沸石濃縮轉輪系統在汽車(chē)涂裝廢氣治理中的應用

1.汽車(chē)涂裝廢氣概述

隨著(zhù)國內汽車(chē)制造業(yè)高速發(fā)展，汽車(chē)在制造生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性有機化合物（簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs）的排放。在汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)中，廢氣主要產(chǎn)生于烘干室、噴漆室及晾干室區域。汽車(chē)涂裝廢氣成分復雜，種類(lèi)繁多。目前汽車(chē)涂裝廢氣治理采用較多的治理技術(shù)主要有：活性炭吸附法、直接燃燒法、催化燃燒法、低溫等離子法、UV光解法等。在大量的實(shí)踐應用中以上方法均存在處理效果不好、使用安全性不高等問(wèn)題。近年來(lái)，汽車(chē)涂裝廢氣開(kāi)始采用沸石濃縮轉輪配合蓄熱式焚燒爐的方法治理。本文主要介紹沸石濃縮轉輪技術(shù)在汽車(chē)涂裝廢氣治理上的應用。

1.1涂裝廢氣特點(diǎn)

汽車(chē)涂裝是汽車(chē)制造過(guò)程中“三廢”最多的環(huán)節；涂料中含有VOC，但不釋放VOC；涂料在涂裝過(guò)程中70%的VOC將揮發(fā)；一條大型的車(chē)身涂裝線(xiàn)每年排放的氣體污染物總量可能高達數百?lài)?。目前汽?chē)涂裝主要排氣點(diǎn)如下：

（1）噴漆室廢氣

勞動(dòng)安全衛生法規定，涂裝工廠(chǎng)噴漆室的風(fēng)速度應控制在0.25～0.35m/s的范圍，排出廢氣為噴漆揮發(fā)的有機溶劑，主要成分為甲苯、二甲苯等，還含有少量未處理完全的漆霧。

（2）晾干間廢氣

中涂、面漆的濕漆膜在晾干過(guò)程中有機溶劑進(jìn)行揮發(fā)，為防止晾干間的有機溶劑聚集發(fā)生爆炸事故，晾干間應進(jìn)行送排風(fēng)，風(fēng)速一般控制在0.2m/s左右，排風(fēng)廢氣的成份與噴漆室排風(fēng)廢氣的成份相近，但沒(méi)有漆霧，有機廢氣的總濃度比噴漆室廢氣偏大，通常與噴漆室排風(fēng)混合后集中處理。

（3）烘干室廢氣

電泳涂料與中涂面漆烘干均有廢氣排出，烘干廢氣的成分包含有機溶劑、樹(shù)脂固化、熱分解生成物等成份。烘干廢氣中總有機物濃度一般在2500mg/m3左右，且惡臭物質(zhì)濃度更高。

2.沸石轉輪吸附濃縮優(yōu)勢

噴漆室廢氣的特點(diǎn)是風(fēng)量大、濃度低，直燃的建設成本和運行成本都非常高，燃燒前需要進(jìn)行吸附濃縮。沸石吸附濃縮轉輪與活性炭流化床相比，脫附溫度更高，對空氣濕度要求更低。

3.沸石轉輪的結構和機理

沸石轉輪濃縮系統的關(guān)鍵部件是吸附輪（轉輪），轉輪由疏水性沸石吸附介質(zhì)與陶瓷纖維加工成波紋狀膜片，再卷制形成蜂巢狀的圓筒形框架結構，其中部安裝有旋轉軸承。轉輪的機械結構上，裝有耐VOCs腐蝕、耐高溫的材料制成的氣體密封墊，將轉輪隔離成3個(gè)區域：吸附處理區、再生脫附區、冷卻區。VOC有機廢氣通過(guò)前置過(guò)濾器后，通過(guò)濃縮轉輪裝置的處理區。在處理區VOCs被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理區間排出。吸附于濃縮轉輪中的有機廢氣VOCs，在再生區經(jīng)熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮到5-15倍的程度。濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經(jīng)過(guò)冷卻區的空氣，再經(jīng)過(guò)加熱后作為再生空氣使用，達到節能的效果。

4.沸石轉輪運行影響因素

（1）廢氣的溫、濕度：控制進(jìn)流溫度低于40℃、相對濕度小于80%以下；

（2）轉輪轉速：每小時(shí)轉輪轉速1至8圈之間（隨進(jìn)流VOC濃度值略變）；

（3）濃縮倍率：增加濃縮倍率將使得系統去除效率隨之降低，可使后端焚化設備減少燃料使用；

（4）脫附溫度：足夠之脫附溫度有助于脫附程序之進(jìn)行，但過(guò)高之脫附溫度將可能使得轉輪基材之余熱無(wú)法于冷卻區有效降溫，以致于吸附區時(shí)轉輪輪體仍處高溫狀態(tài)、不利于吸附程序進(jìn)行。

5.沸石轉輪應用前景

目前，國內的奔馳、寶馬、大眾、日產(chǎn)等汽車(chē)制造企業(yè)的涂裝廢氣治理均開(kāi)始使用沸石濃縮轉輪系統對涂裝廢氣進(jìn)行凈化處理，通過(guò)使用的信息反饋，均達到了設計要求。國內部分環(huán)保設備制造企業(yè)，也開(kāi)始具備了沸石濃縮轉輪系統設備的設計、安裝能力。

隨著(zhù)國家對大氣污染防治的要求越來(lái)越嚴格，汽車(chē)涂裝VOCs排放限值必然將逐年下調，對于涂裝廢氣排放的治理迫在眉睫。沸石濃縮轉輪技術(shù)，是現有技術(shù)條件下，處理大風(fēng)量、低濃度、高濕度有機廢氣處理較佳選擇，在汽車(chē)涂裝廢氣治理中的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛。