汽车涂装消费过程中所产生的挥发性有机化合物（简称VOCs）的排放，是大气污染防治的重点，国度及中央环保部门针对汽车消费的特殊性，出台了越来越严厉的排放规范。2015版江苏省《表面涂装（汽车制造业）挥发性有机物排放规范》中明白规则：汽车涂装消费线的喷漆室和烘干室应装置VOCs污染管理设备，且烘干室VOCs废气处置效率应当在90%以上，并对涂装VOCs排放限值做出了明白规则（见表一）：

   3.3.2转轮吸附浓缩VOCs与再生脱附：
表一排气筒VOCs排放限值

   随着国度对大气污染防治的请求越来越严厉，汽车涂装VOCs排放限值必然将逐年下调，关于涂装喷漆室废气排放的管理火烧眉毛。众意远诚沸石浓缩转轮技术，是现有技术条件下，处置大风量、低浓度、高湿度有机废气的最佳选择，在汽车涂装废气管理中的应用将会越来越普遍。


沸石浓缩转轮系统在喷漆室废气管理中的应用



 

   2汽车涂装VOCs排放概算

   汽车涂装消费中的VOCs来源于涂料中的溶剂，主要经过喷漆、油漆晾干(水性漆预烘干)和烘干工序产生排放。烘干工序产生的有机废气，由于VOCs浓度和温度较高，可直接进入熄灭炉(TNV)或者蓄热式热力焚化炉(RTO)处置，净化率可抵达98%以上。而喷漆室排出的废气，由于风量大、VOCs浓度低、湿度大，常规的过滤、吸附等工艺措施难以有效处置，目前,国内大多数的汽车涂装车间都不作处置，与晾干区的废气一同经集中排气筒，直接高空排放。

   以消费节拍为16JPH，采取3C2B水性漆工艺的厢式商用车涂装为例，中涂漆及底面漆为水性漆，罩光清漆为1K溶剂型。水性漆预烘干产生的废气直排，清漆晾干区的排风补至喷漆室循环应用，再与喷漆室的废气一同经集中排气筒排放；中涂及面漆烘干区废气经RTO净化处置后排放。其VOCs排放速率概算见表二；喷漆室风量及VOCs排放浓度概算见表三：

表二涂装VOCs排放速率概算

   转轮低压损、无吸附损耗、关于高沸点的挥发性有机气体，也能够能有效处置。
沸石浓缩转轮系统在喷漆室废气管理中的应用


表三喷漆室风量及VOCs排放浓度概算     

众意远诚沸石浓缩转轮系统在喷漆室废气管理中的应用

   浓缩后进入RTO处置的废气风量小，故能够与烘房共享一套RTO设备，减少了设备投资，降低了RTO运转能耗。
   依据概算：集中排气筒的VOCs排放速率36.6Kg/h，排放浓度76.2mg/m3，均超越了排放规范。其中清漆喷漆室及晾干区的VOCs排放量抵达了31.4Kg/h，占到了排放总量的86%。由此可见，即便采取水性漆工艺，运用常规配套的溶剂型清漆，仍具有较多的VOCs排放，为了抵达排放请求，需求对清漆喷涂段的废气中止净化处置。

 目前，关于大风量、低浓度的有机废气，常规最有效的办法是经过蓄热式热力焚化炉（RTO）来中止处置。其工作原理是：系统将有机废气加热升温至750℃以上，在熄灭室内停留0．7～1．0s，使废气中的有机污染物氧化合成，成为无害的C02和H2O。废气熄灭产生的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，从而俭省废气升温所需求的燃料耗费，降低运转本钱。RTO的最大处置风量普通低于100000m3/h，废气VOCs处置浓度为1000～20000mg/m3，当废气浓度低于1500mg/m3时，废气熄灭产生的热量较少，设备需额外增加较多的燃料耗费，用于对新进入的有机废气升温。而需处置的清漆喷涂段废气总排风量抵达176000m3/h，VOCs浓度仅有178.6mg/m3，由此可见，RTO设备并不直接适用于这样的废气处置。

   3沸石转轮浓缩系统在喷漆室废气管理中的应用

   近年来，一种合适处置高流量（大风量）、低浓度、高湿度、多成分VOCs废气的净化设备——沸石转轮浓缩系统，在欧美及日本等经济兴隆国度的汽车涂装废气处置方面取得了较多的应用和良好的效果。


   3.1沸石分子筛的性能特性
   系统设备由两大主要部分所组成，即疏水性沸石转轮串连蓄热式焚化炉。它的工作原理是应用沸石分子筛所具备的的高吸附性能，对有机废气中止吸附浓缩，再由RTO设备净化处置浓缩后的有机废气。

