催化燃燒在汽車涂裝噴漆廢氣處理中的應(yīng)用

 

汽車工業(yè)的涂裝廢氣主要來(lái)源是噴漆、烘干、儲(chǔ)漆調(diào)漆間。烘干廢氣的VOCss濃度高，一般采用蓄熱式熱力燃燒直接處理；噴漆廢氣，包括流噴漆室、流平室、儲(chǔ)調(diào)漆間廢氣，其濃度相對(duì)較低，通過(guò)排氣筒高空排放，因***家環(huán)保要求日趨升級(jí)，環(huán)保部門(mén)已明確提出噴漆廢氣必須經(jīng)過(guò)處理后才能排放，所以探討這部分噴漆廢氣如何進(jìn)行處理的。

 

有機(jī)廢氣處理多采用兩種處理方式，一種是化學(xué)燃燒，一種是物理吸附?；瘜W(xué)燃燒需要廢氣中的VOCs（揮發(fā)性有機(jī)化合物）含量達(dá)到一定濃度，噴漆廢氣經(jīng)過(guò)了漆霧捕集，濃度較低，不具備直接燃燒條件，因此一般采用物理吸附方案。吸附處理技術(shù)的核心是吸附劑的性能，高性能的吸附劑應(yīng)具有均勻孔道、較***的吸附容量、******的疏水性以及容易再生等***性。目前在工業(yè)應(yīng)用中，有機(jī)廢氣吸附處理工藝***常用的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒”是近年來(lái)***外引進(jìn)的新技術(shù)，沸石具有耐高溫(1000℃)，不可燃，對(duì)濕度的適應(yīng)性較***RH<90％)等***點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，不過(guò)其一次性投入成本高；“活性炭吸附／脫附+催化燃燒”工藝較為成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，缺點(diǎn)是活性炭使用壽命短，運(yùn)行成本較高。

 

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)公司因其涂裝線有機(jī)廢氣產(chǎn)生量相對(duì)較小，結(jié)合成本考慮，使用的是一種活性炭吸附催化一體設(shè)備。

 

2排放***性

 

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)公司采用的活性炭吸附催化一體，其應(yīng)用范圍針對(duì)的是發(fā)動(dòng)機(jī)涂裝車間噴漆室、流平室、儲(chǔ)漆調(diào)漆間產(chǎn)生的廢氣。

 

廢氣主要成分為苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)混合物；廢氣總量為55000m3/h；VOCs濃度為350mg/m3；廢氣溫度≤40℃。

 

3吸附催化一體設(shè)備

 

3.1原理

 

本項(xiàng)目（有機(jī)廢氣吸附催化一體設(shè)備）由活性炭吸附和催化燃燒脫附兩個(gè)基本原理設(shè)計(jì)的。即使用活性炭對(duì)送進(jìn)來(lái)的廢氣進(jìn)行物理吸附，從而達(dá)到降低VOCs濃度的目的；當(dāng)活性炭吸附達(dá)到飽和時(shí)，對(duì)其進(jìn)行熱氣流沖刷脫附，使其恢復(fù)活性，達(dá)到循環(huán)使用的目的，對(duì)脫附下來(lái)的高濃度VOCs被加熱燃燒處理。

 

3.2工藝流程

 

前端為過(guò)濾裝置，過(guò)濾級(jí)數(shù)為2級(jí)，其中一級(jí)過(guò)濾為漆霧過(guò)濾器，二級(jí)過(guò)濾為初效過(guò)濾棉。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后有機(jī)廢氣進(jìn)入吸附箱（活性炭組成），經(jīng)過(guò)時(shí)VOCs被吸附。本套設(shè)備包含3個(gè)吸附箱（可交替使用）。當(dāng)設(shè)備使用一段時(shí)間后，活性炭快達(dá)到飽和時(shí)停止吸附操作，用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上脫附下來(lái)使活性炭再生。脫附下來(lái)的有機(jī)物（已被濃縮，濃度較原來(lái)提高幾十倍）送入催化燃燒室進(jìn)行電加熱，燃燒轉(zhuǎn)化成CO2和H2O排出。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000PPm以上時(shí)，有機(jī)廢氣在催化床可維持自然，不用外加熱，燃燒后的尾氣一部份通過(guò)煙囪排出***氣，***部份送往吸附床，用于活性炭的脫附再生。這樣可能滿足燃燒和脫附所需熱能，達(dá)到節(jié)能的目的，再生后的活性炭用于下次吸附。在脫附時(shí)，凈化操作可用另一個(gè)吸附床進(jìn)行，既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作。

