摘要：在汽车喷漆加工中会产生大量废气，携带VOCs有机废气和漆雾，严重污染大气环境。对有机废气处理技术进行分析研究，探讨汽车喷漆废气中VOCs的组分，喷漆室以及烘干室的废气特点，并且对现有处理工艺进行讨论，主要是针对汽车喷漆废气VOCs处理技术的组合处理方案，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：汽车喷漆废气；VOCs；处理技术；应用进展
挥发性有机物属于参与大气光化学反应的含碳化合物质，不包含碳酸盐、二氧化碳、一氧化碳等物质，对环境危害比较大。汽车喷漆加工处理会释放出大量挥发性有机物，其中以VOCs废气为主。该类废气成分复杂，且大风量浓度比较低，会极大影响废气处理效果。以此必须对汽车喷漆加工VOCs废气排放情况进行监测，并且提出针对性地处理技术，以此降低汽车生产加工行业对大气污染的影响。
1、有机废气处理技术分析
在处理VOCs类废气时主要采用消除与回收技术，其中消除技术包含生物法、燃烧法以及催化氧化法等。回收技术包含膜分离法、吸收法和吸附法。按照VOCs处理技术的实际应用能够看出，处理技术会直接影响VOCs处理效果。VOCs浓度可以作为技术选择的依据。按照相关调研可以看出，高浓度气体具备回收价值，因此可以通过冷凝技术实施处理。针对浓度中等的气体来说，则可以应用吸附技术回收。对于没有回收价值的气体来说，则可以应用热力燃烧和催化燃烧等技术进行处理。由于VOCs成分比较复杂，且流量和浓度均不相同。不同处理技术均具备优势特点，因此如何选择适宜的技术已经成为VOCs污染处理的重要问题。
2、汽车喷漆废气中的VOCs
在汽车喷漆加工期间，VOCs包含芳香烃、二甲苯和甲苯等物质，主要产生于喷漆环节、流平环节以及烘干环节等。烘干室VOCs浓度比较高，且排气量小，在进行烘干时需要应用较多热能，因此可以应用直接燃烧法处理废气，燃烧温度控制在820摄氏度左右，辅助燃料为天然气。经过一系列检测可知，VOCs在进行烘干燃烧处理之后，苯浓度为每立方米0.2mg，二甲苯浓度为每立方米1.5mg，非甲烷总烃浓度为每立方米1.98mg。相比于烘干室来说，喷漆室废气中的VOCs浓度比较低，且风量大，废气中包含较多漆雾。因此会增加喷漆室废气中的VOCs的处理难度，必须应用多种处理技术组合方式才能够达到处理效果。
3、汽车喷漆废气中的VOCs处理方案比较
3.1脱附联合催化燃烧法
沸石浓缩转轮涉及到多个单元环节，因此需要先加工单元块，之后制作为陶瓷基体，置入沸石混合物中，对放置时间和溶液浓度进行控制，此时基体表面形成疏水性分子筛膜，其能够对废气中的VOCs进行吸附。
陶瓷基体沸石分子筛膜存在孔道和吸附容量，且再生能力和疏水性比较强。陶瓷孔穿过废气中的VOCs时，会借助浓度梯度作用使有机气体吸附在筛膜表面，并且扩散于内部，充分接触膜内孔壁。在吸附废气中的VOCs至饱和之后，使用热空气吹扫陶瓷孔，这样能够破坏沸石分子与废气中的VOCs分子之间的静吸力，此时就可以通过筛膜释放出有机气体分子，实现脱附处理。处于旋转状态的浓缩转轮可以循环进行吸附、饱和和脱附处理，可以不间断地从废气中的VOCs分理出有机气体。
图1为沸石浓缩转轮吸附/脱附工艺流程。通过恒定转轮速度转动，促使废气穿过吸附区，将洁净气体去除之后直接排放。转轮至脱附区域时，热空气可以带走浓缩有机废气至焚烧炉进行焚烧处理，再通过换热处理之后直接排放。转轮运行至冷却区域时，会冷却有机废气中的小量气体，之后再进行吸附处理。废气冷却之后置入换热器实施加热处理，之后运输到脱附区域进行脱附处理。
