四川省汽車行業(yè)有機(jī)廢氣治理現(xiàn)狀及展望

楊凱　黃慶　劉政　王紅磊

摘要：介紹了常用的有機(jī)廢氣處理工藝和四川省幾家大型汽車制造企業(yè)有機(jī)廢氣處理措施，分析了目前四川省汽車行業(yè)有機(jī)廢氣治理措施存在的問題，并提出了減少VOCs排放的措施和建議。

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè)；有機(jī)廢氣；治理措施；展望

中圖分類號：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）08023704

[FL（2K2]

1引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（ VOCs） 一般是指在常溫常壓下飽和蒸氣壓> 70Pa、沸點(diǎn)< 260℃的有機(jī)化合物的總稱，包括脂肪烴、芳香烴、含鹵烴類、含氧烴類、含氮烴和含硫烴類等[1]。VOCs 在太陽光照射下可與NOx 發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的原因之一，對環(huán)境和人體健康存在嚴(yán)重危害，可引起人體致癌、致畸和動植物中毒。目前，VOCs 已經(jīng)成為我國重點(diǎn)城市群和重點(diǎn)區(qū)域大氣復(fù)合污染的重要前體物質(zhì)之一，是產(chǎn)生PM2的潛在因素，并且加重了霧霾的危害性，所以VOCs的治理迫在眉睫。

汽車制造過程中涂裝工段是汽車制造業(yè)中的高能耗、高污染環(huán)節(jié)。該工段將產(chǎn)生大量的VOCs，主要來源包括： 噴漆廢氣，主要包括芳香烴、醇醚類和酯類有機(jī)溶劑；平流廢氣，在噴涂之后、烘干之前要進(jìn)行流平晾置，其過程將產(chǎn)生有機(jī)廢氣，成分與噴漆室排風(fēng)廢氣的成分相近，但不含漆霧；烘干廢氣，其成分比較復(fù)雜，包含有機(jī)溶劑、樹脂固化、熱分解生成物等，電泳、中涂和面漆烘干均有有機(jī)廢氣排放，但成分與濃度差別較大；補(bǔ)漆廢氣。隨著國家相關(guān)環(huán)保法規(guī)的完善和節(jié)能減排的加強(qiáng)，如何減少VOCs的排放，采取有效的有機(jī)廢氣處理措施，是每個(gè)汽車制造企業(yè)必須認(rèn)真思考的問題。

2常用的有機(jī)廢氣處理方法

目前，國內(nèi)常用的有機(jī)廢氣處理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、燃燒法、生物法等。

21吸附法

吸附法利用多孔性固體吸附劑處理氣態(tài)污染物，使其中的一種或幾種組分，在固體吸附劑表面，在分子引力或化學(xué)鍵力的作用下，被吸附在固體表面，從而達(dá)到去除凈化的目的，是最廣泛應(yīng)用的有機(jī)廢氣處理方法之一。吸附法與其它方法相比具有工藝成熟、去除效率高、不需要加熱，能耗低等的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是處理設(shè)備龐大，吸附容量有限、需對吸附劑進(jìn)行定期更換，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易失效等[2]。

決定吸附法處理廢氣效率的關(guān)鍵是吸附劑。對吸附劑的要求是具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大， 吸附性能好， 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 耐酸堿、耐水、耐高溫高壓， 不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑為活性炭、沸石等[3]。

22吸收法

吸收法是利用有機(jī)廢氣能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的有機(jī)物，從而達(dá)到分離凈化效果。吸收法具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、工藝流程短、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但吸收劑的選擇、廢吸收劑的回收、再生及二次污染的治理成為了該方法應(yīng)用和發(fā)展的制約因素。目前吸收有機(jī)氣體的主要吸收劑仍是油類物質(zhì)。日本的上殊勇等研究了利用環(huán)糊精作為有機(jī)鹵化物的捕集材料，根據(jù)環(huán)糊精對有機(jī)鹵化物親和力極強(qiáng)的原理，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑，在有機(jī)鹵化物和其他有機(jī)化合物共存時(shí)，對有機(jī)鹵化物進(jìn)行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染，捕集后解吸率高，節(jié)省能源，可反復(fù)使用的特點(diǎn)[4，]。

