環(huán)保視域下探究傳統(tǒng)乘用車揮發(fā)性污染廢氣末端治理方案

天津生態(tài)城環(huán)境技術(shù)股份有限公司 劉娟麗

VOCs對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生的污染相對(duì)較大，且嚴(yán)重威脅著人們的生命安全。環(huán)保視域之下，在傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線當(dāng)中往往也涉及VOCs治理，其是企業(yè)處于環(huán)保視域之下實(shí)現(xiàn)良性經(jīng)營(yíng)發(fā)展的重點(diǎn)工作。故做好環(huán)保視域之下傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線當(dāng)中的VOCs末端綜合治理實(shí)施方案有效分析工作，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

一、方案選定

傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線VOCs末端治理，通常以油改水為主要手段，即水性涂料、水性化科學(xué)裝置處理工藝。產(chǎn)能10萬條件之下，傳統(tǒng)類型乘用車輛輛涂裝線實(shí)際水性改造科學(xué)裝置總投資大致為5000萬元，改造裝置所需工期約為2個(gè)月，顏色調(diào)試操作為期5個(gè)月，原產(chǎn)線具體布局期間如果優(yōu)化改造其水性線的空間沒有留好，潛藏著水性色漆所在閃干爐具體長(zhǎng)度受限相關(guān)限制層面因素。同樣產(chǎn)線務(wù)必落實(shí)末端改造有效處理，3000萬元裝置層面投資，改造優(yōu)化裝置為期1.5個(gè)月，無須額外調(diào)試顏色周期。單位老線實(shí)施末端治理，是經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的處理方式，可滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，有著較低改造投資、較短工期、不會(huì)對(duì)涂裝品質(zhì)產(chǎn)生較大影響等優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線當(dāng)中VOCs末端綜合治理常用處置手段即為：分子篩的吸附與高溫焚燒手段、活性炭的吸附和催化焚燒手段。從實(shí)際處置方式基本凈化原理和工作溫度層面了解到，汽車涂裝的連續(xù)性生產(chǎn)基本特性對(duì)于處置方法之下運(yùn)行的穩(wěn)定性起著決定性作用，汽車漆當(dāng)中高沸點(diǎn)的成分對(duì)處置方法能否滿足于脫附高溫度要求起著決定性作用，分子篩的吸附與高溫焚燒手段可滿足環(huán)保視域之下傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線當(dāng)中VOCs末端綜合治理目前要求。

二、末端處理計(jì)算分析

（一）在總體情況層面

噴房改造優(yōu)化前，沉降風(fēng)速高，色漆清漆有效處理工序之下風(fēng)量總體上排出約為80萬m3/h。在一定程度上，越大的風(fēng)量，其針對(duì)末端的處理裝置實(shí)際處理能力層面需求便相對(duì)大些。經(jīng)結(jié)合行內(nèi)一般水平之下估算及分析確定，廢氣每10萬m3/h實(shí)際處理量，建設(shè)末端有效處理裝置所需費(fèi)用大致500萬元，而后期的運(yùn)行費(fèi)是60萬元/年[1]。故整體改造項(xiàng)目不僅包含末端的處理設(shè)備，且涉及噴房的循環(huán)風(fēng)整體改造規(guī)劃。噴房的循環(huán)風(fēng)科學(xué)技術(shù)，以及汽車的涂裝線近幾年興起的新型技術(shù)，對(duì)廢氣的處理量可起到降低作用，設(shè)備投資及后期運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用得以減少，經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)較高。

（二）在計(jì)算噴房的循環(huán)風(fēng)層面

噴房循環(huán)，即為循環(huán)利用噴房給排氣，促使廢氣的處理量有效降低的新型技術(shù)。該項(xiàng)目循環(huán)風(fēng)技術(shù)主要應(yīng)用于清漆段。現(xiàn)做好噴房沉降的風(fēng)速有效調(diào)節(jié)，平均的沉降風(fēng)速可由0.45m/s逐步調(diào)低為0.3m/s。色漆所處的清漆段處理工序，其實(shí)際風(fēng)量總體上排出為80萬m3/h，將其降為55萬m3/h，其風(fēng)量總體下降25萬m3/h，等同裝置投資減少了120萬元，運(yùn)行年費(fèi)用下降144萬元左右。