图1 沸石浓缩转轮吸附/脱附工艺流程
3.2预处理、活性炭吸附、催化燃烧联合处理方案
喷漆室所排放的废气中的VOCs会进行多级预处理，将漆雾小液滴和粉尘过滤掉。此种方法是应用活性碳吸附浓缩低浓度废气，在饱和之后引入热空气活性炭，使废气脱附之后进入到催化燃烧床上实施净化处理。在系统中循环使用热气体，也可以通过二级换热器回收热能。此种处理方法可以利用活性炭将浓度比较低的废气中的VOCs浓缩浓度比较高的废气中的VOCs，之后利用催化燃烧方法进行净化处理。通过结合催化燃烧法和吸附法，可以消除单一技法的不足。图2为预处理、活性炭吸附、催化燃烧联合处理方案工艺流程。
图2预处理、活性炭吸附、催化燃烧联合处理方案工艺流程
3.3预处理、活性炭吸附、脱附联合处理方案
喷漆室所排放的废气中的VOCs首先需要进行过滤处理，将将漆雾小液滴和粉尘过滤掉。之后利用漆雾分离器水洗处理之后，运送至活性碳吸附槽中。在经过活性碳层时，废气中的VOCs会被吸附到孔隙中，直接排放满足要求的气体。吸附槽经过吸附处理之后，吸附槽顶部穿透时会加入蒸汽溶剂，以此加强活性炭作用。有机溶剂脱附于活性炭时，进入冷凝器中凝结成液体，混合液进入油水分离槽时能够实现自动化分离。在经过分离处理之后，溶剂会进入储槽，废水直接排放。图3为预处理、活性炭吸附、脱附联合处理方案工艺流程。
图3预处理、活性炭吸附、脱附联合处理方案工艺流程
3.4生物降解处理法
此种处理方法的原理在于通过微生物代谢作用，可以将废气中的VOCs转化为水和二氧化碳，此处理过程需要应用生物洗涤器、过滤池和反应器等。此种技术适用于常温常压条件下，并且操作要求比较低，经济价值高，因此被广泛应用到废气中的VOCs处理中。针对低浓度且大风量废气中的VOCs来说，采用此种方法的便利性比较高。然而生物降解技术也存在弊端，必须确保废气有机物具备水溶性，因此真毒存在生物毒性的物质不具备较高的处理速率。汽车喷漆所产生的额废气中的VOCs主要成分为苯系污染物，水溶性极低。因此针对此种废气中的VOCs来说，为了提升处理速率，需要将表现活性剂添加到废气中的VOCs中，按照相关研究报答显示，甲苯在表面活性浓度低于临界值的胶束浓度的溶液中存在明显增溶解效果。部分学者在应用生物过滤法处理乙苯时，采用十六酸钾作为活性剂，以此提升净化效率，通过应用表面活性剂能够增加废气中的VOCs的水溶性，以此促进废气中的VOCs处理效果的提升。
4、结束语
综上所述，此次研究所提出的不同处理方案均具备优势特点，且多数汽车喷漆加工处理过程中开始应用水性漆，相应降低了油漆中废气中的VOCs含量。由于废气中的VOCs浓度降低，有效维护了生态环境。当前汽车实施喷漆处理时主要是应用沸石浓缩转轮联合催化燃烧处理技术，该项处理技术可以有效应用到废气量大，且浓度比较低的废气中的VOCs处理中，通过大量应用实践能够验证此种联合处理技术的实效性，因此值得推广应用。
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论文作者:吴艳萍,吕雄标,包诚磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
标签：废气论文; 喷漆论文; 浓度论文; 技术论文; 活性炭论文; 汽车论文; 转轮论文; 《基层建设》2019年第17期论文;