綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
綠之源環(huán)保
隨著(zhù)環(huán)保法規的日趨嚴格，人們對于汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣處理要求也是越來(lái)越嚴格。對于客車(chē)項目而言，涂裝車(chē)間是產(chǎn)生廢氣的主要部門(mén)，選擇合適的處理技術(shù)和設備，不僅要滿(mǎn)足環(huán)境保護的相關(guān)法規要求，而且要經(jīng)濟適用，這是項目設計過(guò)程中面臨的重要課題。
1 生產(chǎn)廢氣處理方式綜述
生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)5 000輛以上的客車(chē)項目中，涂裝車(chē)間一般含陰極電泳底漆和中涂、面漆、彩條漆及罩光漆噴涂工藝，涂裝工序在噴涂和烘干過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生對環(huán)境有害的有機廢氣，這些有機廢氣中成分復雜，主要含有二甲苯等芳香烴和其他非甲烷總烴，另外還含有醇、酯類(lèi)有機物質(zhì)。
有機廢氣的處理技術(shù)可分為分解技術(shù)和吸附技術(shù)兩大類(lèi)，其中分解技術(shù)主要指燃燒技術(shù)、催化氧化技術(shù)、生物降解技術(shù)以及低溫等離子技術(shù)等。通常情況下單獨使用一種處理方法難以達到凈化要求，實(shí)際工程中往往采用兩種或多種技術(shù)組合才能達到較好的處理效果。
2 廢氣處理技術(shù)的分析比較
2.1 噴漆廢氣處理
噴漆廢氣通常排風(fēng)風(fēng)量大而且其中的有機廢氣濃度低，一般不易于直接處理，需要先將廢氣濃縮，然后再進(jìn)行處理，達標后排放。
目前的廢氣處理技術(shù)中，采用比較多的方式有“活性炭吸附+催化燃燒”和“沸石轉輪吸附+RTO”。
2.1.1 活性炭吸附+催化燃燒
“活性炭吸附+催化燃燒”處理技術(shù)是指前端采用活性炭吸附濃縮，后端采用催化燃燒處理的方法?；钚蕴课綕饪s一般采用吸附性能好、氣流阻力小的蜂窩結構活性炭作為吸附介質(zhì)，噴漆室排出的噴漆廢氣通過(guò)活性炭吸附床與活性炭充分接觸吸附、凈化，然后經(jīng)小風(fēng)量熱氣流進(jìn)行脫附后，活性炭獲得再生，同時(shí)生成小風(fēng)量、高濃度的有機廢氣。高濃度的有機廢氣進(jìn)入后端，通過(guò)催化燃燒法進(jìn)行處理。
催化燃燒法是通過(guò)使用催化劑，在一定的溫度條件下，通過(guò)催化劑的作用將有機成分氧化分解成CO2和H2O，并釋放出熱量的過(guò)程。催化燃燒爐由預熱段、加熱段和催化床組成，廢氣進(jìn)入催化燃燒爐，預熱到反應溫度，然后通過(guò)催化床進(jìn)行催化分解，最終生成CO2和H2O，催化后的熱氣體與冷的廢氣進(jìn)行換熱降溫后經(jīng)過(guò)排氣筒達標排放。
優(yōu)點(diǎn)：設備投資較少，以處理10萬(wàn)m3廢氣計算，設備投資約需200萬(wàn)元。
缺點(diǎn)：活性炭和催化劑使用壽命較短，一般兩年即需更換。運行過(guò)程中需要風(fēng)機供電和催化處理部分電加熱預熱及維持運行，考慮更換材料費用，綜合運行成本相對較高，每天約需1 000元（每10萬(wàn)m3廢氣）。
2.1.2 沸石轉輪吸附+RTO
沸石分子篩轉輪吸附濃縮+催化燃燒RTO廢氣處理系統是通過(guò)“吸附→脫附→濃縮”的連續變溫過(guò)程，將低濃度、大風(fēng)量有機廢氣轉化成高濃度、小流量的濃縮氣體，從而便于后續的處理。
沸石分子篩轉輪采用沸石作為吸附介質(zhì)，吸附、脫附效果好，濃縮比大，適合處理成分復雜的有機廢氣。鑒于沸石成分的穩定性，相對而言?xún)?yōu)點(diǎn)很突出，比如不易燃燒（活性炭在高溫下容易燃燒），消防安全性更好；比如吸附老化進(jìn)程時(shí)間長(cháng)（活性炭老化失效時(shí)間較短，要求更新的頻率較高），因此可連續運行的時(shí)間較長(cháng)，且脫附后剩余濃度比較穩定，更利于生產(chǎn)運行和控制。沸石分子篩轉輪吸附的結構包括處理區、脫附區和冷卻區，工作時(shí)，隨著(zhù)吸附轉輪的轉動(dòng)，形成一個(gè)連續吸附、脫附的循環(huán)工作過(guò)程。含揮發(fā)性有機化合物（VOC）的廢氣先通過(guò)過(guò)濾裝置，過(guò)濾掉廢氣中漆霧顆粒和水分，送到沸石轉輪的處理區被轉輪中的吸附劑所吸附，凈化后氣體從轉輪的處理區排出。吸附于沸石轉輪中的VOC在脫附區（也是再生區）經(jīng)小風(fēng)量熱氣流進(jìn)行脫附后，沸石吸附介質(zhì)獲得再生，同時(shí)生成小風(fēng)量、高濃度的有機廢氣，送到后端RTO 中進(jìn)行熱分解處理。
