分子篩吸附濃縮轉輪在汽車涂裝行業中的應用

汽車涂裝是汽車制造過程中"三廢"最多的環節；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；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

在汽車涂裝生產線中，廢氣主要產生于烘干室、噴漆室及晾干室區域。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

勞動安全衛生法規定，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化，轉化速度慢，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境影響的主要依據。

（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，為防止晾干間的有機溶劑聚集發生爆炸事故，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，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，汽車涂裝生產線采用較多的VOCs治理技術主要有：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輪+RTO組合工藝

沸石分子篩吸附濃縮轉輪+CO組合工藝

04轉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，實現經濟有效有機廢氣處理。

①轉輪工作原理

工作原理

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

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

在吸附區：廢氣中的VOCs物質被沸石轉輪吸附，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：沸石轉輪上吸附的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：為保證高的吸附效率，需對高溫脫附后的轉輪進行冷卻。冷卻氣體冷卻轉輪吸附材后，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℃后逆向進入轉輪脫附區進行高溫脫附。

②Napotec®分子篩吸附濃縮轉輪的特點

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

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