清漆段排氣22萬m3/h經(jīng)4級(jí)有效過濾處理，19萬m3/h的排氣重返3樓所在空氣供給的單元過后，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，新風(fēng)保留3萬m3/h的供給，清漆段位置噴房的VOCs濃度限定25%該安全濃度。計(jì)算分析清漆段具體VOCs濃度后取值1426mg/m3，低于2500mg/m3的安全范圍濃度[2]。降低此色漆段具體所需總體風(fēng)量為3萬m3/h，再降低它的新風(fēng)量為28萬m3/h，循環(huán)風(fēng)實(shí)施擦凈處理。色漆廢氣具體排放濃度相對(duì)高于清漆的廢氣，排放指標(biāo)若滿足實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，不可選定循環(huán)風(fēng)方案。合理調(diào)整過后，再實(shí)施末端處理，其廢氣風(fēng)量達(dá)31萬m3/h。

（三）在計(jì)算濃縮的轉(zhuǎn)輪+RTO層面

針對(duì)噴房?jī)?nèi)排風(fēng)系統(tǒng)，廢氣處理操作風(fēng)量部分和系統(tǒng)所補(bǔ)充新的風(fēng)量皆為32萬m3/h，廢氣總排放量和廢氣處理的風(fēng)量均是31萬m3/h，其工位排風(fēng)則是14萬m3/h。故循環(huán)風(fēng)優(yōu)化改造過后，涂裝的排氣筒廢氣總排放量是45萬m3/h。未實(shí)施優(yōu)化改造的系統(tǒng)中，VOCs實(shí)際排放總量是130kg/h；而若沒有加以處理，則排氣筒的出口處廢氣VOCs實(shí)際濃度達(dá)290mg/m3，這與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)無法吻合，治理工作無法妥善落實(shí)。14萬m3/h的工位排風(fēng)即廢氣干凈，處理操作無須實(shí)施。徹底焚燒應(yīng)處理的噴漆段約31萬m3/h的大廢氣量，往往針對(duì)RTO裝置整體處理能力及能耗有著特定要求和標(biāo)準(zhǔn)，故需予以濃縮處理，依照裝置規(guī)格予以選型，選定兩臺(tái)濃縮的轉(zhuǎn)輪，各臺(tái)均為16萬m3/h處理能力，轉(zhuǎn)輪濃縮的比例應(yīng)選擇10倍。在一定程度上，轉(zhuǎn)輪92%-98%的吸附率，應(yīng)選95%，而RTO是98%-99%處理率，需選定8%，凈化綜合效率為93%。經(jīng)計(jì)算分析可確定最終排氣筒為20mg/m3的排放濃度，9kg/h的排放速率，VOCs削減約93%，優(yōu)化改造后的排放結(jié)果和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相吻合[3]。濃縮轉(zhuǎn)輪、焚燒蓄熱之下RTO有效處理工藝，其涉及含吸附、冷卻脫附處理還有凈化燃燒流程。涂裝性質(zhì)排氣筒實(shí)際排出的廢氣內(nèi)部，選噴漆段位置廢氣進(jìn)至已濃縮轉(zhuǎn)輪，VOCs實(shí)際濃度為427mg/m3，它的風(fēng)量為31萬m3/h。引風(fēng)機(jī)自作用發(fā)揮，廢氣送至過濾4級(jí)裝置，有效過濾廢氣內(nèi)水汽還有漆霧顆粒，變成VOCs等相對(duì)干凈廢氣，沸石的微細(xì)孔不會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。沸石轉(zhuǎn)輪經(jīng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，維持一段的駐留時(shí)間，沸石微孔自身吸附能力得以發(fā)揮后，吸附了廢氣內(nèi)的VOCs，它的吸附率達(dá)92%-98%，完成吸附，廢氣含VOCs為21mg/m3，呈優(yōu)質(zhì)凈化效果，可接至涂裝類排氣筒實(shí)現(xiàn)直接排放。該沸石轉(zhuǎn)輪同步實(shí)施吸附和旋轉(zhuǎn)操作，飽和狀態(tài)達(dá)到后會(huì)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至230℃脫附區(qū)，熱氣流依照著所設(shè)流速經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪，沸石上所吸附VOCs經(jīng)加熱后活性增加，順著氣流逐漸被脫附風(fēng)裝置所吸入，3萬m3/h廢氣風(fēng)量可被脫附出，具體速率達(dá)124kg/h，而濃度是4273mg/m3，是小風(fēng)量和高濃度類型的VOCs廢氣，送至蓄熱類型焚燒爐位置RTO溫度環(huán)境是760℃爐膛焚燒，VOCs裂解還有高溫氧化整體效率98%，完成凈化處理，其濃度為82mg/m3，完成凈化轉(zhuǎn)輪，混合廢氣具體是27mg/m3濃度，涂裝類型排氣筒及其工位處干凈排風(fēng)完成混合，VOCs具體濃度降為20mg/m3，環(huán)保視域之下可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。廢氣裂解期間會(huì)釋放大量熱量，可維持一定自平衡的狀態(tài)，經(jīng)焚燒處理過后，氧化室的高溫氣體和箱體內(nèi)部陶瓷熱的交換裝置會(huì)實(shí)現(xiàn)熱交換，廢氣經(jīng)換熱過后的溫度需要進(jìn)行有效把控，排煙實(shí)際溫度務(wù)必比進(jìn)氣實(shí)際溫度大于50℃，熱回收可達(dá)95%效率。RTO經(jīng)焚燒處理過后，其潔凈氣體會(huì)排放煙囪；還有部分會(huì)直接送入氣的氣換熱裝置內(nèi)，并和轉(zhuǎn)輪的冷卻氣體實(shí)現(xiàn)換熱處理，在達(dá)到特定脫附溫度過后送至轉(zhuǎn)輪的脫附處理區(qū)域。被脫附處理加熱該沸石轉(zhuǎn)輪會(huì)自脫附區(qū)逐漸轉(zhuǎn)出至相應(yīng)冷卻區(qū)域，經(jīng)潔凈處理的廢氣經(jīng)過風(fēng)冷處理過后則會(huì)進(jìn)入到吸附脫附及冷卻處理下個(gè)循環(huán)周期，可滿足于均勻吸附及穩(wěn)定性的脫附運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)冷卻處理過后，高溫氣體必然回到相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)管內(nèi)部與廢氣混合，予以升溫調(diào)濕處理。

三、若干注意要點(diǎn)

處于特定濕度條件之下，廢氣的溫度處于升高狀態(tài)，沸石科學(xué)分子篩基本凈化效率持續(xù)降低，廢氣若想維持凈化合理效率，務(wù)必把控好廢氣進(jìn)至分子篩所在轉(zhuǎn)輪的溫度，最好是≤35℃；特定的溫度條件，廢氣最適宜濕度＞80%，沸石科學(xué)分子篩呈低凈化率狀態(tài)，為廢氣凈化處理效率最佳標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。廢氣進(jìn)至該分子篩后，轉(zhuǎn)輪濕度務(wù)必維持80%內(nèi)。此項(xiàng)目當(dāng)中，廢氣為20-30℃溫度、85%-90%相對(duì)濕度。在不利的極端條件之下，如90%濕度、25℃溫度條件之下，吸附效率的下降會(huì)十分急劇，故廢氣相對(duì)的濕度務(wù)必要降低。廢氣濕度有效降低的方式相對(duì)較多，在不影響吸附效率條件下，把氣體的實(shí)際溫度有效提升，為濕度降低最佳方式。結(jié)合濕度伴隨著溫度的變化關(guān)系曲線便可了解到，溫度升至27℃，相對(duì)的濕度降為80%，這和沸石科學(xué)分子篩的凈化高效處理效率及濕度要求相吻合[4]。升溫除濕操作，以RTO凈化焚燒處理完成后實(shí)際排放的100-120℃煙氣，把該部分煙氣及時(shí)送入過濾箱所在前端還有進(jìn)轉(zhuǎn)輪位置廢氣，經(jīng)混合過后，進(jìn)氣溫升，相對(duì)的濕度下降。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)在線式溫濕度科學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，妥善連接好PLC，初期VOCs的廢氣進(jìn)至沸石的轉(zhuǎn)輪，VOCs廢氣實(shí)際相對(duì)濕度及溫度大于限值，及時(shí)發(fā)出該報(bào)警信號(hào)。電動(dòng)比例的調(diào)節(jié)閥合理安裝于沸石轉(zhuǎn)輪位置冷卻風(fēng)的出口管路，與溫濕度的在線檢測(cè)相應(yīng)信號(hào)相結(jié)合，PLC聯(lián)鎖的比例可實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)節(jié)，溫濕度均可符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)語(yǔ)

從總體上來說，在環(huán)保視域之下，傳統(tǒng)類型乘用車輛輛涂裝線當(dāng)中，為更好地落實(shí)VOCs末端綜合治理，就需要廣大技術(shù)員能夠結(jié)合具體情況及要求，科學(xué)合理地制定VOCs末端綜合治理實(shí)施方案，并注意把握各種實(shí)施要點(diǎn)，以確保傳統(tǒng)類型乘用車輛涂裝線當(dāng)中VOCs末端綜合治理實(shí)踐工作得以高效落實(shí)。