23冷凝法

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程?？刹捎美鋮s法、壓縮法，或兩者結(jié)合。冷凝法一般用于高濃度有機(jī)廢氣的回收或預(yù)處理，當(dāng)要回收有機(jī)物時(shí)，通常要求廢氣的濃度高、組分單一[6]。

24燃燒法

燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法主要是采用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒，將混合氣體加熱，使有害物質(zhì)在高溫作用下分解為無害物質(zhì)。該方法工藝簡單、投資小，但只適用于高濃度、小風(fēng)量的廢氣，也存在依賴輔助燃料、安全隱患和過程控制難等方面的局限性。催化燃燒是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解成CO2和2O并釋放熱量，主要優(yōu)點(diǎn)是VOC去除率高，一般可達(dá)90%以上，不產(chǎn)生二次污染物[7]。

目前常用的燃燒法有RO 蓄熱式氧化法、AR 回收式熱力燃燒法、四元體直接燃燒法、RCO 蓄熱式催化氧化法等。

2生物法

生物法將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，利用各種微生物以廢氣中的有機(jī)成分作為養(yǎng)分，使污染空氣在填料床層中進(jìn)行生物處理，經(jīng)過必要的代謝與降解過程，將其轉(zhuǎn)化為CO2、2O、簡單的細(xì)胞組成物質(zhì)或無機(jī)物。該方法最早由美國開始應(yīng)用，至今已經(jīng)有0 多年的歷史。目前，已先后開發(fā)出不同的生物凈化系統(tǒng)，包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等技術(shù)。該工藝具有設(shè)備簡單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備龐大、有選擇性、運(yùn)行條件也較為苛刻[8]。

3四川省汽車企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣治理措

施及存在的問題

目前，四川省已建成的大型汽車制造的企業(yè)有一汽-大眾汽車有限公司成都分公司（包括一、二、三期工程，共計(jì)年產(chǎn)4萬輛轎車）、四川一汽豐田汽車有限公司（年產(chǎn)000輛中型客車、4萬輛越野車）、浙江豪情汽車制造有限公司成都分公司（年產(chǎn)萬輛乘用車）、成都大運(yùn)汽車集團(tuán)有限公司（年產(chǎn)6萬輛載貨汽車）、一汽解放青島汽車廠成都分廠（年產(chǎn)3萬輛貨車）、四川現(xiàn)代汽車有限公司（年產(chǎn)16萬輛載貨車）等大型整車制造企業(yè)。根據(jù)調(diào)查，上述企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣處理措施見表1。endprint

摘要：介紹了常用的有機(jī)廢氣處理工藝和四川省幾家大型汽車制造企業(yè)有機(jī)廢氣處理措施，分析了目前四川省汽車行業(yè)有機(jī)廢氣治理措施存在的問題，并提出了減少VOCs排放的措施和建議。

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè)；有機(jī)廢氣；治理措施；展望

中圖分類號：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）08023704

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1引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（ VOCs） 一般是指在常溫常壓下飽和蒸氣壓> 70Pa、沸點(diǎn)< 260℃的有機(jī)化合物的總稱，包括脂肪烴、芳香烴、含鹵烴類、含氧烴類、含氮烴和含硫烴類等[1]。VOCs 在太陽光照射下可與NOx 發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的原因之一，對環(huán)境和人體健康存在嚴(yán)重危害，可引起人體致癌、致畸和動植物中毒。目前，VOCs 已經(jīng)成為我國重點(diǎn)城市群和重點(diǎn)區(qū)域大氣復(fù)合污染的重要前體物質(zhì)之一，是產(chǎn)生PM2的潛在因素，并且加重了霧霾的危害性，所以VOCs的治理迫在眉睫。

