年政府工作报告中指出，污染防治要聚焦打赢蓝天保卫战等重点任务，加强污染防治重大科技攻关，重点地区细颗粒物（PM2.5）浓度继续下降，加强工业、燃煤、机动车三大污染源治理。研究表明，挥发性有机物（VOCs）是工业排放造成雾霾的重要污染源，为加强VOCs治理力度，各地相继颁布了严格的地方VOCs排放标准，结合涂装生产线的工艺流程、应用涂料等因素分析，部分废气排放点不能达标，需增加废气治理装置。
1涂装废气来源
涂装车间废气主要分为喷漆废气（喷涂环节）和烘干废气（烘干环节），喷漆废气的特点是风量大、污染物浓度低、含有颗粒物、常温高湿（大多使用湿式文丘里捕捉漆雾），喷漆废气中的污染物根据涂料的类型不同，大多存在芳香烃、醇醚类和酯类等成分，由于近几年环评要求严格，大力推行水性漆的同时要求必须增加废气治理设施，喷漆室的平均风速自动喷涂为0.3m/s、手工喷涂为0.5m/s，年排风量上百万立方米，从处理效果和项目投资及运行费用各角度，废气处理设施的科学选用至关重要。烘干废气的特点是污染物浓度高、高温，有害成分除了含有甲苯、二甲苯、非甲烷总烃外，还包含部分增塑剂或树脂单体等挥发物、热分解生产物和反应生成物。同时，烘干废气中含有恶臭物质(甲乙酮肟)，为满足GB14554《恶臭污染物排放标准》，消除恶臭物质的扰民影响，涂装烘干废气必须进行处理。
2涂装废气减排、治理技术及应用
2.1减少废气的产生
首先，使用环保型涂料，推荐选用水性漆。目前新建生产线环评均要求使用水性漆，水性漆已普及到各涂装行业。水性漆的主要成分是水，溶剂含量约为20%-25%，远远低于溶剂型涂料。使用水性漆，可以从根源上减少废气中VOCs的排放量。其次，提高涂料利用率，减少涂料使用量。汽车涂装过程中常以喷涂形式使用涂料，在喷涂过程中产生较多漆雾，漆雾是喷漆废气中的颗粒物来源，因此，提高涂料利用率可以大大降低废气中的颗粒物，降低废气处理难度。不同喷涂方法的涂料利用率不同，只有采用大容量低压空气喷枪或静电喷涂才能满足至少65%的涂料利用率，采用机器人喷涂也可以提高涂料利用率，目前国内涂装行业正在推行内喷机器人，即整条涂装线喷涂实现无人化，全部使用机器人喷涂，极大地提高了涂料的利用率。最后，采用循环风技术，减少废气排放量。喷漆系统是汽车车身涂装车间能耗最大的系统，喷漆系统能耗占涂装车间总能耗的48%左右，因此如何降低喷漆系统的能耗，尤其是喷漆调温、调湿的能耗，是涂装工艺环节节能减排的关键所在。空调循环风技术的应用主要是用于降低喷漆系统的能源消耗，机器人喷涂（包括内喷和外喷）技术的应用，让空调循环风得到充分的利用，可回用约70%的风量，大大减少了排气量，但浓度相应的提高，为最终废气治理设施的选用提供了前置条件。
2.2废气治理设施
喷漆废气治理设施的选用。喷漆废气的特点有：风量大、污染物浓度低、含有颗粒物、常温高湿。由于污染物浓度低，如果已经使用水性漆喷涂，使用传统的文丘里水床+漆雾捕捉药剂的方式来捕捉和收集喷漆室过喷的漆雾，各类污染物浓度基本可以达标，可不再增加废气治理设施，收集后高空排放即可，目前行业内的生产线水性漆喷漆段的废气基本都是这样处置的。对于使用溶剂型涂料罩光漆产生的喷漆废气，由于传统的文丘里设施对VOCs的吸附作用很小，废气中除去颗粒物之外的污染物都容易超标，需进一步处理，一般采用两种方法：一是“活性炭吸附+催化燃烧”，二是“沸石浓缩转轮吸附+高温燃烧法(RTO/TNV)”，前者适用于小风量(小于10万m3/h)，后者适用于大风量(大于10万m3/h)。目前我公司使用韩国进口设备：两套沸石转轮和一套RTO，可处理风量22万m3/h，可实现达标排放，如图。
工作原理如下：待处理的喷漆室有机混合废气经引风机作用，先经过预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分，否则直接吸附会堵塞沸石的微缩孔，从而影响吸附效果，甚至失效，经过初步过滤后，相对纯净的有机废气进入沸石转轮吸附装置进行吸附净化处理，有机物质被沸石转轮特有的作用力截留在其内部，洁净气体排出，经过一段时间吸附后，沸石转轮达到饱和状态，转轮自动转动进入冷却和高温脱附区域。沸石转轮脱附出来的高浓度废气直接进入RTO蓄热式焚烧炉进行焚烧净化处理，废气焚烧后的氧化室高温气体与脱附废气通过热交换器进行热交换，使脱附废气换热(温度控制在150—2000c)后进入转轮脱附区进行脱附，沸石中的有机物受到热空气加热后从沸石中挥发出来，此时脱附出来的废气属于高浓度、小风量、高温度的有机废气，直接进入RTO焚烧炉氧化后释放出大量能量，有机物利用自身氧化燃烧释放出的热量维持自燃，如果脱附废气浓度足够高，RTO正常使用需要很少的天然气甚至不需要天然气，做到真正的节能环保，同时，整套装置安全、可靠、无二次污染。
烘干废气治理设施的选用。烘干废气的特点有污染物浓度高、高温、成分复杂。目前常用的不使用催化剂的烘干废气处理设施有两种，一种是蓄热式热氧化器（RTO），采用热氧化法处理中低浓度的有机废气，用陶瓷蓄热床换热器回收热量，蓄热床通过换向阀交替换向，将由燃烧室出来的高温气体热量蓄留，并预热进入蓄热床的有机废气，至一定温度(≥760℃)，致使有机废气在燃烧室发生氧化反应，生成二氧化碳和水，得到净化，排空。另一种回收式热力焚烧系统（TAR），烘干室有机废气经引风机送入到焚烧炉预热器进行热交换，升温到350℃以上，经特制的混合通道进入炉堂火焰区进一步升温，在650～760℃温度下，废气中有机成份分解，烟气经排烟风机引至热交换器进行热交换后，再经烟气循环换热装置、新风换热器进行换热，向烘干室保温区或两端风幕换热，换热后废气最后排空。目前我公司电泳烘干废气治理设施使用的是TAR，并对高温废气进行热力回收，用于工艺升温。面漆烘干废气治理设施使用的是RTO，同时，密封胶烘干废气也引入了三室RTO，确保废气的达标排放。
结束语：
涂装废气减排和治理技术是工业废气减排的重点，政府通过制定严格的地方标准，利用环评限批等手段大力推行水性漆的应用，强制使用废气治理设施，推荐使用回收式热力焚烧系统设备，加大对企业的节能减排帮扶力度，最终实现经济发展与碧水蓝天的共存共赢。
参考文献：
[1]《浅谈汽车涂装车间废气治理技术》-国瑞仪器
[2]《浅谈汽车涂装废气焚烧热力回收系统技术及经济分析》-高海军
论文作者:唐云辉
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/31
标签：废气论文; 喷漆论文; 涂装论文; 涂料论文; 污染物论文; 转轮论文; 浓度论文; 《防护工程》2019年第4期论文;