淺談涂裝車間廢氣處理設(shè)備選型

　隨著霧霾污染，國家對環(huán)保治理方面整治力度加大，環(huán)保法規(guī)方面對廢氣排放標準方面也不斷加嚴。近些年涉及廢氣排放的企業(yè)逐漸的增加環(huán)保處理設(shè)備以應對廢氣對環(huán)境造成的污染。然而設(shè)備規(guī)劃選型是否合理在設(shè)備運行過程后逐漸的體現(xiàn)出來，隨著環(huán)保設(shè)備，設(shè)備運行消耗成為了車間經(jīng)濟投入的一大項，直接增加了車輛的單臺成本。本文根據(jù)廢氣處理設(shè)備前期的設(shè)計規(guī)劃、后期運行投入及安全問題進行梳理，在廢氣處理設(shè)備設(shè)計選型方面進行簡單介紹。

　　1、廢氣處理設(shè)備簡介

　　廢氣處理設(shè)備工作原理：車間廢氣調(diào)溫調(diào)濕后經(jīng)過濾器過濾，送到轉(zhuǎn)輪進行濃縮過濾排放，用高溫空氣對吸附著在轉(zhuǎn)輪上VOC進行高溫脫附，脫附后高濃度氣體在高溫環(huán)境下進行高溫焚燒處理。

　　汽車涂裝車間作為廢氣產(chǎn)生主要來源，目前涂裝車間普遍采取的廢氣處理方式是沸石轉(zhuǎn)輪濃縮和高濃度VOCs焚燒處理方式�，F(xiàn)場一般采用“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪＋TAR”和“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪＋RTO”的設(shè)備形式。根據(jù)車間廢氣量、廢氣濃度及現(xiàn)場場地約束，現(xiàn)場布局形式各不相同嗎。

　　2、廢氣處理結(jié)構(gòu)介紹

　　廢氣處理設(shè)備在結(jié)構(gòu)和功能上可分為三部分：轉(zhuǎn)輪前預處理部分、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮部分、廢氣焚燒室部分。

　　轉(zhuǎn)輪前預處理部分：轉(zhuǎn)輪前預處理分為調(diào)溫調(diào)濕和過濾部分構(gòu)成。調(diào)溫調(diào)濕主要是針對涂裝車間噴漆室采用文丘里水幕處理前處理廢氣后排放得廢氣具有低溫高濕（溫度20℃~30℃，濕度80%~95%左右）的特點采取升溫調(diào)濕的方式提高進轉(zhuǎn)輪前空氣的溫度降低空氣含濕量達到轉(zhuǎn)輪適合吸附溫濕度（溫度40℃，濕度＜90%）狀態(tài)。過濾部分通過采用不同等級過濾器組合作用除去進轉(zhuǎn)輪的大顆粒物質(zhì)，使轉(zhuǎn)輪對VOCs進行處理。

　　沸石轉(zhuǎn)輪濃縮部分：沸石轉(zhuǎn)輪部分依據(jù)功能分三個區(qū)，吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)。驅(qū)動電機通過鏈條傳動帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)整轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整沸石轉(zhuǎn)輪的處理效率。吸附區(qū)將車間廢氣進行過濾處理，利用沸石轉(zhuǎn)輪的吸附性將廢氣中的苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇和醚類等吸附在轉(zhuǎn)輪中，達標氣體經(jīng)過過濾后直接排放；轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)的溫度在200℃左右高溫風反吹作用下轉(zhuǎn)輪中沸石分子與VOCs分子間的范德華力和靜電吸引力被破壞。VOCs被濃縮成原來5~20倍的高濃度氣體。冷卻區(qū)通過低溫風將轉(zhuǎn)輪溫度冷卻下來進行下一個階段的廢氣吸附。