汽車制造過程中涂裝工段是汽車制造業(yè)中的高能耗、高污染環(huán)節(jié)。該工段將產(chǎn)生大量的VOCs，主要來源包括： 噴漆廢氣，主要包括芳香烴、醇醚類和酯類有機(jī)溶劑；平流廢氣，在噴涂之后、烘干之前要進(jìn)行流平晾置，其過程將產(chǎn)生有機(jī)廢氣，成分與噴漆室排風(fēng)廢氣的成分相近，但不含漆霧；烘干廢氣，其成分比較復(fù)雜，包含有機(jī)溶劑、樹脂固化、熱分解生成物等，電泳、中涂和面漆烘干均有有機(jī)廢氣排放，但成分與濃度差別較大；補(bǔ)漆廢氣。隨著國家相關(guān)環(huán)保法規(guī)的完善和節(jié)能減排的加強(qiáng)，如何減少VOCs的排放，采取有效的有機(jī)廢氣處理措施，是每個(gè)汽車制造企業(yè)必須認(rèn)真思考的問題。

2常用的有機(jī)廢氣處理方法

目前，國內(nèi)常用的有機(jī)廢氣處理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、燃燒法、生物法等。

21吸附法

吸附法利用多孔性固體吸附劑處理氣態(tài)污染物，使其中的一種或幾種組分，在固體吸附劑表面，在分子引力或化學(xué)鍵力的作用下，被吸附在固體表面，從而達(dá)到去除凈化的目的，是最廣泛應(yīng)用的有機(jī)廢氣處理方法之一。吸附法與其它方法相比具有工藝成熟、去除效率高、不需要加熱，能耗低等的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是處理設(shè)備龐大，吸附容量有限、需對吸附劑進(jìn)行定期更換，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易失效等[2]。

決定吸附法處理廢氣效率的關(guān)鍵是吸附劑。對吸附劑的要求是具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大， 吸附性能好， 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 耐酸堿、耐水、耐高溫高壓， 不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑為活性炭、沸石等[3]。

22吸收法

吸收法是利用有機(jī)廢氣能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的有機(jī)物，從而達(dá)到分離凈化效果。吸收法具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、工藝流程短、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但吸收劑的選擇、廢吸收劑的回收、再生及二次污染的治理成為了該方法應(yīng)用和發(fā)展的制約因素。目前吸收有機(jī)氣體的主要吸收劑仍是油類物質(zhì)。日本的上殊勇等研究了利用環(huán)糊精作為有機(jī)鹵化物的捕集材料，根據(jù)環(huán)糊精對有機(jī)鹵化物親和力極強(qiáng)的原理，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑，在有機(jī)鹵化物和其他有機(jī)化合物共存時(shí)，對有機(jī)鹵化物進(jìn)行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染，捕集后解吸率高，節(jié)省能源，可反復(fù)使用的特點(diǎn)[4，]。

23冷凝法

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。可采用冷卻法、壓縮法，或兩者結(jié)合。冷凝法一般用于高濃度有機(jī)廢氣的回收或預(yù)處理，當(dāng)要回收有機(jī)物時(shí)，通常要求廢氣的濃度高、組分單一[6]。

24燃燒法

燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法主要是采用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒，將混合氣體加熱，使有害物質(zhì)在高溫作用下分解為無害物質(zhì)。該方法工藝簡單、投資小，但只適用于高濃度、小風(fēng)量的廢氣，也存在依賴輔助燃料、安全隱患和過程控制難等方面的局限性。催化燃燒是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解成CO2和2O并釋放熱量，主要優(yōu)點(diǎn)是VOC去除率高，一般可達(dá)90%以上，不產(chǎn)生二次污染物[7]。

