分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪在汽車涂裝行業(yè)中的應用

汽車涂裝是汽車制造過程中"三廢"最多的環(huán)節(jié)；涂料中含有VOCs，但不釋放VOCs；涂料在涂裝過程中，70%的VOCs將揮發(fā)；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(shù)百噸。

汽車涂裝工藝流程

01汽車涂裝廢氣來源

在汽車涂裝生產(chǎn)線中，廢氣主要產(chǎn)生于烘干室、噴漆室及晾干室區(qū)域。汽車涂裝廢氣成分復雜，種類繁多。目前汽車涂裝主要排氣點如下：

（1）噴漆室廢氣

勞動安全衛(wèi)生法規(guī)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(fā)的有機溶劑，主要成分為甲苯、二甲苯等，還含有少量未處理漆霧，危害物質(zhì)為微量的苯、甲苯和二甲苯。二甲苯在大氣中主要通過光解進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化速度慢，滯留大氣時間相對較長，所以涂裝車間通常以二甲苯排放濃度和排放速率作為對環(huán)境影響的主要依據(jù)。

（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(fā)，為防止晾干間的有機溶劑聚集發(fā)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。調(diào)漆間、廢水處理間也有類似晾干間的有機廢氣排放。

（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。電泳烘干廢氣中的總有機物濃度一般在500～1000mg/m3，中涂面漆烘干廢氣的主要組成為有機溶劑，烘干廢氣中總有機物濃度一般在2500mg/m3左右，都超過了CB16297-1996《大氣污染綜合排放標準》的廢氣濃度限值要求，必須處理達標后才能排放。電泳涂料烘干廢氣的有機物濃度雖然比面漆烘干廢氣低一些，但其惡臭物質(zhì)，如甲乙酮肟的濃度更大，嗅覺更易察覺，更應該進行處理。

02汽車涂裝廢氣排放特點

汽車涂裝廢氣流動圖

汽車涂裝廢氣排放特點

03VOCs治理工藝

目前，汽車涂裝生產(chǎn)線采用較多的VOCs治理技術(shù)主要有：直接燃燒法、催化燃燒法、液體吸附法、活性炭吸附法等。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。目前，汽車涂裝VOCs廢氣多采用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+蓄熱式焚燒爐（RTO）或者催化氧化爐（CO）的方法治理。

沸石分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪+RTO組合工藝

沸石分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪+CO組合工藝

04轉(zhuǎn)輪在廢氣處理中的應用

大風量、低濃度的有機廢氣的燃燒或回收，不僅需要非常大規(guī)模的設備，而且會造成巨額運行成本。對于該問題，通過使用Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪裝置可以將低濃度、大風量的有機廢氣濃縮成高濃度、小風量，從而減低設備投資費用和運行成本，實現(xiàn)經(jīng)濟有效有機廢氣處理。

①轉(zhuǎn)輪工作原理

工作原理

Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪裝置利用吸附-脫附濃縮-冷卻這一連續(xù)性過程，對VOCs廢氣進行吸附濃縮。其基本原理如下：

沸石分子篩轉(zhuǎn)輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)（面積比為10：1：1）三個功能區(qū)域，各區(qū)域由耐熱、耐溶劑的密封材料分隔開來。沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。

在吸附區(qū)：廢氣中的VOCs物質(zhì)被沸石轉(zhuǎn)輪吸附，吸附后的廢氣在吸附風機的帶動下，直接排入煙囪達標排放。

在脫附區(qū)：沸石轉(zhuǎn)輪上吸附的VOCs被高溫逆向脫附，脫附溫度約為180~200℃。脫附氣在脫附風機的帶動下進入CO氧化分解。

在冷卻區(qū)：為保證高的吸附效率，需對高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進行冷卻。冷卻氣體冷卻轉(zhuǎn)輪吸附材后，自身被預熱，作為脫附氣的源氣，再與來自CO的燃燒室來的高溫凈化氣體進行混合預熱，溫度提升至180~200℃后逆向進入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進行高溫脫附。

②Napotec®分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的特點

高性能、高效率：將吸附性能；良好的疏水性分子篩作為吸附劑使用，對于范圍廣泛的VOCs種類，不同的各種運轉(zhuǎn)條件，都可以充分提供足夠的性能。

高沸點溶劑的處理：使用疏水性沸石分子篩，利用不燃性、高耐熱性的特點可以在高溫條件下再生。因此，對于使用活性炭時因為有再生溫度的限制而無法處理的高沸點VOCs，也能夠處理。

惰性：即使是苯乙烯和環(huán)己酮等具有熱聚合性高的VOCs，也能使用疏水性的分子篩高效率的進行處理。

清洗和活化：沸石分子篩轉(zhuǎn)輪因為是在高溫下燒結(jié)處理而成的，是無機物的結(jié)合體。如果發(fā)生蜂窩通路堵塞時，可以進行水洗。另外，沸石分子篩轉(zhuǎn)輪也可以根據(jù)實際情況通過熱處理進行高溫活化。

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