淺析汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)應(yīng)用

艾靈 索志偉

摘 要：隨著社會節(jié)能環(huán)保意識的提升，各行各業(yè)的發(fā)展中逐漸添加了節(jié)能環(huán)保的部分。在汽車生產(chǎn)過程中，噴漆是必不可少的環(huán)節(jié)，但是噴漆帶來的廢氣污染比較嚴(yán)重，隨著汽車生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保要求的不斷提升，推動了汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)的發(fā)展。本文就汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)進(jìn)行介紹，結(jié)合汽車噴漆廢氣處理流程，探索汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)在噴漆廢氣處理中的有效應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：汽車噴漆；廢氣；VOCs處理技術(shù)；應(yīng)用

現(xiàn)階段，汽車噴漆廢氣的處理中，需要經(jīng)歷一系列的技術(shù)流程，針對汽車噴漆廢氣處理，采用VOCs處理技術(shù)進(jìn)行廢氣處理中，需要根據(jù)不同廢氣位置采取不同的廢氣處理方法，需要在廢氣處理中具體情況具體分析，這樣才能做到汽車噴漆廢氣的有效技術(shù)處理。

1.汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)簡介

目前 VOCs 的處理技術(shù)主要有兩類，一是回收技術(shù)，二是消除技術(shù)?；厥占夹g(shù)是通過物理的方法，改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離有機(jī)氣相污染物的方法，主要有吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、冷凝技術(shù)及膜分離技術(shù)。消除技術(shù)主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng)，用熱、光、催化劑和微生物將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)變成為二氧化碳和水等無毒害或低毒害的無機(jī)小分子化合物，主要治理技術(shù)有直接燃燒、催化燃燒、生物氧化、光催化氧化、等離子體破壞等。

對 VOCs 處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方式進(jìn)行分析可知，工業(yè)VOCs 氣體對于處理技術(shù)的實(shí)際選擇有重要的影響，結(jié)合實(shí)際的調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，若實(shí)際濃度處于 TVOC>10 000mg/m 3 則歸屬于有回收價值氣體的范疇，若氣體處于2 000～10 000mg/m 3 的濃度，就可以相應(yīng)的考慮應(yīng)用吸附技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對其的處理，尤其是針對濃度較高的氣體更應(yīng)當(dāng)著重處理，如若其本身的濃度較低時，則還可應(yīng)用膜分離技術(shù)來對其實(shí)現(xiàn)回收。值得一提的是，TVOC 的濃度小于2 000mg/m 3 時，這一氣體屬于不具備回收價值的氣體范圍，此時則可以運(yùn)用熱力燃燒或催化燃燒等方式實(shí)現(xiàn)對它的處理。

此外，還需注意 VOCs 氣體其內(nèi)部成分較為繁雜，它的流量和濃度等都會隨著外界條件的改變而發(fā)生變化，因此，在選擇 VOCs 處理技術(shù)的過程中，一定要結(jié)合具體的氣體特征，選用更為適宜的處理方法。

2.汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)處理流程

為了研究汽車噴漆廢氣處理的主要工藝流程，采用傳統(tǒng)溶劑型整車裝涂工藝為案例，對于這一汽車噴漆工藝流程中廢氣的產(chǎn)生工序進(jìn)行分析，這一噴漆裝涂工藝過程中，需要經(jīng)歷以下一連串的動作：清潔車身——脫脂——表調(diào)——磷化——陰極電泳——電泳烘干（產(chǎn)生廢氣）——鈑金打磨——粗密封——底板防護(hù)——細(xì)密封——PVC烘干（產(chǎn)生廢氣）——等離子風(fēng)——電泳清潔——人工噴中涂——涂裝機(jī)噴中涂（產(chǎn)生廢氣）——晾干——中涂烘干（產(chǎn)生廢氣）——中涂強(qiáng)冷——中涂打磨——面漆準(zhǔn)備——等離子風(fēng)——人工面漆（產(chǎn)生廢氣）——涂裝機(jī)面漆（產(chǎn)生廢氣）——空氣站自動噴金屬漆（產(chǎn)生廢氣——晾干——涂裝機(jī)噴罩光漆（產(chǎn)生廢氣）——面漆烘干（產(chǎn)生廢氣）——面漆強(qiáng)冷——修飾——檢查——裝飾——總裝?？梢娫谶@一系列的工藝流程中，噴漆和烘干環(huán)節(jié)是產(chǎn)生廢氣的主要環(huán)節(jié)，一般針對烘干室所產(chǎn)生的噴漆廢氣選擇直接燃燒法進(jìn)行處理，溫度在800-850℃，以天然氣作為輔燃材料，采用這種方法進(jìn)行噴漆廢氣處理，可以有效實(shí)現(xiàn)對于二甲苯、甲苯等有害氣體的高效處理。針對噴漆室產(chǎn)生的廢氣，目前大多是采用高空稀釋排放的方法進(jìn)行處理，但是實(shí)際的處理成效并不理想。