   沸石分子筛是一种铝硅酸金属盐的多微孔晶体，由硅氧四面体和铝氧四面体经过共享氧原子相互衔接构成骨架结构，其表面为固体骨架，内部为多微孔的筛状结构。内部孔穴之间有孔道相互衔接，其孔径相同，散布十分均一，分子筛依据其内部孔穴的大小，可对分子中止选择性吸附。沸石分子筛具有很大的比表面积（300～1000m2/g），内部孔穴有强大的库仑场和极性，因而，对吸附质分子的吸附才干很强，远超越其他类型的吸附剂，即便在较高的温度和较低的吸附质分压（或浓度）下，仍有很高的吸附容量，是一种高性能的分别吸附资料。
   经过对沸石分子筛中止表面改性，去除结晶中的铝原子，可消弭其亲水的极性，从而构成疏水性沸石分子筛。它不只具有普通沸石分子筛的共性，在相对湿度抵达80%时,都能坚持简直不吸附水的特性，即便关于含水的空气，也能够选择地吸附所需的物质,并且吸附量简直不受影响。疏水性沸石由无机氧化物组成，具有不可燃性，在900℃下焙烧2h,其结晶度仍坚持不变，故热稳定性极高，可重复经过加热来完成脱附再生，并保证较长的运用寿命。

   3.2沸石转轮浓缩系统的原理及构成

   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，再卷制构成蜂巢状的圆筒形框架结构，其中部装置有旋转轴承。转轮的机械结构上，装有耐VOCs腐蚀、耐高温的资料制成的气体密封垫，将转轮隔离成三个区域：吸附处置区、再生脱附区、冷却区。

   全套设备主要由以下部分组成：废气过滤器、沸石转轮、排气风机、RTO焚化系统、热交流器、自动控制系统。
   目前，最大型号的单只沸石转轮，废气处置量可抵达100000m3/h，能够将废气中的VOCs浓度进步5～20倍。

   3.3沸石转轮浓缩系统工艺流程

   3.3.1废气的除湿、过滤处置：

   沸石转轮在吸附浓缩过程中，待处置废气的相对湿度低于80%时，对VOCs的吸附率可抵达90%以上，当废气湿度大于90%时，吸附效率则降落至80%左右。
   目前，国内汽车涂装喷漆室采取水旋处置的湿式喷房较多，其排出的废气，相对湿度超越90%，因而在废气进入沸石转轮之前，需求中止加热除湿。同时，由于废气中含有少量漆雾等颗粒杂质，需中止过滤处置，避免影响转轮的吸附效率。


   过滤后的大流量的低浓度有机废气被送至转轮吸附区，转轮可依据废气处置量，以1～6转/小时的速度持续迟缓旋转。废气中含有的VOCs被截留吸附在转轮上的沸石分子筛内部，净化后的洁净空气则直接排放至大气。转轮持续旋转吸附VOCs，逐步趋向吸附饱和，当转轮旋转进入至脱附区时，脱附风机提供200℃左右的高温热空气，穿过吸附饱和的转轮区域，将其中吸附的VOCs脱附并带走，转轮从而恢复吸附才干。脱附后的转轮进入冷却区，经冷却空气吹扫，恢复至常温，再次旋转至吸附区，重新开端下一轮的工作。

   3.3.3有机废气净化处置：

   转轮吸附的VOCs经脱附后，随脱附热空气送往RTO中止净化处置。由于，脱附热空气风量仅为5000～20000m3/h，废气中的VOCs被浓缩了5～20倍，因而，需求最终处置的有机废气具备了浓度高、风量小、温度高的特性，能够与烘干室的废气兼并后进入RTO集中处理，VOCs的净化率可抵达95%以上。RTO熄灭产生的一部风热能可用于转轮脱附空气的加热；末端排放的高温烟气可中止余热回收，进一步做到节能、环保。
 4沸石浓缩转轮系统技术特性：

   特别适用于处置大风量、低浓度的有机废气，净化效率稳定、VOCs去除率抵达90%以上。


   沸石转轮由无机氧化物组成，具有不燃性，运用安全。

   转轮热稳定性极高，重复经过加热脱附来完成再生，理论运用寿命可抵达10年左右。


   沸石转轮可顺应较高湿度的有机废气吸附，关于湿式喷漆室废气处置，可减少除湿的设备投资及运转能耗。

   可采取单只或多只转轮并联组合的方式，以顺应不同风量的废气处置。

   5终了语