淺談客車項目塗裝廢氣處理技術

發布時間：2021-12-17 11 :13 瀏覽次數：

0 引言

隨著環（huán）保法規的日趨嚴格，人們對於汽（qì）車生產（chǎn）過程中的（de）廢（fèi）氣處理要求也是越（yuè）來越嚴（yán）格。對於客車項（xiàng）目而言，塗裝車間是產生廢氣的主要部門，選擇合適的處理技（jì）術和設備，不僅要滿足環境保護的相關法規要求，而且要經濟適用，這是項目設計過程中麵臨的重要課題。

1 生產廢氣（qì）處理方式綜述

生（shēng）產綱領為年產5 000輛以上的客車項目中，塗裝車間一（yī）般含陰極電泳底漆和中（zhōng）塗、麵漆、彩條漆及罩光漆噴塗工藝，塗裝工序在噴塗和烘幹過（guò）程中會產生對環（huán）境有害的有機廢氣（qì），這些有機廢氣中成分複雜，主要含有二甲苯（běn）等芳香（xiāng）烴（tīng）和其他非甲烷總烴，另外還含有醇、酯類有機（jī）物質。

有機廢氣的（de）處理技術可分為分解技術（shù）和吸附技術兩大類，其中分解技術主要指燃燒技術、催化氧化技術（shù）、生物降解技術以及低溫等離子技術等。通常情況下單獨使用（yòng）一種處（chù）理方法難以達到淨化要求，實際工程中往往采用兩種或多種技術組（zǔ）合才（cái）能達到較好的處理效果（guǒ）。

2 廢（fèi）氣處理技術（shù）的分析比（bǐ）較

2.1 噴漆廢氣處理

噴漆廢（fèi）氣通常排風風量大而且其中的有機廢氣濃度低，一般不易於直接處理（lǐ），需要先將廢氣濃縮，然（rán）後再進行（háng）處理（lǐ），達標後排放。

目前的廢（fèi）氣處（chù）理技術中，采（cǎi）用比較多的方式（shì）有“活性炭吸附+催化燃燒”和“沸石轉輪吸附+RTO”。

2.1.1 活性炭吸附+催化燃燒

“活性炭吸附+催化燃燒”處理（lǐ）技術是指（zhǐ）前端采用活性炭吸附濃縮，後端（duān）采用催化燃燒處（chù）理的方（fāng）法。活性炭吸附（fù）濃縮一般采用吸附性能好、氣流阻力小的蜂窩結構活性炭作（zuò）為吸附（fù）介質，噴（pēn）漆（qī）室排出的噴漆（qī）廢氣通過活性炭（tàn）吸附床與活性炭充分接觸吸附、淨化（huà），然後經小風量熱氣流進行脫附後，活性（xìng）炭獲得再生（shēng），同時生成小風量、高濃度的有機（jī）廢氣。高濃度的有機廢氣進（jìn）入後端，通（tōng）過催（cuī）化燃燒法進行處理。

催化燃燒法是通過使用催化劑，在一定的溫度條（tiáo）件下，通過催化劑的作（zuò）用將有機成分氧化分解成CO2和H2O，並（bìng）釋放出熱量的過（guò）程。催化燃燒（shāo）爐（lú）由預熱段、加熱段和催化（huà）床組成，廢（fèi）氣進入催化燃燒爐，預熱（rè）到反應溫（wēn）度（dù），然後通過催化床進行催化分解，終生成CO2和H2O，催化後的熱氣體與冷的廢氣進行換熱降溫後經（jīng）過排氣筒達（dá）標排放。

優點：設備投資較少，以處理10萬m3廢氣計算，設備投資約需200萬元（yuán）。

缺點：活性炭和催化劑使用壽命較短，一般兩年（nián）即需更換。運行過程中需要風機供電和催化（huà）處（chù）理部分電加熱預熱及維持運行，考慮更換（huàn）材料費用，綜合運行成本相對較高，每天約需1 000元（每10萬m3廢氣）。

