汽車(chē)涂裝車(chē)間噴涂廢氣處理的建議

馮妍

摘 要：為滿(mǎn)足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，涂裝車(chē)間噴漆廢氣的處理可考慮以下方法，如：廢氣焚燒裝置選擇RTO或TNV設(shè)備等。通過(guò)上述有效措施，可使廢氣中的VOCs含量達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，降低設(shè)備投入及運(yùn)行能耗，達(dá)到廢氣處理的目的。

關(guān)鍵詞：RTO TNV 循環(huán)風(fēng) 新風(fēng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U472.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（b）-0108-02

近年來(lái)，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展，環(huán)保法規(guī)不斷完善。北京、天津在汽車(chē)制造業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)方面做出了具體的規(guī)定，其中，2014年8月1日開(kāi)始對(duì)于天津市的排放量做出了明確的規(guī)定：非甲烷總烴排放濃度限值每立方米要控制在30mg范圍，單位涂裝面積VOCs排放量每平方米要控制在35g以?xún)?nèi)，各地區(qū)涂裝車(chē)間與現(xiàn)已投產(chǎn)的涂裝車(chē)間所需噴涂的廢氣要及時(shí)地做出處理。一般情況下，對(duì)于噴漆廢氣VOCs通常會(huì)通過(guò)RTO或TNV的方法進(jìn)行針對(duì)性處理。

1 噴漆廢氣處理方法介紹

油漆噴涂過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要為無(wú)機(jī)揮發(fā)性有機(jī)化合物，包含苯、甲苯以及二甲苯等，對(duì)于水性漆噴涂產(chǎn)生的廢氣，主要采用RTO或者TNV的方式進(jìn)行處理。RTO為蓄熱式焚燒設(shè)備，TNV為直然式焚燒設(shè)備。TNV由三部分構(gòu)成：廢氣焚燒系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)供熱系統(tǒng)以及新風(fēng)換熱系統(tǒng)，其工作原理為有機(jī)廢氣換熱器在進(jìn)行相關(guān)預(yù)熱處理的前提下，順利地達(dá)到燃燒室當(dāng)中，通過(guò)燃燒設(shè)備的加熱高溫處理會(huì)把有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)變成二氧化碳、水，溫度較高的煙氣經(jīng)換熱后通過(guò)煙道排放出去，同時(shí)，換出的熱會(huì)用于給烘干室的循環(huán)風(fēng)提供熱能，為整個(gè)烘干室供應(yīng)充分的熱能。其中，系統(tǒng)末端的位置進(jìn)行新風(fēng)換熱裝置的合理性設(shè)置，把整個(gè)系統(tǒng)中的熱量進(jìn)行回收，最后再把烘干室中的煙氣進(jìn)行加熱處理，隨后送達(dá)烘干室當(dāng)中。

原理如圖1所示。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，簡(jiǎn)稱(chēng)RTO），蓄熱式氧化爐，廢氣處理系統(tǒng)由廢氣過(guò)濾系統(tǒng)、沸石濃縮轉(zhuǎn)輪、氧化燃燒系統(tǒng)三部分組成，適用于處理低濃度、大風(fēng)量，或者含有腐蝕性的有機(jī)廢氣，其工作原理是：噴漆廢氣在經(jīng)過(guò)前期過(guò)濾，去除廢氣中的顆粒物后，經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪開(kāi)始不斷地濃縮，將廢氣中的有機(jī)物質(zhì)吸附在轉(zhuǎn)輪上，吸附后的氣體基本可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，從而減少焚燒氣體的量，其中，廢氣VOCs的濃度也發(fā)生了明顯的變化，不斷升高，與吸附處理后的氣體體積成反比，可達(dá)之前的10～20倍，對(duì)于此高濃度廢氣將其送至到氧化焚燒裝置當(dāng)中。在750℃以上燃燒，最后形成非常干凈的氣體排放出去。為能夠確保最終轉(zhuǎn)輪的處理成效，廢氣的進(jìn)口溫度通常控制在35℃以?xún)?nèi)，濕度<75%。其工作原理如圖2所示。

其中，經(jīng)過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)后的廢氣VOCs處理效率能達(dá)到90%以上（日本西部技研處理率達(dá)93%以上，美國(guó)蒙特處理率達(dá)90%以上），濃縮后的高濃度VOCs廢氣經(jīng)過(guò)熱氧化焚燒系統(tǒng)處理后，VOC處理效率達(dá)到95%以上。

TNV與RTO相比，TNV的處理率可達(dá)99%以上，處理效果較RTO干凈。其中TNV適用于有機(jī)廢氣的處理濃度較高，通常情況下處理量控制在5000～20000m3/h，對(duì)于施工工藝其熱量是要進(jìn)行再次回收二次利用的，并且一定要確保處理廢氣的整體穩(wěn)定性，從而達(dá)到較高的工作效率。其中，RTO比較適合在那些有機(jī)廢氣濃度低的情況下進(jìn)行應(yīng)用，此狀況下需進(jìn)行針對(duì)性處理的廢氣量是比較大的，這些廢氣帶有一定的腐蝕特征，對(duì)此要加以特別的注意。對(duì)于新建廠房，一般采用TNV熱力回收焚燒裝置。

2 噴漆室節(jié)能方法

在廢氣處理系統(tǒng)中，噴漆室采用循環(huán)風(fēng)方式可減少?lài)娖崾绎L(fēng)量，進(jìn)而降低廢氣處理系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。另外，閃干烘房的熱回收利用、廢氣焚燒裝置采用RTO設(shè)備或TNV設(shè)備，對(duì)廢氣進(jìn)行熱回收利用等都可減少?gòu)U氣處理的能耗，起到節(jié)能作用。

2.1 噴漆室采用循環(huán)風(fēng)方式

我國(guó)傳統(tǒng)涂裝車(chē)間多采用濕式噴房（文丘里或水旋）+全新送風(fēng)方式，即噴漆室采用的風(fēng)源為潔凈的新鮮空氣，空調(diào)供風(fēng)為一次性的，排氣不再循環(huán)利用，對(duì)于3C1B以及B1B2工藝，噴漆室體較長(zhǎng)，需處理的風(fēng)量較大，故運(yùn)行能耗較大。

在新建廠房時(shí)，噴漆室可采用循環(huán)風(fēng)供風(fēng)，在有人工手補(bǔ)及噴涂工位的廠房，可采用部分循環(huán)風(fēng)供風(fēng)，即將人工噴涂段及手補(bǔ)段送風(fēng)輸送到機(jī)器人噴涂段，以及色漆（清漆）流平段，減少新風(fēng)輸送量；若為全自動(dòng)機(jī)器人靜電噴涂，則可采用全部循環(huán)風(fēng)供風(fēng)方式，即機(jī)器人噴涂段的送風(fēng)除可采用流平、補(bǔ)漆段、氣封段返回的循環(huán)風(fēng)外，還包括噴漆段的排風(fēng)。其中排風(fēng)再循環(huán)處理包含干式再循環(huán)處理以及濕式再循環(huán)處理兩種方式，從漆前準(zhǔn)備段、風(fēng)幕、晾干間等排出的空氣含濕量不高，僅過(guò)濾即可循環(huán)使用，或經(jīng)干式漆霧捕集裝置處理過(guò)的噴漆室排風(fēng)，因其潔凈度（0.3mg/m3）已達(dá)標(biāo)，可直接循環(huán)利用，稱(chēng)為干式再循環(huán)；而經(jīng)濕式（水洗式）漆霧捕集裝置處理過(guò)的噴漆室含水量增大，需除濕調(diào)溫后才可循環(huán)利用，稱(chēng)為濕式再循環(huán)；無(wú)論是干式再循環(huán)以及濕式再循環(huán)，都僅能除掉排風(fēng)中的漆霧及顆粒物，VOC幾乎除不掉，故必須嚴(yán)格控制噴漆作業(yè)工位中的VOC含量，即在人工噴涂工位，VOC含量應(yīng)控制在國(guó)家安全衛(wèi)生許可標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在自動(dòng)噴涂區(qū)域（無(wú)人區(qū)）應(yīng)控制在消防濃度以下（即可燃?xì)怏w爆炸下限濃度的25%以下）。