　　廢氣焚燒室：為VOCs裂解提供一個750℃~800℃高溫的環(huán)境，在高溫環(huán)境下VOCs和氧氣發(fā)生氧化反應生成二氧化碳和水并釋放出大量的熱。目前市場上常見的有TAR、床式RTO和旋轉(zhuǎn)RTO三種，設(shè)計選型時根據(jù)現(xiàn)場廢氣量、廢氣濃度、后級用熱需求、場地及后期使用維護成本等綜合考慮進行選擇。

　　3、現(xiàn)場方案介紹

　　1、經(jīng)濟性介紹

　　廢氣處理本身作為一個能耗較高的設(shè)備，其前期的設(shè)計規(guī)劃直接影響著后期使用的經(jīng)濟性，如涉及不合理經(jīng)大大的增加運行方面的經(jīng)濟成本。關(guān)于廢氣處理設(shè)備的運行能耗可以從以下幾個方面進行考慮。

　　1.1濾材損耗

　　車間采取涂裝工藝不同，排放廢氣也不盡相同。涂裝車間廢氣具有大風量、濃度低的特點。為保護轉(zhuǎn)輪，在進轉(zhuǎn)輪前需要對進入轉(zhuǎn)輪前的廢氣進行過濾處理。進轉(zhuǎn)輪前過濾材選擇過濾精度達不到要求，長時間運行會對轉(zhuǎn)輪處理效果造成影響，降低轉(zhuǎn)輪處理效率，造成轉(zhuǎn)輪的處理效果不達標。對于干式噴房，廢氣濕度小，其對廢氣的過濾要求比較低，廢氣可進行簡單調(diào)濕。對于濕式文丘里結(jié)構(gòu)噴房，廢氣雜質(zhì)相對較多，初級過濾器更換頻繁，濾材更換投入成本較大。如更換不及時可能會造成過濾器吹塌的風險。

　　對于濕式噴漆室就需要考慮對廢氣在進入過濾器前進行預處理結(jié)構(gòu)設(shè)計。如增加采用大容塵量過濾袋或采用金屬網(wǎng)或迷宮式過濾器對廢氣中得大顆粒物質(zhì)進行初步過濾，利用物質(zhì)的相互碰撞使小顆粒物質(zhì)形成大顆粒物質(zhì)，定期對初步過濾器進行沖洗或者壓縮空氣吹掃等。減少過濾器污染速率，減少更換過濾器的次數(shù)，降低濾材使用成本。

　　1.2燃氣消耗

　　燃氣消耗主要體現(xiàn)在廢氣焚燒選擇。焚燒室以天然氣為原料提供熱能為廢氣處理提供一個高溫環(huán)境。讓廢氣發(fā)生氧化分解。對燃燒室的選擇，要考慮整個系統(tǒng)后級是否需要熱能及現(xiàn)場廢氣濃度、投資成本、占地面積等方面進行考慮。對于RTO系統(tǒng)來說，進入RTO的廢氣濃度達到1.8g就可以實現(xiàn)運行過程自持燃燒，實現(xiàn)廢氣焚燒系統(tǒng)的“零”消耗。這就需要在設(shè)備選型時對進入RTO前的廢氣濃度、轉(zhuǎn)輪濃縮比等進行綜合測算。增大廢氣濃度可采取的方法很多：如噴漆室風部分工位循環(huán)風進行回用、提高轉(zhuǎn)輪濃縮比、轉(zhuǎn)輪濃縮后廢氣進行回用調(diào)濕等。但與此同時就需要考慮轉(zhuǎn)輪超溫、脫附廢氣濃度過大引發(fā)爆炸風險。對于TAR選型來說要考慮到后級設(shè)備的用熱量，如使用余熱回收裝置等使TAR產(chǎn)生的熱量全部的被后級設(shè)備利用。