2.1.2 沸石轉輪吸附+RTO

沸石分子篩轉輪吸附濃縮+催化燃燒RTO廢（fèi）氣（qì）處理係統是通過“吸附→脫附→濃縮”的連續變溫過（guò）程，將低濃（nóng）度、大風量有機廢氣轉（zhuǎn）化成高濃度、小流量的濃縮氣體，從而便於後續的處理。

沸石（shí）分子篩轉輪采用沸石作為吸附介質，吸附、脫附效果好（hǎo），濃縮比大，適合處理成分複（fù）雜的有（yǒu）機廢氣。鑒於沸石成分的穩定性，相對而言優（yōu）點很突出（chū），比如不易燃燒（活性炭在高溫（wēn）下容易燃燒（shāo）），消防（fáng）安全性（xìng）更好；比如（rú）吸附老化進程時間（jiān）長（活性炭老化失效時間較短，要求更新的頻率較高），因此可（kě）連續運行的時間較長，且脫附（fù）後剩餘濃度比較（jiào）穩定，更利於（yú）生產運行和控製。沸石分子篩轉輪吸附的結構包括處理（lǐ）區、脫附區和冷卻區，工（gōng）作時，隨著（zhe）吸附轉輪的轉動，形成一個連續吸附、脫附的（de）循環工作過程。含（hán）揮（huī）發性有機化合物（VOC）的廢氣先通過過濾裝置，過濾掉廢氣中漆霧顆粒和水分，送到沸石轉輪的處理區（qū）被轉輪中的吸附劑所吸附，淨化後（hòu）氣（qì）體從轉（zhuǎn）輪的處理區排（pái）出。吸附於沸石轉輪中的VOC在脫附區（也（yě）是再生區）經小風量熱氣流進行脫附後，沸石吸附介質獲得再生，同時（shí）生成小風（fēng）量、高濃度的（de）有（yǒu）機廢氣，送到後端RTO 中進行熱分解處理。

RTO即蓄熱式熱（rè）氧化（huà）器，在（zài）燃燒室內將有機廢氣加熱至一定溫（wēn）度（≥760 ℃），使廢氣中的有機物分解成CO2和H2O，達標高空排放；通過陶瓷蓄熱體將有機廢氣氧化分解產生的高溫氣體中的能量進行熱交換回收，再通過熱交換將新鮮的有（yǒu）機廢氣進行加熱分解，實現熱量循環利用，這樣（yàng）就可以減少甚至不（bú）使用額外的燃氣（qì）或（huò）燃料來為廢氣分解提（tí）供熱量，實（shí）現能量節約、循環利用的目的。陶瓷蓄熱體熱回（huí）收效（xiào）率可高達95%以上，在所處理的有機物濃度（dù）足夠高時，回收（shōu）氧化產生的（de）氣體餘熱可以維持燃燒室的溫度，就可以消耗少量甚（shèn）至不需消（xiāo）耗額外的燃料，實現環保和節能的雙重目標。

優點：沸石介質為無機氧化物，不燃，安全性高；設備運行費用（yòng）低，效率高、安全性好；過濾（lǜ）材料使用壽命較長，一般可使用10年左右。運行過程中（zhōng）需要風機供電和天然氣預熱及維持運行，運行費用每天不到（dào）100元（每10萬m3廢氣）。

缺點：設（shè）備投資較大，以處理10萬m3廢（fèi）氣計算，設備投資約需600萬元。

2.2 烘幹廢氣處理

烘幹廢氣有風量小、有機廢氣濃度高（gāo）的特點，一般可以直接處（chù）理，選擇采（cǎi）用TAR（廢氣（qì）焚燒（shāo）爐）或RTO即蓄熱式熱（rè）氧化器進行處（chù）理。

2.2.1 TAR（廢氣焚燒（shāo）爐）

TAR即廢氣焚燒爐（lú），是將廢氣的加熱與高溫氧化分解組合為一體的設備。烘幹室有（yǒu）機廢氣從（cóng）烘幹室排除來後經過（guò）熱交換進行預熱（rè），升溫到350 ~ 420 ℃，經（jīng）過混合通道進（jìn）入到烘幹設備加熱單元的（de）燃燒器火焰區，在650 ~ 760 ℃溫度的（de）火焰作用下，廢氣中有機成分分解為CO2和H2O，與燃燒煙氣混合，然後通過（guò）一係（xì）列熱交換器進行熱交換，對（duì）煙氣進行降溫，同時將（jiāng）熱量用來加熱烘幹（gàn）設備的熱空氣；換熱後的煙氣混合物達標高空排放。

