汽車涂裝vocs廢氣治理技術(shù)選擇性及優(yōu)缺點(diǎn)

汽車涂裝生產(chǎn)線是汽車制造過程中產(chǎn)生大量廢氣的環(huán)節(jié)，其中涂裝廢氣是主要的污染源。涂裝車間的廢氣主要包括涂料中的有機(jī)溶劑和噴涂、烘干過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），其中甲苯和二甲苯是主要成分。這些有害成分對(duì)人體健康和環(huán)境都有負(fù)面影響，并且具有刺激性氣味。長(zhǎng)期吸入低濃度的有機(jī)廢氣會(huì)導(dǎo)致呼吸道疾病，如咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫，同時(shí)也被公認(rèn)為強(qiáng)致癌物質(zhì)。此外，有機(jī)廢氣也對(duì)光化學(xué)煙霧和酸雨的形成起著重要作用。

為了減少涂料中的VOC排放，已經(jīng)開發(fā)出水性涂料和粉末涂料，但水性涂料仍含有少量有機(jī)溶劑。因此，各國(guó)紛紛頒布相關(guān)法規(guī)，限制這類氣體的排放。在中國(guó)，1997年頒布并實(shí)施了《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297），其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)溶劑在內(nèi)的33種污染物的排放限值。近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，環(huán)保法規(guī)不斷完善并且執(zhí)法力度不斷加強(qiáng)，汽車生產(chǎn)廠在新建涂裝線中必須配置廢氣處理設(shè)備，對(duì)老舊涂裝線也在逐步安裝廢氣處理裝置，只有經(jīng)過處理后符合標(biāo)準(zhǔn)的廢氣才能排放。

噴涂室、晾干室和烘干室是有害廢氣的主要產(chǎn)生源。

烘干過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣可以采用蓄熱式催化燃燒裝置（Regenerative Catalytic Oxidizer，RCO）進(jìn)行處理。RCO技術(shù)特別適用于處理中高濃度（1000mg/m3—10000mg/m3）的有機(jī)廢氣。它適用于廢氣成分經(jīng)常變化或廢氣濃度波動(dòng)較大的場(chǎng)合，尤其適用于需要高熱能回收率的企業(yè)或烘干線廢氣處理。通過RCO裝置，廢氣中的有機(jī)物在催化劑的作用下發(fā)生無焰氧化燃燒，分解為CO2和水，并釋放大量熱能。

RCO裝置由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和自動(dòng)閥門等幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。廢氣首先經(jīng)過預(yù)熱層和催化層進(jìn)行熱量?jī)?chǔ)備和熱交換，并在催化層中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，生成CO2和H2O，并釋放大量的熱能。經(jīng)過催化氧化后的氣體再經(jīng)過熱交換層回收熱能，然后通過旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中，凈化后的排氣溫度僅略高于處理前的溫度。整個(gè)過程中，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了熱量的回收利用。

RCO技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行可靠；凈化效率高，一般可達(dá)98%以上；燃燒溫度較低，與RTO相比具有優(yōu)勢(shì)；一次性投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，熱回收效率一般可達(dá)85%以上；整個(gè)過程無廢水產(chǎn)生，凈化過程不產(chǎn)生二次污染；RCO設(shè)備可與烘房配套使用，凈化后的氣體可直接回用于烘房，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

然而，RCO技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)：催化燃燒裝置僅適用于含低沸點(diǎn)有機(jī)成分、低灰分含量的有機(jī)廢氣處理，對(duì)含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理不宜采用，催化劑容易中毒；RCO適用范圍為處理有機(jī)廢氣濃度在20%以下。

回收式熱力焚燒系統(tǒng)（德語Thermische Nachverbrennung簡(jiǎn)稱TNV）是一種利用燃?xì)饣蛉加椭苯尤紵訜岷袡C(jī)溶劑的廢氣的系統(tǒng)。在高溫作用下，有機(jī)溶劑分子被氧化分解為CO2和水。通過配套的多級(jí)換熱裝置，系統(tǒng)可以回收利用氧化分解有機(jī)廢氣時(shí)產(chǎn)生的熱能，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。因此，TNV系統(tǒng)在生產(chǎn)過程需要大量熱量時(shí)，是一種高效、理想的處理方式。對(duì)于新建涂裝生產(chǎn)線來說，一般會(huì)采用TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng)。

TNV系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成：廢氣預(yù)熱及焚燒系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)供熱系統(tǒng)和新風(fēng)換熱系統(tǒng)。廢氣焚燒集中供熱裝置是系統(tǒng)的核心部分，包括爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機(jī)和主煙道調(diào)節(jié)閥等組件。工作過程如下：一臺(tái)高壓頭風(fēng)機(jī)將有機(jī)廢氣從烘干室內(nèi)抽出，經(jīng)過廢氣焚燒集中供熱裝置的內(nèi)置換熱器進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室，在高溫下（約750℃）通過燃燒機(jī)加熱，使有機(jī)廢氣發(fā)生氧化分解，轉(zhuǎn)化為CO2和水。產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^爐內(nèi)的換熱器和主煙道排出，對(duì)烘干室的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱，向烘干室提供所需的熱量。在系統(tǒng)的末端設(shè)置了新風(fēng)換熱裝置，用于最后回收系統(tǒng)的余熱，并將煙氣加熱后送入烘干室中的補(bǔ)充新風(fēng)。此外，主煙道上還設(shè)置了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)出口煙氣的溫度，以確保最終排放的煙氣溫度控制在約160℃左右。

廢氣焚燒集中供熱裝置的特點(diǎn)包括：有機(jī)廢氣在燃燒室停留的時(shí)間為1～2秒；有機(jī)廢氣的分解率大于99%；熱回收率可達(dá)76%；燃燒器輸出的調(diào)節(jié)比可達(dá)26∶1，最高可達(dá)40∶1。

然而，該系統(tǒng)也有一些缺點(diǎn)：當(dāng)處理低濃度有機(jī)廢氣時(shí)，運(yùn)行成本較高；管式熱交換器只有在連續(xù)運(yùn)行時(shí)才能有較長(zhǎng)的壽命。