汽车涂装车间喷涂废气处理的建议

冯妍

摘 要：为满足环保标准，涂装车间喷漆废气的处理可考虑以下方法，如：废气焚烧装置选择RTO或TNV设备等。通过上述有效措施，可使废气中的VOCs含量达到国家排放标准，降低设备投入及运行能耗，达到废气处理的目的。

关键词：RTO TNV 循环风 新风

中图分类号：U472.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（b）-0108-02

近年来，为保护生态环境和可持续发展，环保法规不断完善。北京、天津在汽车制造业大气污染排放标准方面做出了具体的规定，其中，2014年8月1日开始对于天津市的排放量做出了明确的规定：非甲烷总烃排放浓度限值每立方米要控制在30mg范围，单位涂装面积VOCs排放量每平方米要控制在35g以内，各地区涂装车间与现已投产的涂装车间所需喷涂的废气要及时地做出处理。一般情况下，对于喷漆废气VOCs通常会通过RTO或TNV的方法进行针对性处理。

1 喷漆废气处理方法介绍

油漆喷涂过程中产生的废气主要为无机挥发性有机化合物，包含苯、甲苯以及二甲苯等，对于水性漆喷涂产生的废气，主要采用RTO或者TNV的方式进行处理。RTO为蓄热式焚烧设备，TNV为直然式焚烧设备。TNV由三部分构成：废气焚烧系统、循环风供热系统以及新风换热系统，其工作原理为有机废气换热器在进行相关预热处理的前提下，顺利地达到燃烧室当中，通过燃烧设备的加热高温处理会把有机废气转变成二氧化碳、水，温度较高的烟气经换热后通过烟道排放出去，同时，换出的热会用于给烘干室的循环风提供热能，为整个烘干室供应充分的热能。其中，系统末端的位置进行新风换热装置的合理性设置，把整个系统中的热量进行回收，最后再把烘干室中的烟气进行加热处理，随后送达烘干室当中。

原理如图1所示。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO），蓄热式氧化炉，废气处理系统由废气过滤系统、沸石浓缩转轮、氧化燃烧系统三部分组成，适用于处理低浓度、大风量，或者含有腐蚀性的有机废气，其工作原理是：喷漆废气在经过前期过滤，去除废气中的颗粒物后，经沸石转轮开始不断地浓缩，将废气中的有机物质吸附在转轮上，吸附后的气体基本可达到排放标准，从而减少焚烧气体的量，其中，废气VOCs的浓度也发生了明显的变化，不断升高，与吸附处理后的气体体积成反比，可达之前的10～20倍，对于此高浓度废气将其送至到氧化焚烧装置当中。在750℃以上燃烧，最后形成非常干净的气体排放出去。为能够确保最终转轮的处理成效，废气的进口温度通常控制在35℃以内，湿度<75%。其工作原理如图2所示。

其中，经过沸石转轮系统后的废气VOCs处理效率能达到90%以上（日本西部技研处理率达93%以上，美国蒙特处理率达90%以上），浓缩后的高浓度VOCs废气经过热氧化焚烧系统处理后，VOC处理效率达到95%以上。

TNV与RTO相比，TNV的处理率可达99%以上，处理效果较RTO干净。其中TNV适用于有机废气的处理浓度较高，通常情况下处理量控制在5000～20000m3/h，对于施工工艺其热量是要进行再次回收二次利用的，并且一定要确保处理废气的整体稳定性，从而达到较高的工作效率。其中，RTO比较适合在那些有机废气浓度低的情况下进行应用，此状况下需进行针对性处理的废气量是比较大的，这些废气带有一定的腐蚀特征，对此要加以特别的注意。对于新建厂房，一般采用TNV热力回收焚烧装置。

2 喷漆室节能方法

在废气处理系统中，喷漆室采用循环风方式可减少喷漆室风量，进而降低废气处理系统的运行能耗。另外，闪干烘房的热回收利用、废气焚烧装置采用RTO设备或TNV设备，对废气进行热回收利用等都可减少废气处理的能耗，起到节能作用。

2.1 喷漆室采用循环风方式

我国传统涂装车间多采用湿式喷房（文丘里或水旋）+全新送风方式，即喷漆室采用的风源为洁净的新鲜空气，空调供风为一次性的，排气不再循环利用，对于3C1B以及B1B2工艺，喷漆室体较长，需处理的风量较大，故运行能耗较大。