2.2 閃干烘房的廢氣利用

針對(duì)水性漆噴涂的車(chē)間，其色漆通常為水性漆，噴涂后需進(jìn)入水汽烘干爐進(jìn)行烘烤，一般溫度會(huì)控制在80℃左右，采用天然氣作為動(dòng)能對(duì)空氣進(jìn)行加熱處理，其產(chǎn)生的廢氣一般直接排放到空氣中。隨著我國(guó)在環(huán)境保護(hù)方面法律規(guī)章制度的日益完善化，對(duì)于廢氣排放中VOC含量做出了明確的規(guī)定，故水汽烘干爐中產(chǎn)生的廢氣也需進(jìn)行焚燒處理。如果將廢氣直接送到廢氣焚燒系統(tǒng)燃燒，廢氣包含的VOC濃度較低，需處理的風(fēng)量較大，天然氣消耗量較大；如果將這些氣體與噴漆室內(nèi)的廢氣相結(jié)合，混合之后的廢氣溫度較高，極易造成濃縮轉(zhuǎn)輪效能的喪失。為防止減少轉(zhuǎn)輪的正常使用年限，通常會(huì)把閃干烘房排出的廢氣熱量用在新風(fēng)的加熱處理上。

一般情況下，閃干烘房中廢氣排放的溫度為80℃左右，其與閃干新風(fēng)通過(guò)板式換熱器進(jìn)行換熱，促使新風(fēng)的實(shí)際溫度升高25℃左右，從而實(shí)現(xiàn)熱能的回收與有效利用。在此過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)過(guò)換熱處理的廢氣排放時(shí)溫度大概在50℃左右，與噴漆室廢氣互相混合，只會(huì)促使廢氣的溫度得到小范圍的溫度升高，不會(huì)影響轉(zhuǎn)輪的處理效率。這種方式不但能夠使得閃干廢氣的溫度得到明顯降低，同時(shí)有效降低了水蒸汽的含量，防止了廢氣在高濕度的狀況下對(duì)轉(zhuǎn)輪的正常使用年限造成的不利影響。

2.3 焚燒后的廢氣熱量利用

較為常見(jiàn)的廢氣焚燒裝置有RTO和TAR兩種，都是通過(guò)高溫把廢氣當(dāng)中的VOC燃燒進(jìn)行分解，從而形成二氧化碳和水，最后形成干凈的氣體然后排放出去。但是由于RTO與TAR設(shè)備在結(jié)構(gòu)上存在一定的差異性，二者在出口位置上排放的溫度是有所不同的，其中，前者的溫度能夠達(dá)到110℃～130℃左右，TAR溫度高達(dá)560℃左右。需要指出的是，TNV設(shè)備當(dāng)中TAR是非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，是由燃燒室、換熱器、燃燒機(jī)及主煙道調(diào)節(jié)閥共同構(gòu)成的，排放出去的煙氣能夠進(jìn)行焚燒室的廢氣預(yù)熱升溫，同時(shí)對(duì)烘干室進(jìn)入的新風(fēng)實(shí)施加熱處理。在正式開(kāi)始使用廢氣處理裝置的基礎(chǔ)上，RTO排放的110℃～130℃高溫氣體，其中大部分車(chē)間是通過(guò)非常直接的方式來(lái)進(jìn)行氣體排放的，如果把這種氣體利用換熱器來(lái)進(jìn)行加熱處理，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)換熱器便會(huì)有有機(jī)化合物的形成，這會(huì)給換熱器的整體運(yùn)行效率造成一定的影響。對(duì)此，通常會(huì)把這種氣體通過(guò)管道送達(dá)到漆渣處理區(qū)域，通過(guò)余熱對(duì)漆渣進(jìn)行烘干，盡可能地將漆渣的含水率降到最低的程度，這樣才能夠把漆渣處理成本掌控在最低的狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格化，我國(guó)在涂裝車(chē)間噴漆廢氣處理方面做出了系統(tǒng)性的要求。本篇論文介紹了廢氣處理中噴漆室循環(huán)風(fēng)技術(shù)、面漆閃干廢氣的余熱回用等幾種較為常見(jiàn)的處理方法。

這些方法的應(yīng)用可有效降低廢氣處理的設(shè)備投資以及運(yùn)行成本，起到節(jié)能效果，對(duì)新老車(chē)間廢氣處理改造起到了一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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