一般情況下，烘幹設備設置1台TAR作為加熱單元，再（zài）設（shè）置多台（tái）三（sān）元體進行換熱，給烘幹設備供熱；另外設置1台新風（fēng）換熱器，為烘（hōng）幹設備進出口端部的風幕提供熱量。

2.2.2 RTO（蓄熱式熱氧化器）

RTO即蓄熱式（shì）熱氧化器（qì），上文已述。

2.2.3 TAR與RTO比較

1）流程

RTO係統是幾個烘爐廢氣集中送至蓄（xù）熱式RTO焚燒爐焚燒，直接排（pái）空，廢（fèi）氣排空溫度較高（gāo）。烘幹（gàn）室（shì）供熱由四元體單獨（dú）提供。

TAR係統的設計通常是單獨供熱，每台（tái）烘幹室單獨設置加熱單元和換熱單元，有機廢（fèi）氣通過燃燒器（qì）火焰區直接焚燒後產生熱量，燃氣火焰形成的熱量混合後直接（jiē）通（tōng）過換熱單元給設備（bèi）提供熱量。客車（chē）塗（tú）裝中的（de）烘幹室通常采用三元體（tǐ）換熱作為換熱熱備。

2）成本

單台RTO要比TAR設備投資（zī）成（chéng）本高，但RTO運行過程消耗的燃氣要比TAR低很多，TAR因為（wéi）要滿足烘幹（gàn）爐加熱需要，需要（yào）不間斷地消耗天（tiān）然氣。

3）適用性

電（diàn）泳烘幹基本可實現連續生產，采用TAR係統，造價低，運行過程中更加節能，適合單個烘（hōng）幹爐使（shǐ）用（yòng），可同時實現（xiàn）廢氣（qì）處（chù）理與加熱功能。

噴漆烘幹（gàn）基本上為間歇式生（shēng）產

設備（bèi）分布較為分散，單個烘幹爐廢氣（qì）排量較少，采用RTO係統僅用於處理廢氣，可以幾個烘幹爐共用（yòng）1套設備，既可減少設備投資，也可減少運行成本。

3 結語

為滿足相關（guān）環保排放要求，結合客車生產工（gōng）藝（yì）特點（diǎn），一般采取（qǔ）如下廢氣處理措施：

1）底漆（qī）采（cǎi）用陰（yīn）極電泳工藝，車（chē）身在水性溶液中通過電流作用完成底（dǐ）漆塗（tú）覆工作。電泳槽液中有機溶劑含量很（hěn）低，但通常會將親水性的有機溶劑（中、高（gāo）沸點的酯和（hé）醇係溶劑）加入槽（cáo）液添加（jiā）劑的配方中，這樣在使用過程（chéng）中可以提高塗料的水溶（róng）性並且增加電泳槽液的分散（sàn）穩定性，含量一般不超過2% ~ 3%。生產過程中隨著槽液揮發，會有少量有機廢氣排出，因（yīn）含量較低，一般不作特殊處（chù）理，通過電泳槽（cáo）上排氣風機、排（pái）氣筒高出車間屋麵排到大氣。

2）車身塗裝中塗采用（yòng）水性塗料，水性漆（qī）噴漆廢氣VOC含量較低，采用大風量稀釋後通過排氣筒高（gāo）空排放；麵漆和清漆采用溶劑型（xíng）雙組（zǔ）分塗料，噴漆廢氣中VOC含量相對（duì）較高，采用“漆霧過濾+除濕+吸附（fù）+催化燃燒”方式處理達標後，高空排放。

3）電（diàn）泳烘幹室產生的有機（jī）廢氣采用TAR廢（fèi）氣焚

燒爐直接燃燒法進行處理。

4）中塗、麵漆、彩條漆及罩光漆噴漆烘幹室廢氣采用RTO進行處理後達標排放。

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