在新建厂房时，喷漆室可采用循环风供风，在有人工手补及喷涂工位的厂房，可采用部分循环风供风，即将人工喷涂段及手补段送风输送到机器人喷涂段，以及色漆（清漆）流平段，减少新风输送量；若为全自动机器人静电喷涂，则可采用全部循环风供风方式，即机器人喷涂段的送风除可采用流平、补漆段、气封段返回的循环风外，还包括喷漆段的排风。其中排风再循环处理包含干式再循环处理以及湿式再循环处理两种方式，从漆前准备段、风幕、晾干间等排出的空气含湿量不高，仅过滤即可循环使用，或经干式漆雾捕集装置处理过的喷漆室排风，因其洁净度（0.3mg/m3）已达标，可直接循环利用，称为干式再循环；而经湿式（水洗式）漆雾捕集装置处理过的喷漆室含水量增大，需除湿调温后才可循环利用，称为湿式再循环；无论是干式再循环以及湿式再循环，都仅能除掉排风中的漆雾及颗粒物，VOC几乎除不掉，故必须严格控制喷漆作业工位中的VOC含量，即在人工喷涂工位，VOC含量应控制在国家安全卫生许可标准范围内，在自动喷涂区域（无人区）应控制在消防浓度以下（即可燃气体爆炸下限浓度的25%以下）。

2.2 闪干烘房的废气利用

针对水性漆喷涂的车间，其色漆通常为水性漆，喷涂后需进入水汽烘干炉进行烘烤，一般温度会控制在80℃左右，采用天然气作为动能对空气进行加热处理，其产生的废气一般直接排放到空气中。随着我国在环境保护方面法律規章制度的日益完善化，对于废气排放中VOC含量做出了明确的规定，故水汽烘干炉中产生的废气也需进行焚烧处理。如果将废气直接送到废气焚烧系统燃烧，废气包含的VOC浓度较低，需处理的风量较大，天然气消耗量较大；如果将这些气体与喷漆室内的废气相结合，混合之后的废气温度较高，极易造成浓缩转轮效能的丧失。为防止减少转轮的正常使用年限，通常会把闪干烘房排出的废气热量用在新风的加热处理上。

一般情况下，闪干烘房中废气排放的温度为80℃左右，其与闪干新风通过板式换热器进行换热，促使新风的实际温度升高25℃左右，从而实现热能的回收与有效利用。在此过程当中，经过换热处理的废气排放时温度大概在50℃左右，与喷漆室废气互相混合，只会促使废气的温度得到小范围的温度升高，不会影响转轮的处理效率。这种方式不但能够使得闪干废气的温度得到明显降低，同时有效降低了水蒸汽的含量，防止了废气在高湿度的状况下对转轮的正常使用年限造成的不利影响。

2.3 焚烧后的废气热量利用

较为常见的废气焚烧装置有RTO和TAR两种，都是通过高温把废气当中的VOC燃烧进行分解，从而形成二氧化碳和水，最后形成干净的气体然后排放出去。但是由于RTO与TAR设备在结构上存在一定的差异性，二者在出口位置上排放的温度是有所不同的，其中，前者的温度能够达到110℃～130℃左右，TAR温度高达560℃左右。需要指出的是，TNV设备当中TAR是非常关键的构成部分，是由燃烧室、换热器、燃烧机及主烟道调节阀共同构成的，排放出去的烟气能够进行焚烧室的废气预热升温，同时对烘干室进入的新风实施加热处理。在正式开始使用废气处理装置的基础上，RTO排放的110℃～130℃高温气体，其中大部分车间是通过非常直接的方式来进行气体排放的，如果把这种气体利用换热器来进行加热处理，在较长的时间内换热器便会有有机化合物的形成，這会给换热器的整体运行效率造成一定的影响。对此，通常会把这种气体通过管道送达到漆渣处理区域，通过余热对漆渣进行烘干，尽可能地将漆渣的含水率降到最低的程度，这样才能够把漆渣处理成本掌控在最低的状态。

3 结语

伴随着国家环保排放标准的日益严格化，我国在涂装车间喷漆废气处理方面做出了系统性的要求。本篇论文介绍了废气处理中喷漆室循环风技术、面漆闪干废气的余热回用等几种较为常见的处理方法。

这些方法的应用可有效降低废气处理的设备投资以及运行成本，起到节能效果，对新老车间废气处理改造起到了一定的指导意义。

参考文献

[1] 郭逸飞，宋云，孙晓峰，等.国外VOCs污染防治政策体系借鉴[J].环境保护，2012（13）：75-77.

[2] 孙华.涂镀三废处理工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3] 王凯军，贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京：化学工业出版社，2001.