 

3.3設(shè)備***性

 

項(xiàng)目采用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，活性炭對(duì)VOCs吸附濃縮，脫附后可重復(fù)使用，脫附下來(lái)的濃縮VOCs通過(guò)催化劑電加熱實(shí)現(xiàn)低溫燃燒，達(dá)到處理污染物的目的，燃燒熱風(fēng)循環(huán)使用于活性炭脫附，達(dá)到節(jié)能目的。設(shè)備具體***性如下：

 

a）項(xiàng)目設(shè)置了三個(gè)吸附床，可同時(shí)使用也可以交替使用，目的在于一個(gè)吸附床進(jìn)行脫附操作時(shí)，另外兩個(gè)可以正常進(jìn)行吸附操作。

 

b）吸附箱采用抽屜式結(jié)構(gòu)，裝填方便、便于更換。采用新型的活性炭吸附材料——蜂窩狀活性炭，與粒狀相比具有***越的動(dòng)力學(xué)性能。極適合于***風(fēng)量下使用。由于其比重為條形活性炭纖維的8-10倍，再生前吸附有機(jī)溶劑可以達(dá)到活性炭總重量的25%，具有使用壽命長(zhǎng)，吸附系統(tǒng)運(yùn)行阻力低，凈化效率高等***點(diǎn)。

 

c）催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑，阻力小，活性高，當(dāng)有機(jī)蒸汽濃度達(dá)到2000PPm以上時(shí)，可維持自燃，加熱時(shí)間***約1小時(shí)左右電加熱自行停止，不用外加熱，節(jié)約能耗。

 

d）燃燒后的尾氣一部份排出***氣，***部份再送回吸附箱，用于活性炭的脫附，熱能又能實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)能的目的。

 

e）整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全封閉循環(huán)，加熱方式采用電加熱，過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。

 

f）設(shè)備采用微機(jī)集中控制系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行、操作過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。具有自動(dòng)順序啟動(dòng)、運(yùn)行、切換、停機(jī)功能，能實(shí)現(xiàn)定時(shí)吸附、脫附功能。脫附過(guò)程中，當(dāng)加熱室內(nèi)的溫度超過(guò)設(shè)定的參數(shù)時(shí)電加熱裝置自動(dòng)停止；當(dāng)加熱室的溫度低于設(shè)定數(shù)值時(shí)，加熱裝置啟動(dòng)加熱；當(dāng)脫附出口氣流溫度升高，超過(guò)設(shè)定的數(shù)值時(shí)，模擬閥開(kāi)啟補(bǔ)新風(fēng)；當(dāng)脫附出口氣流溫度下降，低于設(shè)定的數(shù)值時(shí)，模擬閥關(guān)閉；當(dāng)催化燃燒室的溫度超過(guò)設(shè)定數(shù)值時(shí)，旁通閥打開(kāi)；當(dāng)催化燃燒室的溫度低于設(shè)定數(shù)值時(shí)，旁通閥關(guān)閉。

 

g）活性炭的燃點(diǎn)相對(duì)較低，自燃的風(fēng)險(xiǎn)***，因此設(shè)備消防是關(guān)鍵且是必須的。本設(shè)備的吸附床內(nèi)設(shè)置有溫度檢測(cè)裝置和自動(dòng)噴淋裝置，當(dāng)吸附床內(nèi)溫度***于90℃(吸附)或180℃（脫附）時(shí)，啟動(dòng)噴淋裝置，防止活性炭自燃，確保設(shè)備安全。

 

4實(shí)施效果

 

廢氣排放執(zhí)行***家《***氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）表3中的（***家二級(jí)，排氣筒標(biāo)高15m）標(biāo)準(zhǔn)：

 

設(shè)備投入使用后有機(jī)污染物去除率≥90%，具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表4所示：

 

活性炭吸附／脫附+催化燃燒工藝是目前汽車涂裝噴漆廢氣處理應(yīng)用***多的一種工藝，其性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成熟可靠，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。本項(xiàng)目采用的吸附催化一體設(shè)備就是在基本工藝原理不變的前提下***化了使用功能，簡(jiǎn)化了操作程序，提高了安全性能，降低了能耗水平，對(duì)于同類行業(yè)有一定借鑒意義。