涂装喷漆室 VOC 废气治理措施解析

苏明

(三菱重工叉车(大连)有限公司，辽宁 大连 116630)

1 涂装喷漆室 VOC 废气治理技术

在涂装喷漆室中进行VOC 废气治理技术处理，主要可以通过浓缩+焚烧技术、沸石浓缩转轮、光催化氧化处理有机废气处理、废气焚烧处理系统、废气处理系统等及手段进行处理，不同工艺手段有着不同的优势，在实践中，要根据实际状况合理选择。

1.1 活性炭吸附+催化燃烧法原理

在进行漆雾过滤器处理中主要就是通过含有有机物质的废气风机进行操作，利用活性炭的吸附层实现合理的控制，可以在活性炭的作用力影响之下将有机物截流，排出的气体则不很有污染物。而活性炭在应用一段时间后就会饱和，不会在吸附，在活性炭中的有机物则就会浓缩。利用催化净化装置对其进行加热处理，通内部循环的方式进行干预效果显著。在热气的源头温度为有机物沸点时，则有机物则就会在活性炭中进行脱附处理，在催化室中则就会将其催化分解，则就会将其分解形成CO2、H2O,在整个反应过程中释放能量，这些能量通过吸附床对其进行处理，关闭加热装置。催化燃烧器中的有机废气就会燃烧，产生尾气进行循环处理，在将活性炭中有机物进行内部分离，通过催化室达到分解。再生活性炭，对有机物进行催化分解，处理效率为90%左右。

1.2 沸石浓缩转轮+焚烧法原理

沸石浓缩转轮与高温焚烧方式是一种利用通沸石转轮的技术数段将大风量、低浓度的废气进行处理，变为高浓度低风量的气体。通过小的焚烧炉进行高浓度有机废气的焚烧性处理。而低温状况之下，则有机废气通过沸石转盘进行吸附处理，一些气流会进入冷却区中，进入到换热器中，温度在180 ～200℃时利用高温气体反向脱附有机物，其浓度高于原有模式25 倍左右。

温度在700 ～800℃左右，在对其浓缩处理后裂解有机废气，产生CO2以及H2O，通过无害化的方式进行排放处理。废气利用提升阀进处理，通过燃烧室燃烧，此种模式的有机物处理的效率高达99%。

1.3 沸石浓缩转轮

（1）吸附机理。沸石也就是分子筛，是一种硅铝酸盐多微孔的晶体，因为其吸附分子的大小以及形状具有一定的差异，其局域筛分不同流体分子的作用。分子筛对于物质产生的吸附主要就是一种物理吸附，在晶体孔穴中具有较强的极性以及库伦场特征，可以对极性分析以及不饱和分子产生较为强烈的吸附能力。其中分子筛则具有相对较为均匀的微孔结构，其孔穴直径的大小相对较为均匀，这些孔穴可以将一些直径相对较小的分子在孔腔内部中吸附，具有较为显著的极性分子以及不饱和分子的有限吸附作用，可以将不同极性程度、饱和程度以及分子大小不同的分析进行分离处理，具有较为显著的筛分作用，其具有热稳定性强的优势，有着较高的吸附能力，在实践中应用较为广泛。

（2）工作原理。沸石转轮的主要作用就是将VOC 气体的大风量通过处理浓缩在小风量中，在小风量中，通过焚烧炉可以将气体进行高效处理。吸附主要就是在吸附介质以及活性物质之上对其进行富集化处理，通过高温解吸的方式将VOC 排出。VOC 浓缩器转轮是一种通过蜂窝状的陶瓷纤维片材料构成，通过分子筛作为主要的吸附介质。整个浓缩系统呈现连续的运转过程中，可以分为处理区、解吸区域以及冷却区三个区域范围，不同区域之间呈现相互隔离的状态。含有VOC 的气体通过连续的高温以及低流量的解吸气体就会在反方向被吸收，在转盘中被脱离处理，在热氧化系统中对其进行净化处理。在转轮中热解析区域会被转到冷却区域，对其进行冷却处理。废气通过此区域进行冷却会去除吸热换热器中的热能。在换热器中冷却气会被TAR/RTO 等高温裂解设备进行处理，将其热换为高温解吸气体。相对于气体类型的吸附介质来说，沸石具有可燃性低的特征，因为解吸的温度较高，应用寿命相对较长，具有良好的耐化学性特征。