RTO即蓄熱式熱氧化器，在燃燒室內將有機廢氣加熱至一定溫度（≥760 ℃），使廢氣中的有機物分解成CO2和H2O，達標高空排放；通過(guò)陶瓷蓄熱體將有機廢氣氧化分解產(chǎn)生的高溫氣體中的能量進(jìn)行熱交換回收，再通過(guò)熱交換將新鮮的有機廢氣進(jìn)行加熱分解，實(shí)現熱量循環(huán)利用，這樣就可以減少甚至不使用額外的燃氣或燃料來(lái)為廢氣分解提供熱量，實(shí)現能量節約、循環(huán)利用的目的。陶瓷蓄熱體熱回收效率可高達95%以上，在所處理的有機物濃度足夠高時(shí)，回收氧化產(chǎn)生的氣體余熱可以維持燃燒室的溫度，就可以消耗少量甚至不需消耗額外的燃料，實(shí)現環(huán)保和節能的雙重目標。
優(yōu)點(diǎn)：沸石介質(zhì)為無(wú)機氧化物，不燃，安全性高；設備運行費用低，效率高、安全性好；過(guò)濾材料使用壽命較長(cháng)，一般可使用10年左右。運行過(guò)程中需要風(fēng)機供電和天然氣預熱及維持運行，運行費用每天不到100元（每10萬(wàn)m3廢氣）。
缺點(diǎn)：設備投資較大，以處理10萬(wàn)m3廢氣計算，設備投資約需600萬(wàn)元。
2.2 烘干廢氣處理
烘干廢氣有風(fēng)量小、有機廢氣濃度高的特點(diǎn)，一般可以直接處理，選擇采用TAR（廢氣焚燒爐）或RTO即蓄熱式熱氧化器進(jìn)行處理。
2.2.1 TAR（廢氣焚燒爐）
TAR即廢氣焚燒爐，是將廢氣的加熱與高溫氧化分解組合為一體的設備。烘干室有機廢氣從烘干室排除來(lái)后經(jīng)過(guò)熱交換進(jìn)行預熱，升溫到350 ~ 420 ℃，經(jīng)過(guò)混合通道進(jìn)入到烘干設備加熱單元的燃燒器火焰區，在650 ~ 760 ℃溫度的火焰作用下，廢氣中有機成分分解為CO2和H2O，與燃燒煙氣混合，然后通過(guò)一系列熱交換器進(jìn)行熱交換，對煙氣進(jìn)行降溫，同時(shí)將熱量用來(lái)加熱烘干設備的熱空氣；換熱后的煙氣混合物達標高空排放。
一般情況下，烘干設備設置1臺TAR作為加熱單元，再設置多臺三元體進(jìn)行換熱，給烘干設備供熱；另外設置1臺新風(fēng)換熱器，為烘干設備進(jìn)出口端部的風(fēng)幕提供熱量。
2.2.2 RTO（蓄熱式熱氧化器）
RTO即蓄熱式熱氧化器，上文已述。
2.2.3 TAR與RTO比較
1）流程
RTO系統是幾個(gè)烘爐廢氣集中送至蓄熱式RTO焚燒爐焚燒，直接排空，廢氣排空溫度較高。烘干室供熱由四元體單獨提供。
TAR系統的設計通常是單獨供熱，每臺烘干室單獨設置加熱單元和換熱單元，有機廢氣通過(guò)燃燒器火焰區直接焚燒后產(chǎn)生熱量，燃氣火焰形成的熱量混合后直接通過(guò)換熱單元給設備提供熱量?？蛙?chē)涂裝中的烘干室通常采用三元體換熱作為換熱熱備。
2）成本
單臺RTO要比TAR設備投資成本高，但RTO運行過(guò)程消耗的燃氣要比TAR低很多，TAR因為要滿(mǎn)足烘干爐加熱需要，需要不間斷地消耗天然氣。
3）適用性
電泳烘干基本可實(shí)現連續生產(chǎn)，采用TAR系統，造價(jià)低，運行過(guò)程中更加節能，適合單個(gè)烘干爐使用，可同時(shí)實(shí)現廢氣處理與加熱功能。
噴漆烘干基本上為間歇式生產(chǎn)
設備分布較為分散，單個(gè)烘干爐廢氣排量較少，采用RTO系統僅用于處理廢氣，可以幾個(gè)烘干爐共用1套設備，既可減少設備投資，也可減少運行成本。
3 結語(yǔ)
為滿(mǎn)足相關(guān)環(huán)保排放要求，結合客車(chē)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，一般采取如下廢氣處理措施：
1）底漆采用陰極電泳工藝，車(chē)身在水性溶液中通過(guò)電流作用完成底漆涂覆工作。電泳槽液中有機溶劑含量很低，但通常會(huì )將親水性的有機溶劑（中、高沸點(diǎn)的酯和醇系溶劑）加入槽液添加劑的配方中，這樣在使用過(guò)程中可以提高涂料的水溶性并且增加電泳槽液的分散穩定性，含量一般不超過(guò)2% ~ 3%。生產(chǎn)過(guò)程中隨著(zhù)槽液揮發(fā)，會(huì )有少量有機廢氣排出，因含量較低，一般不作特殊處理，通過(guò)電泳槽上排氣風(fēng)機、排氣筒高出車(chē)間屋面排到大氣。
2）車(chē)身涂裝中涂采用水性涂料，水性漆噴漆廢氣VOC含量較低，采用大風(fēng)量稀釋后通過(guò)排氣筒高空排放；面漆和清漆采用溶劑型雙組分涂料，噴漆廢氣中VOC含量相對較高，采用“漆霧過(guò)濾+除濕+吸附+催化燃燒”方式處理達標后，高空排放。
3）電泳烘干室產(chǎn)生的有機廢氣采用TAR廢氣焚
燒爐直接燃燒法進(jìn)行處理。
4）中涂、面漆、彩條漆及罩光漆噴漆烘干室廢氣采用RTO進(jìn)行處理后達標排放。