目前常用的燃燒法有RO 蓄熱式氧化法、AR 回收式熱力燃燒法、四元體直接燃燒法、RCO 蓄熱式催化氧化法等。

2生物法

生物法將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，利用各種微生物以廢氣中的有機(jī)成分作為養(yǎng)分，使污染空氣在填料床層中進(jìn)行生物處理，經(jīng)過必要的代謝與降解過程，將其轉(zhuǎn)化為CO2、2O、簡單的細(xì)胞組成物質(zhì)或無機(jī)物。該方法最早由美國開始應(yīng)用，至今已經(jīng)有0 多年的歷史。目前，已先后開發(fā)出不同的生物凈化系統(tǒng)，包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等技術(shù)。該工藝具有設(shè)備簡單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備龐大、有選擇性、運(yùn)行條件也較為苛刻[8]。

3四川省汽車企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣治理措

施及存在的問題

目前，四川省已建成的大型汽車制造的企業(yè)有一汽-大眾汽車有限公司成都分公司（包括一、二、三期工程，共計(jì)年產(chǎn)4萬輛轎車）、四川一汽豐田汽車有限公司（年產(chǎn)000輛中型客車、4萬輛越野車）、浙江豪情汽車制造有限公司成都分公司（年產(chǎn)萬輛乘用車）、成都大運(yùn)汽車集團(tuán)有限公司（年產(chǎn)6萬輛載貨汽車）、一汽解放青島汽車廠成都分廠（年產(chǎn)3萬輛貨車）、四川現(xiàn)代汽車有限公司（年產(chǎn)16萬輛載貨車）等大型整車制造企業(yè)。根據(jù)調(diào)查，上述企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣處理措施見表1。endprint

摘要：介紹了常用的有機(jī)廢氣處理工藝和四川省幾家大型汽車制造企業(yè)有機(jī)廢氣處理措施，分析了目前四川省汽車行業(yè)有機(jī)廢氣治理措施存在的問題，并提出了減少VOCs排放的措施和建議。

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè)；有機(jī)廢氣；治理措施；展望

中圖分類號：X1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）08023704

[FL（2K2]

1引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（ VOCs） 一般是指在常溫常壓下飽和蒸氣壓> 70Pa、沸點(diǎn)< 260℃的有機(jī)化合物的總稱，包括脂肪烴、芳香烴、含鹵烴類、含氧烴類、含氮烴和含硫烴類等[1]。VOCs 在太陽光照射下可與NOx 發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的原因之一，對環(huán)境和人體健康存在嚴(yán)重危害，可引起人體致癌、致畸和動植物中毒。目前，VOCs 已經(jīng)成為我國重點(diǎn)城市群和重點(diǎn)區(qū)域大氣復(fù)合污染的重要前體物質(zhì)之一，是產(chǎn)生PM2的潛在因素，并且加重了霧霾的危害性，所以VOCs的治理迫在眉睫。

汽車制造過程中涂裝工段是汽車制造業(yè)中的高能耗、高污染環(huán)節(jié)。該工段將產(chǎn)生大量的VOCs，主要來源包括： 噴漆廢氣，主要包括芳香烴、醇醚類和酯類有機(jī)溶劑；平流廢氣，在噴涂之后、烘干之前要進(jìn)行流平晾置，其過程將產(chǎn)生有機(jī)廢氣，成分與噴漆室排風(fēng)廢氣的成分相近，但不含漆霧；烘干廢氣，其成分比較復(fù)雜，包含有機(jī)溶劑、樹脂固化、熱分解生成物等，電泳、中涂和面漆烘干均有有機(jī)廢氣排放，但成分與濃度差別較大；補(bǔ)漆廢氣。隨著國家相關(guān)環(huán)保法規(guī)的完善和節(jié)能減排的加強(qiáng)，如何減少VOCs的排放，采取有效的有機(jī)廢氣處理措施，是每個(gè)汽車制造企業(yè)必須認(rèn)真思考的問題。

2常用的有機(jī)廢氣處理方法

目前，國內(nèi)常用的有機(jī)廢氣處理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、燃燒法、生物法等。

21吸附法

吸附法利用多孔性固體吸附劑處理氣態(tài)污染物，使其中的一種或幾種組分，在固體吸附劑表面，在分子引力或化學(xué)鍵力的作用下，被吸附在固體表面，從而達(dá)到去除凈化的目的，是最廣泛應(yīng)用的有機(jī)廢氣處理方法之一。吸附法與其它方法相比具有工藝成熟、去除效率高、不需要加熱，能耗低等的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是處理設(shè)備龐大，吸附容量有限、需對吸附劑進(jìn)行定期更換，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易失效等[2]。

決定吸附法處理廢氣效率的關(guān)鍵是吸附劑。對吸附劑的要求是具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大， 吸附性能好， 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 耐酸堿、耐水、耐高溫高壓， 不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑為活性炭、沸石等[3]。

22吸收法

吸收法是利用有機(jī)廢氣能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓的油類作為吸收劑來吸收廢氣中的有機(jī)物，從而達(dá)到分離凈化效果。吸收法具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、工藝流程短、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但吸收劑的選擇、廢吸收劑的回收、再生及二次污染的治理成為了該方法應(yīng)用和發(fā)展的制約因素。目前吸收有機(jī)氣體的主要吸收劑仍是油類物質(zhì)。日本的上殊勇等研究了利用環(huán)糊精作為有機(jī)鹵化物的捕集材料，根據(jù)環(huán)糊精對有機(jī)鹵化物親和力極強(qiáng)的原理，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑，在有機(jī)鹵化物和其他有機(jī)化合物共存時(shí)，對有機(jī)鹵化物進(jìn)行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染，捕集后解吸率高，節(jié)省能源，可反復(fù)使用的特點(diǎn)[4，]。

23冷凝法

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。可采用冷卻法、壓縮法，或兩者結(jié)合。冷凝法一般用于高濃度有機(jī)廢氣的回收或預(yù)處理，當(dāng)要回收有機(jī)物時(shí)，通常要求廢氣的濃度高、組分單一[6]。

24燃燒法

燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法主要是采用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒，將混合氣體加熱，使有害物質(zhì)在高溫作用下分解為無害物質(zhì)。該方法工藝簡單、投資小，但只適用于高濃度、小風(fēng)量的廢氣，也存在依賴輔助燃料、安全隱患和過程控制難等方面的局限性。催化燃燒是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解成CO2和2O并釋放熱量，主要優(yōu)點(diǎn)是VOC去除率高，一般可達(dá)90%以上，不產(chǎn)生二次污染物[7]。

目前常用的燃燒法有RO 蓄熱式氧化法、AR 回收式熱力燃燒法、四元體直接燃燒法、RCO 蓄熱式催化氧化法等。

2生物法

生物法將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，利用各種微生物以廢氣中的有機(jī)成分作為養(yǎng)分，使污染空氣在填料床層中進(jìn)行生物處理，經(jīng)過必要的代謝與降解過程，將其轉(zhuǎn)化為CO2、2O、簡單的細(xì)胞組成物質(zhì)或無機(jī)物。該方法最早由美國開始應(yīng)用，至今已經(jīng)有0 多年的歷史。目前，已先后開發(fā)出不同的生物凈化系統(tǒng)，包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等技術(shù)。該工藝具有設(shè)備簡單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備龐大、有選擇性、運(yùn)行條件也較為苛刻[8]。

3四川省汽車企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣治理措

施及存在的問題

目前，四川省已建成的大型汽車制造的企業(yè)有一汽-大眾汽車有限公司成都分公司（包括一、二、三期工程，共計(jì)年產(chǎn)4萬輛轎車）、四川一汽豐田汽車有限公司（年產(chǎn)000輛中型客車、4萬輛越野車）、浙江豪情汽車制造有限公司成都分公司（年產(chǎn)萬輛乘用車）、成都大運(yùn)汽車集團(tuán)有限公司（年產(chǎn)6萬輛載貨汽車）、一汽解放青島汽車廠成都分廠（年產(chǎn)3萬輛貨車）、四川現(xiàn)代汽車有限公司（年產(chǎn)16萬輛載貨車）等大型整車制造企業(yè)。根據(jù)調(diào)查，上述企業(yè)噴涂有機(jī)廢氣處理措施見表1。endprint