（3）沸石浓缩转轮系统。沸石浓缩系统在运行中利用过湿度控制系统、过滤系统以及浓缩器系统构。温湿度调节系统通过调节处理后进入到浓缩器废气的温湿度系统中，沸石温度为40℃，相对湿度为75%之下的环境中，具有较为显著的吸附效果显著。废气通过过滤系统进行处理，会造成浓缩设备堵塞等问题，在一般状况下，会通过四级过滤作为系统设置，在对温湿度调节处理后，最后过滤则应用F9 级，可以保障沸石转轮的最佳应用寿命。

沸石浓缩转轮系统，可以将大风量变为小风量，对其进行清洁净化处理，根据喷漆室的工艺以及涂料特征分析，将浓缩器的浓缩比例设计为25:1，效率高达90%。基于VOC 的可燃性特征，在保障其安全性的基础之下，实现最大浓缩比的控制，可以节约天然气的耗量。

1.4 光催化氧化处理有机废气处理

光催化氧化处理就是利用光催化剂锐钛型二氧化钛（TiO2）为主要原理进行有机废气的处理。二氧化钛（TiO2）是一种新型的光催化半导体材料，是世界上最先进的空气净化技术手段。光催化剂是光催化过程的关键内容，光催化剂的活性直接影响光催化效果，TiO2光催化活性是最高的，在运行中并不会出现光腐蚀等问题，没有毒害物质，是应用较为广泛的光催化剂。

在室温下，通过253.7nm 的UV 紫外线光灯波长之下，进行光量子照射，二氧化钛的颗粒上在催化剂价带电子激发的影响之下就会形成自由电子，二氧化钛则形成带正的电子-空穴对。在空穴氧化、自由电子还原能力的影响下就会产生具有较强氧化能力的自由基，这些自由基可以改变废气中有机物分子结构，可以达到净化有机废气的目的，其也具有良好的除臭功能。

1.5 废气焚烧处理系统

废气焚烧处理系统可以综合环保与供应为基础，合理设计TAR 以及RTO 系统，通过余热回收装置进行处理，可以提升系统排烟温度控制，节能水平与RTO 类似，具有良好的经济性、环保性。

1.6 废气处理系统

TAR 设备主要就是对KPR 浓缩器VOC 气体的脱附氧化处理，在气体进入燃烧腔之前，废气主要利用换热器进行预热处理。而在燃烧腔中，通过燃烧器为其提供热量，进而保障其满足需求。氧化主要是通过天然气燃烧器加热，达到760℃，维持1s，转化有机物质为无害气体，并且进行排放，在通过燃烧腔处理后，净化气体利用换热器管道就会将剩余部分热量传递给废气，净化气体主要利用换热器加热处理，利用浓缩器解吸控制。

2 喷漆室VOC 废气治理方案

汽车喷涂室常见的漆雾处理方式主要就是传统的湿式文丘里喷涂以及干式、半干喷漆方式。因为干式以及半干喷漆室具有较为显著的节能效果，在各个厂家中应用较为广泛，在不同的喷漆室中，排放风量、废气浓度以及颗粒物等均有一定的区域与差异。这些参数会直接影响废气处理方案与手段。

2.1 干式喷涂室废气处理方案

通过无中涂工艺手段，利用水性色漆以及双组分溶剂清漆工艺进行处理，实现空气循环利用，喷涂室排风浓度要通过处理后进行排放，在设计中要合理的应用转轮吸附浓度以及焚烧工艺。干式喷涂室废气颗粒排放小于0.1mg/m3,因此，要通过2 道过滤进行处理则就可以有效地去除在废气中存在的颗粒物，可以保障颗粒物不会进入转轮出现堵塞等问题。

2.2 湿式喷漆室废气处理

在湿式喷涂室中废气颗粒物为3mg/m3,因此，要通过G4、F5、F7、F9 去除在废气中存在的颗粒物，避免进入转轮而造成堵塞等问题。通过沸石转轮系统进行处理，将部分高浓度的废气转入转轮入口，提升废气浓度，减少焚烧处理设备以及装机容量，利用高温焚烧处理将其转化为洁净气体净排放，在进行脱附处理中通过冷却进行吸附区中进行有机溶剂的吸附处理。

3 结语

为了实现低碳发展，保护生态环境，在工业生产中要加强对各个环节的监督控制，减少污染物的产生量，对污染物排放末端进行净化处理，要减少污染物的排放控制，通过科学的方式加强对VOC 排放量的控制与管理，进而在根本上提升整体的社会价值与效益。