3.汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)在噴漆廢氣處理中的有效應(yīng)用途徑

傳統(tǒng)的溶劑型汽車涂裝方式落實(shí)時，將會產(chǎn)生大量的VOCs氣體，這一氣體中，涵蓋諸多的復(fù)雜成分，較為典型的有二甲苯、醚、酮、酯、醇以及芳香烴等，這些氣體大多出現(xiàn)在烘干、噴漆以及流平等環(huán)節(jié)中，其中的VOCs氣體在噴漆的過程中將會得到相應(yīng)的揮發(fā)，大約會揮發(fā)15%，在烘干的環(huán)節(jié)此氣體也會出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，其中的85%將會在此環(huán)節(jié)予以消除。

3.1針對烘干室廢氣的VOCs技術(shù)處理

因為烘干室烘干環(huán)境中，溫度高達(dá)800-850℃，在高溫情況下，氣體能夠進(jìn)行有效揮發(fā)，因此，烘干室中的VOCs氣體濃度也更高。在烘干室烘干工作中，排氣量較小，在烘干的過程中，可能需要不同的熱源來維持烘干作業(yè)。在烘干過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，也可以借助烘干室的高溫環(huán)境，實(shí)現(xiàn)燃燒處理。在烘干室廢氣的燃燒處理中，因為天然氣易燃性較好，因此成為汽車噴漆廢氣燃燒處理的主要輔燃材料。通過對汽車噴漆廢氣的高溫燃燒處理，廢氣中的二甲苯、甲苯等有害氣體的處理率能夠達(dá)到90%以上，處理效果明顯。

3.2針對噴漆室廢氣的VOCs技術(shù)處理

相對于烘干室中的汽車噴漆廢氣濃度來說，噴漆室的廢氣濃度明顯較低。噴漆室中可會發(fā)有機(jī)物所經(jīng)受的風(fēng)量較大，在VOCs氣體中更是摻雜了很多漆霧，因此，針對噴漆室內(nèi)部的有機(jī)廢氣處理的流程也更為復(fù)雜，需要經(jīng)過較多的處理程序才能實(shí)現(xiàn)噴漆廢氣的有效處理。

（1）預(yù)處理+沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附主要是通過沸石分子篩具備的高吸附性能，對于汽車噴漆廢氣進(jìn)行吸附濃縮，再通過RTO設(shè)備凈化處理濃縮后的噴漆廢氣。實(shí)踐應(yīng)用效果顯示，采用這種處理技術(shù)對于汽車噴漆廢氣進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)處理率在90%以上。

噴漆室內(nèi)的運(yùn)作中產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，這些廢氣首先要經(jīng)過預(yù)處理環(huán)節(jié)的初步凈化，有效的去除廢氣中的漆霧以及粉塵等小顆粒，借助過濾的方式，完成初步處理。

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪的運(yùn)作需要多個單元的共同支撐而后實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)作，這些小的單元要經(jīng)過加工，首先要通過基材卷制處理之后，形成陶瓷基體，之后再將基體放置到沸石合成混合物之中，還要合理的控制溶液的實(shí)際濃度，把控好具體的放置時間，此時的基體表層就會形成一層分子篩膜，再借助它的作用，實(shí)現(xiàn)吸附工作。

（2）預(yù)處理+活性炭纖維吸附+脫附+催化燃燒處理

活性炭對于氣體的吸收性能較好，在目前的廢氣和有害氣體處理中應(yīng)用比較廣泛。有相關(guān)研究對于汽車噴涂中的廢氣處理采用活性炭吸附濃縮，再進(jìn)行催化燃燒，這種方法的應(yīng)用不僅能夠促進(jìn)汽車噴漆廢氣難聞氣味的處理，還能在低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣中有機(jī)物礦化成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)無害化廢氣處理。這一工藝處理流程是將汽車噴漆廢氣通過水旋式漆霧凈化裝置后再經(jīng)由風(fēng)機(jī)抽出，將凈化后的廢氣借助濾棉過濾處理后進(jìn)入活性炭吸附床進(jìn)行吸附作用，在處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)行拍剛。當(dāng)活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)時需要進(jìn)行脫附再生，其中產(chǎn)生的高濃度廢氣可以采用催化燃燒法進(jìn)行處理。實(shí)踐證明，采用這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)汽車噴漆廢氣處理率達(dá)到98%以上，成效顯著。

（3）預(yù)處理+生物滴濾+生物過濾

采用生物處理法對汽車噴漆廢氣進(jìn)行處理，更加簡單有效，處理成效也十分顯著。相對于其他的幾種廢氣處理技術(shù)，這種處理方法成本更低，且不會有二次污染。目前汽車噴漆廢氣的生物處理法包括生物滴濾、生物過濾以及生物洗滌技術(shù)等。將生物滴濾技術(shù)和生物過濾技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行汽車噴漆廢氣的處理，對噴漆室中的廢氣進(jìn)行水洗，除去其中的顆粒物，再將廢氣經(jīng)由排風(fēng)管和氣體分布器進(jìn)入生物滴濾塔中，實(shí)施廢氣逆流操作，這樣廢氣就能自下而上經(jīng)過填料，循環(huán)液儲槽中的營養(yǎng)液通過水泵噴淋裝置進(jìn)入生物滴濾塔，這種方法主要是通過讓廢氣和填料接觸，對污染物進(jìn)行液化處理，最終實(shí)現(xiàn)被微生物進(jìn)行分解。使用這種處理技術(shù)，廢氣的處理率也在98%以上，成效顯著。

（4）土壤微生物處理法

土壤中的微生物對于污染物質(zhì)具有良好的降解作用，利用土壤微生物處理法，能夠?qū)U氣中的有機(jī)物質(zhì)吸附，并對其實(shí)施降解作用。利用土壤微生物法進(jìn)行有機(jī)物降解，其實(shí)最早出現(xiàn)在韓國，韓國很多企業(yè)都是利用土壤降解法對于工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有毒氣體進(jìn)行微生物處理。利用土壤中的多種微生物，達(dá)到對于廢氣的有害物質(zhì)的降解處理，還能去除廢氣中的重金屬和難聞氣味，除臭效果幾乎高達(dá)100%。這一廢氣處理法在汽車噴漆廢氣的處理過程中，主要是通過對廢氣進(jìn)行加壓處理再經(jīng)過土層，讓廢氣中的相關(guān)有機(jī)物成分被粒子吸附，或是被土壤中的水分溶解，最后利用土壤中的微生物對其進(jìn)行氧化分解。一般在這一過程中，會設(shè)置有四層土層，依次為沙子層、磨砂土混合層、一般砂層以及富含微生物的磨砂土層，經(jīng)過層層過濾，間給氣中的有毒有機(jī)物、臭氣等進(jìn)行去除，將汽車噴漆廢氣處理達(dá)標(biāo)后排放。這種廢氣處理方法成本降低，所用的微生物和土壤只要七年更換一次即可。

總結(jié)：現(xiàn)階段，在節(jié)能環(huán)保的社會背景下，汽車制造行業(yè)要積極推進(jìn)整車制造、改裝汽車制造、汽車零部件等領(lǐng)域VOCs排放控制。推廣使用高固體分、水性涂料，配套使用“三涂一烘”“兩涂一烘”或免中涂等緊湊性涂裝工藝，推廣靜電噴涂等高效涂裝工藝。相關(guān)部門也要推廣低VOCs含量、低反應(yīng)活性的原輔材料和產(chǎn)品。加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)VOCs無組織排放管理，推動企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)過程密閉化、連續(xù)化、自動化技術(shù)改造，強(qiáng)化生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的有機(jī)廢氣收集，減少揮發(fā)性有機(jī)物排放。此外，還要鼓勵企業(yè)采用自動化、智能化噴涂設(shè)備替代人工噴涂。整車制造企業(yè)有機(jī)廢氣收集率不低于90%，其他汽車制造企業(yè)不低于80%；對噴漆廢氣建設(shè)吸附燃燒等高效治理設(shè)施，對烘干廢氣建設(shè)燃燒治理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

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