沸石浓缩转轮系统在汽车涂装废气治理中的应用

1.汽车涂装废气概述

随着国内汽车制造业高速发展，汽车在制造生产过程中产生挥发性有机化合物（简称VOCs）的排放。在汽车涂装生产线中，废气主要产生于烘干室、喷漆室及晾干室区域。汽车涂装废气成分复杂，种类繁多。目前汽车涂装废气治理采用较多的治理技术主要有：活性炭吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、低温等离子法、UV光解法等。在大量的实践应用中以上方法均存在处理效果不好、使用安全性不高等问题。近年来，汽车涂装废气开始采用沸石浓缩转轮配合蓄热式焚烧炉的方法治理。本文主要介绍沸石浓缩转轮技术在汽车涂装废气治理上的应用。

1.1涂装废气特点

汽车涂装是汽车制造过程中“三废”最多的环节；涂料中含有VOC，但不释放VOC；涂料在涂装过程中70%的VOC将挥发；一条大型的车身涂装线每年排放的气体污染物总量可能高达数百吨。目前汽车涂装主要排气点如下：

（1）喷漆室废气

劳动安全卫生法规定，涂装工厂喷漆室的风速度应控制在0.25～0.35m/s的范围，排出废气为喷漆挥发的有机溶剂，主要成分为甲苯、二甲苯等，还含有少量未处理完全的漆雾。

（2）晾干间废气

中涂、面漆的湿漆膜在晾干过程中有机溶剂进行挥发，为防止晾干间的有机溶剂聚集发生爆炸事故，晾干间应进行送排风，风速一般控制在0.2m/s左右，排风废气的成份与喷漆室排风废气的成份相近，但没有漆雾，有机废气的总浓度比喷漆室废气偏大，通常与喷漆室排风混合后集中处理。

（3）烘干室废气

电泳涂料与中涂面漆烘干均有废气排出，烘干废气的成分包含有机溶剂、树脂固化、热分解生成物等成份。烘干废气中总有机物浓度一般在2500mg/m3左右，且恶臭物质浓度更高。

2.沸石转轮吸附浓缩优势

喷漆室废气的特点是风量大、浓度低，直燃的建设成本和运行成本都非常高，燃烧前需要进行吸附浓缩。沸石吸附浓缩转轮与活性炭流化床相比，脱附温度更高，对空气湿度要求更低。

3.沸石转轮的结构和机理

沸石转轮浓缩系统的关键部件是吸附轮（转轮），转轮由疏水性沸石吸附介质与陶瓷纤维加工成波纹状膜片，再卷制形成蜂巢状的圆筒形框架结构，其中部安装有旋转轴承。转轮的机械结构上，装有耐VOCs腐蚀、耐高温的材料制成的气体密封垫，将转轮隔离成3个区域：吸附处理区、再生脱附区、冷却区。VOC有机废气通过前置过滤器后，通过浓缩转轮装置的处理区。在处理区VOCs被吸附剂吸附去除，净化后的空气从浓缩转轮的处理区间排出。吸附于浓缩转轮中的有机废气VOCs，在再生区经热风处理而被脱附、浓缩到5-15倍的程度。浓缩转轮在冷却区被冷却，经过冷却区的空气，再经过加热后作为再生空气使用，达到节能的效果。

4.沸石转轮运行影响因素

（1）废气的温、湿度：控制进流温度低于40℃、相对湿度小于80%以下；

（2）转轮转速：每小时转轮转速1至8圈之间（随进流VOC浓度值略变）；

（3）浓缩倍率：增加浓缩倍率将使得系统去除效率随之降低，可使后端焚化设备减少燃料使用；

（4）脱附温度：足够之脱附温度有助于脱附程序之进行，但过高之脱附温度将可能使得转轮基材之余热无法于冷却区有效降温，以致于吸附区时转轮轮体仍处高温状态、不利于吸附程序进行。

5.沸石转轮应用前景

目前，国内的奔驰、宝马、大众、日产等汽车制造企业的涂装废气治理均开始使用沸石浓缩转轮系统对涂装废气进行净化处理，通过使用的信息反馈，均达到了设计要求。国内部分环保设备制造企业，也开始具备了沸石浓缩转轮系统设备的设计、安装能力。

随着国家对大气污染防治的要求越来越严格，汽车涂装VOCs排放限值必然将逐年下调，对于涂装废气排放的治理迫在眉睫。沸石浓缩转轮技术，是现有技术条件下，处理大风量、低浓度、高湿度有机废气处理较佳选择，在汽车涂装废气治理中的应用将会越来越广泛。