　　1.3電能消耗

　　廢氣處理系統(tǒng)中的電能主要是風機電能消耗。因此在設(shè)備前期設(shè)計過程中首先要考慮廢氣處理設(shè)備與車間的廢氣源距離，減少風管長度，合理計算風量，減少進入廢氣處理的風量，減少轉(zhuǎn)輪數(shù)量，避免設(shè)備選型過剩造成的電能浪費；其次考慮在設(shè)備運行中設(shè)置節(jié)能模式，設(shè)備的運行頻率與車間的生產(chǎn)狀態(tài)進行連鎖等，再次在設(shè)備使用過程中使用人員合理的選擇開機時間，使開機時間與車間生產(chǎn)設(shè)備步調(diào)一致。另外及時的更換設(shè)備濾材，減少風壓造成的風機運行頻率過大造成電能浪費等。

　　2、安全性介紹

　　廢氣處理設(shè)備涉及廢氣濃度其安全性主要涉及轉(zhuǎn)輪及RTO安全性。

　　設(shè)備整體需考慮脫附管路中廢氣的濃度，管路中設(shè)置<LEL>廢氣濃度檢測儀及時反饋管路中廢氣濃度，遇到濃度超標時及時混新風降濃度排放。

　　沸石轉(zhuǎn)輪作為沸石濃縮的重要組成部分，其主要成分主要是沸石及纖維紙為基材加工而成。纖維紙對溫度的變化很為敏感，因此設(shè)計及方案選擇方面應注意溫度。沸石轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)的高溫氣體溫控要求精.確，因此對閥門選型方面要求較高。選型方面考慮使用一次風或冷卻風采用二次換熱的形式達到高溫脫附溫度要求。設(shè)計時應考慮高溫閥門的密封性、混風罐的混風均勻性以及混風罐與脫附區(qū)的位置距離，要盡量減少高低溫風混風方式獲取脫附風，一旦其控制不好容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)輪著火風險。

　　廢氣處理系統(tǒng)在設(shè)計時要充分考慮到管路中閥門選型，與廢氣高濃度廢氣接觸的管路要采用防爆風閥和氣動風閥。部分位置要使用自回位的閥門，系統(tǒng)中設(shè)施儲氣罐，系統(tǒng)在系統(tǒng)斷電后減少熱氣向易燃部位流動，消除著火隱患。

　　RTO系統(tǒng)設(shè)備中要考慮到焚燒室點火前預吹掃及設(shè)備整體的防爆，系統(tǒng)需設(shè)置防爆口。系統(tǒng)需設(shè)置高溫緊急排放口，在廢氣濃度過高時要考慮將部分高溫煙氣進行煙囪排放。

　　3、其他

　　1）針對涂裝車間廢氣的來源部分不同，在沸石轉(zhuǎn)輪的選型中應明確的提出，根據(jù)不同工位、不同成分廢氣在轉(zhuǎn)輪選型時要設(shè)計不同類型轉(zhuǎn)輪。例如在面涂工位水性漆與溶劑型漆不同，器混合處理會產(chǎn)生N,N-二甲基乙醇胺物質(zhì)，易出現(xiàn)堵塞轉(zhuǎn)輪的風險，所以面涂水性色漆及溶劑清漆產(chǎn)生的VOCs應分別配置轉(zhuǎn)輪處理。

　　2）廢氣處理設(shè)備處理的廢氣量很大，在設(shè)備的選型過程中需要針廠區(qū)的位置及對周邊居民環(huán)境的影響有不同的噪音需求。設(shè)備需要考慮增加大功率風機的噪音問題，如設(shè)置消音房和消音墻等設(shè)施，消除風機的噪聲影響。

　　4、結(jié)語

　　2018年4月份國家開始對環(huán)境排污進行征稅，廢氣在線監(jiān)測系統(tǒng)也會相繼投入使用。廢氣處理設(shè)備作為廢氣治理的主要部分，其運行穩(wěn)定性直接影響著著廢氣處理效果。設(shè)備選型過程中要從設(shè)備穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟性的角度出發(fā)。選擇合理的廢氣處理工藝流程，在滿足排放標準的同時兼顧設(shè)備運行能耗情況。在使用過程中不斷的積累經(jīng)驗，讓設(shè)備更好的為生產(chǎn)和環(huán)保服務。