涂料行业VOCs治理的技术路线

 ；随着我国表面工程行业的快速发展，国家产业政策鼓励表面工程行业向高科技方向发展，而涂料行业是表面处理行业的重要组成部分。汽车制造、木家具、工程机械、造船、钢结构等涉及涂装技术的生产企业已形成快速发展趋势，其中汽车制造业尤为突出。人们对汽车的需求不断增加，带动了汽车产业的快速发展，并逐渐成为重要的支柱产业。为了满足日益增长的汽车消费需求，各汽车厂商积极参与产能扩张，希望抓住中国汽车产业发展的历史机遇，各地启动整车项目建设。与此同时，人们越来越关注环境，尤其是空气质量，如雾霾和PM2 5。AQI空气质量指数已成为天气预报不可或缺的组成部分，每年优良空气日数也成为各级政府工作绩效的重要考核指标

 ；目前，中国有1.3万家汽车制造企业，涂装是整个汽车制造过程的重要组成部分，是汽车装饰和防护的主要措施。其技术质量对企业的后期经营有着重要影响。传统制造中，溶剂型涂料的主要成分——有机溶剂和稀释剂不属于成膜物质，最终会以废气的形式进入空气，严重降低空气质量。目前，地方政府已先后出台了《汽车表面涂层有机物排放标准和挥发性有机物排放收费实施办法》，既有制度建设，也有经济效益，即：，确保企业必须减少挥发性有机气体的排放，并从立法上实现合法排放；同时，从经济利益的角度引导企业积极减排。

1涂料行业VOCs排放概况

 ；涂装过程中产生的挥发性有机化合物（VOC）主要包括甲基异丁基酮、乙酸正丁酯、正丁醇、乙二醇、丁醚、甲苯、二甲苯、三甲苯等。涂装车间产生的有机废气主要来源为喷漆室、挥发室和干燥室。干燥室的废气具有风量小、浓度高的特点。通常采用高温氧化焚烧法处理。高温条件下，挥发性有机化合物被氧化和分解，产生的热量被用作干燥室所需的热源。净化后的空气可以达到国家和地方政府颁布的排放标准。由于空气量大、浓度低，喷漆室内产生的有机废气一般符合国家规定的条件下，直接从高空排放，造成严重的环境污染。近年来，许多地方政府相继出台了地方性法规，对有机废气排放制定了更严格的标准。大多数地区，VOCs排放浓度要求低于30mg/m3。为了满足这些要求，一些喷漆室排放的有机废气也必须得到有效处理。

2.涂料行业VOCs废气处理方案

 ；根据喷漆室和干燥室废气排放的特点，西安裕昌采用漆雾过滤+沸石转轮浓缩+旋转RTO的技术方案处理涂料行业废气，如图1所示。由于喷漆室废气中含有漆雾颗粒，且湿度较高，喷漆废气和干燥废气一起过滤浓缩。喷漆废气与高温干燥废气混合后，由于温度升高，气体的相对湿度降低，不仅节省了除湿的设备投资和运行成本，而且大大减少了进入旋转RTO的废气量；浓缩废气经旋转RTO氧化裂解后，产生的部分热量用于RTO自运行，余热经换热器送入干燥室干燥，沸石转轮解吸；此外，当干燥废气和喷漆废气湿度较高时，也可引入RTO氧化分解后的高温气体，以降低废气湿度。图1为漆雾过滤预处理+沸石吸附浓缩旋转+旋转RTO系统示意图。

图1漆雾过滤预处理+沸石吸附浓缩旋转+旋转RTO系统示意图

2.1漆雾过滤预处理

 ；漆雾过滤装置的作用是去除废气中的漆雾颗粒，并对废气进行预处理。大多数漆雾颗粒10-100μM之间，相当一部分颗粒3-10μM之间，如图2所示。本方案对废气进行三级过滤，DPA过滤+F7过滤+F9过滤，如图3所示。DPA漆雾过滤器至颗粒直径≥ 10μM的小漆雾过滤效率为99.8%，F7过滤器的粒径为≥ 1μM的漆雾过滤效率为99%＞e≥ 70%，F9过滤器的粒径为≥ 0.5μM的漆雾过滤效率为99%＞e≥ 90%. 通过过滤预处理，确保M以上的1μ杂质不会进入转轮，导致转轮堵塞，影响其工作性能。

2.2沸石吸附浓缩转轮

 ；沸石吸附浓缩转轮由中心轴承和旋转体组成，旋转体由疏水沸石吸附介质和陶瓷纤维组成。转轮配备由耐VOCs和耐高温材料制成的气体垫圈，将转轮分为三个区域：吸附处理区域、再生解吸区域和冷却区域。跑步者以低速连续旋转。废气由风机吹入转轮吸附区，处理后的洁净空气排入大气。车轮被吸附后，被转移到解吸区，高温废气（180-200℃）解吸并再生被吸附的VOCs。再生后转移到冷却区域，冷却后吸附，如图4所示。

 ；沸石吸附浓缩转轮的技术特点：

 ；（1） 特别适用于处理风量大、浓度低的有机废气，净化效率稳定；

 ；（2） 转轮压力损失低，无吸附损失，能有效处理高沸点挥发性有机气体；

 ；（3） 沸石转轮由无机氧化物组成，不可燃，使用安全；

 ；（4） 转轮具有极高的热稳定性，可通过加热解吸反复再生，使用寿命可达10年左右；

 ；（5） 喷漆废气和干燥废气共同参与吸附浓缩，大大减少了进入RTO处理的废气量，节约了能耗，大大节约了RTO设备的投资和运行成本。

 ；此外，活性炭也可用作废气吸附剂，但工业应用中，它对废气的湿度要求很高，通常低于50%；此外，活性炭还存再生困难、水和气体对吸附性能影响大、吸附饱和时热气流再生过程安全性差、易着火等缺陷。表1显示了沸石转轮和蜂窝活性炭吸附浓缩装置之间的比较。

2.3旋转RTO

 ；旋转式RTO，也称为旋转蓄热式氧化炉。其原理是高温下将可燃废气氧化成相应的氧化物和水，从而净化废气，回收废气分解过程中释放的热量。废气分解效率大于99%，热回收效率大于95%。

 ；它主要由旋转填料床和陶瓷旋转阀组成。炉体分为12个室，5个废气室，5个净化气室，1个清洗室和1个隔离室。废气分配阀由电机驱动，连续、均匀地旋转。分配阀的作用下，废气12个腔室之间缓慢而连续地切换。图5是旋转RTO的示意图。

 ；Rotary RTO是第三代RTO。与传统的bed RTO相比，其主要优势是：

 ；（1） 旋转式RTO散热面积小，12个腔室交替工作，节省能耗；

 ；（2） 12个腔室协同工作，配风，净化效率高；

 ；（3） 采用旋转阀，进排气连续，管道压力波动小，废气不倒回，车间气味小。

 ；表2显示了旋转RTO与传统的两室和三室RTO的性能比较。

3.结论

   为了保护生态环境，实现经济社会的可持续发展，需要工业生产中的各环节都尽量减少污染物使用量，同时污染物排放末端要进行净化处理，以尽量减少污染物排放。采用本方案对涂装车间废气进行处理后，设备运行稳定可靠，可大大减少了VOC排放总量，具有较大的社会效益和经济效益。

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