浅谈汽车涂装VOC废气治理技术

近几年，环境问题已成为影响中国发展的主要问题。十九大明确指出，环境问题事关满足人民日益增长的美好生活需要，事关全面建成小康社会，事关经济高质量发展和美丽中国建设。目前，我国VOC排放量粗略估算已达到2500吨，已成为世界上VOC排放总量最大的国家。为加快改善环境空气质量，国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，其中将工业涂装行业作为VOC排放重点行业。

2、汽车涂装废气特点及处理工艺

涂装车间生产过程中会产生大量VOC废气，其特点是浓度低，风量大。若采用常规焚烧法治理废气，会产生高昂的运行费用。沸石转轮和活性炭均是将低浓度大风量的VOC气体浓缩成高浓度小风量的装置，沸石转轮与活性炭使用条件和原理相似，但沸石转轮诸多性能都优于活性炭。沸石转轮与活性炭对比见表1所列。

故目前涂装车间废气治理工艺普遍采取沸石转轮搭配焚烧法进行废气治理。在焚烧法中，RTO与传统催化燃烧、直燃式热氧化炉（TO）相比，具有更高的热效率（≥95%）、运行成本低等特点。“沸石转轮+RTO”的组合已成为大型汽车涂装厂的主流处理工艺。

3、处理设施及工艺介绍

废气在进入沸石转轮之前，需先进入预处理系统对废气进行过滤，其主要目的是将废气中的颗粒物去除掉，防止颗粒物堵塞沸石转轮减少沸石转轮的使用寿命。同时，对于汽车涂装厂排气后端通常使用湿式过滤对漆渣进行处理，导致废气的相对湿度高。当相对湿度大于85%时，沸石转轮对废气的处理能力会下降，所以预处理系统中需增加除湿装置，将废气的相对湿度降低到70%以下。

3.2 沸石转轮系统

沸石转轮是一种可连续进行吸附和脱附操作的气体净化装置,两侧由密封装置分成三个区域：吸附区、脱附区及冷却区域。

沸石转轮以较低的速度连续转动，低浓度、大风量的VOC废气连续不断地通过转轮的吸附区时，废气中的VOC成份被转轮的沸石吸附，吸附净化后的气体达标直接排放；转轮吸附的有机溶剂随着转轮的转动被送到脱附区，RTO热输出混风后180-220℃通过脱附区，将VOC废气排出至RTO；转轮转至冷却区域进行冷却降温后可重新进行吸附（冷却风变为120℃左右），随着转轮的不断转动，吸附、解吸、冷却循环进行，确保废气处理持续稳定的运行。

3.3 RTO系统

RTO (Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO),蓄热式氧化炉。其原理是在高温（＞760 ℃）下将废气中的有机物（VOC)氧化成对应的二氧化碳和水，从而净化废气，并回收废气分解时所释放出来的热量。RTO主要有三种形式：两室RTO、三室RTO和旋转RTO。三种形式各有优缺点，下面以三室RTO为例进行说明。

沸石转轮脱附产生的高浓度废气通过RTO风机进入RTO内进行焚烧，使废气中的VOC高温分解为CO2和H2O。

RTO每个蓄热室依次经过蓄热-放热-吹扫的过程，循环往复，连续工作；蓄热室"放热"后，利用氧化室的洁净气体对该蓄热室进行吹扫，将蓄热床层中未反应的废气送回主风机入口，待吹扫完成后进入"蓄热"程序。

工艺气体在通过入口的过程中从一室体接收蓄热体的热量升温。然后在氧化室中氧化。氧化后，处理后的高温气体在通过出口的过程中将热量释放到三室体蓄热体中。释放热能后，处理后的气体排放。

三室体在过程1中蓄热体被加热储存了热能，阀门切换气流，第三室体成为“入口”。从一室体引入未经处理的气体，将被吹扫返回到工艺气体中，以避免在开关切换期间排放未经处理的气体。

净化未处理气体后，一室体成为出口。为了保持热介质的热平衡，阀门定期重复切换循环。在下室体通过切换阀的动作，使上室体各个蓄热室轮流处于进气放热、吹扫净化和排气蓄热状态；VOC在高温下，完成氧化反应，生成CO2和H2O，放出热量。

4、应用案例

5、结语

目前，国家已开展VOC整治专项执法行动，严厉打击违法排污行为，同时多地已经出台在线VOC监测法规，要求各企业安装VOC在线监测设备并与当地环保局联网，环保局实时监测各企业排放情况，对超标排放企业依法处理，确保到2020年VOC排放总量较2015年下降10%以上。沸石转轮和RTO两种工艺结合作为汽车涂装车间后处理设备使用，可有效减少VOC废气的排放。根据现场实际工况条件合理选型设计，最终VOC排放量将远远小于国家及地方标准，此举不仅可以减少企业所交排污费，使企业合规合法生产，同时使企业承担起相应社会责任。