沸石濃縮轉輪系統在汽車涂裝廢氣治理中的應用

1.汽車涂裝廢氣概述

隨著國內汽車制造業高速發展，汽車在制造生產過程中產生揮發性有機化合物（簡稱VOCs）的排放。在汽車涂裝生產線中，廢氣主要產生于烘干室、噴漆室及晾干室區域。汽車涂裝廢氣成分復雜，種類繁多。目前汽車涂裝廢氣治理采用較多的治理技術主要有：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題。近年來，汽車涂裝廢氣開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在汽車涂裝廢氣治理上的應用。

1.1涂裝廢氣特點

汽車涂裝是汽車制造過程中“三廢”最多的環節；涂料中含有VOC，但不釋放VOC；涂料在涂裝過程中70%的VOC將揮發；一條大型的車身涂裝線每年排放的氣體污染物總量可能高達數百噸。目前汽車涂裝主要排氣點如下：

（1）噴漆室廢氣

勞動安全衛生法規定，涂裝工廠噴漆室的風速度應控制在0.25～0.35m/s的范圍，排出廢氣為噴漆揮發的有機溶劑，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程中有機溶劑進行揮發，為防止晾干間的有機溶劑聚集發生爆炸事故，晾干間應進行送排風，風速一般控制在0.2m/s左右，排風廢氣的成份與噴漆室排風廢氣的成份相近，但沒有漆霧，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，且惡臭物質濃度更高。

2.沸石轉輪吸附濃縮優勢

噴漆室廢氣的特點是風量大、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鍵部件是吸附輪（轉輪），轉輪由疏水性沸石吸附介質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個區域：吸附處理區、再生脫附區、冷卻區。VOC有機廢氣通過前置過濾器后，通過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，在再生區經熱風處理而被脫附、濃縮到5-15倍的程度。濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經過冷卻區的空氣，再經過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：控制進流溫度低于40℃、相對濕度小于80%以下；

（2）轉輪轉速：每小時轉輪轉速1至8圈之間（隨進流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行，但過高之脫附溫度將可能使得轉輪基材之余熱無法于冷卻區有效降溫，以致于吸附區時轉輪輪體仍處高溫狀態、不利于吸附程序進行。

5.沸石轉輪應用前景

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

隨著國家對大氣污染防治的要求越來越嚴格，汽車涂裝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，是現有技術條件下，處理大風量、低濃度、高濕度有機廢氣處理較佳選擇，在汽車涂裝廢氣治理中的應用將會越來越廣泛。