沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)在噴漆室廢氣治理之中的應(yīng)用
汽車涂料生產(chǎn)過程之中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的排放是***氣污染防治的重點(diǎn)。由于汽車生產(chǎn)的***殊性，***家和地方環(huán)保部門頒布了越來越嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。江蘇省2015年《表面涂裝（汽車制造）用揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定：汽車涂裝生產(chǎn)線噴漆室、烘干室設(shè)置VOCs污染控制設(shè)備，干燥室的VOCs廢氣處理效率應(yīng)***于90%，并明確規(guī)定涂料的VOCs排放限值（見表1）：
1排氣筒的VOCs排放限值
2。汽車涂料VOCs排放預(yù)算
VOCs來源于涂料之中的溶劑，主要通過油漆、油漆潮濕（水基漆預(yù)潮濕）和潮濕過程產(chǎn)生。由于VOCs濃度低、溫度低，潮濕過程之中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣可間接進(jìn)入焚燒爐（tnv）或蓄熱式焚燒爐（RTO）進(jìn)行處理，凈化率可達(dá)98%超過。但是，由于空氣量小、VOCs濃度高、濕度小，常規(guī)的過濾、吸附等工藝措施難以***處理噴漆室排放的廢氣。目前，***內(nèi)汽車涂裝車間***多沒有對其進(jìn)行處理。廢氣與來自空氣干燥區(qū)的廢氣一起，通過分散排氣筒在高空間接排放。
以16jph和3c2b水性漆工藝的生產(chǎn)節(jié)拍為例，下方漆和底漆為水性漆，清漆為1K溶劑型。水性漆預(yù)潮濕廢氣間接排放，清漆干燥區(qū)廢氣補(bǔ)充至噴漆室循環(huán)利用，與噴漆室廢氣一起經(jīng)分散排氣筒排放；下方漆、面漆干燥區(qū)廢氣經(jīng)RTO凈化處理之后排放。估算的VOCs排放量見表2，噴漆室的估算VOCs排放量和VOCs排放濃度見表3：噴漆室的估算VOCs排放量見表2，噴漆室的估算VOCs排放量和VOCs排放濃度見表3
根據(jù)估算，中心排氣筒VOCs排放速率和VOCs排放濃度分別為36.6kgh和76.2mgm3，均超過排放標(biāo)準(zhǔn)。噴漆室及風(fēng)干區(qū)VOCs排放量達(dá)31.4kgh，占總排放量的86%?？梢?，即使采用水基漆工藝，采用傳統(tǒng)的設(shè)施溶劑清漆，仍有較余的VOCs排放。為滿足排放要求，需對噴漆工段廢氣進(jìn)行凈化處理。
目前，對于小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣，常規(guī)的、******的方法是采用蓄熱式焚燒爐（RTO）。其工作原理是：系統(tǒng)將有機(jī)廢氣加熱到750℃超過，停留在燃燒室0.7～1.0s之內(nèi)，對廢氣之中的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化分解，變成無害的CO2和H2O，廢氣燃燒產(chǎn)生的熱量被蓄熱體“蓄積”，用于預(yù)熱全新有機(jī)物。廢氣，節(jié)約燃料消耗，降低運(yùn)行成本。RTO的***小處理風(fēng)量通常低于100000 m3h，廢氣VOCs處理濃度為100~200萬mm3。當(dāng)廢氣濃度低于1500mgm3時(shí)，廢氣燃燒產(chǎn)生的熱量較難，設(shè)備需要增加燃料消耗來加熱全新的有機(jī)廢氣。但待處理的噴漆段總排風(fēng)量為17.6萬m3h，VOCs濃度僅為178.6mgm3。因此，RTO設(shè)備并不間接適用于此類廢氣的處理。
三。沸石輪濃縮系統(tǒng)在噴漆室廢氣處理之中的應(yīng)用
，在歐洲、美***、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)***家的汽車涂裝廢氣治理之中取得了較余的應(yīng)用和不錯的效果。
裝置設(shè)備主要由兩部分組成，即疏水沸石轉(zhuǎn)輪系列再生焚燒爐。其工作原理是利用沸石分子篩的低吸附性能對有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附濃縮，再用RTO設(shè)備對濃縮之后的有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。
3.1沸石分子篩的性質(zhì)和***性
沸石分子篩是一種鋁硅酸鹽金屬鹽微孔晶體，由硅氧四面體和鋁氧四面體通過共氧原子連接形成骨架結(jié)構(gòu)。其表面為固體骨架，外部為微孔篩結(jié)構(gòu)。外部孔隙相互連通，孔徑相近，分布均勻。分子篩可以根據(jù)外部孔隙的***小選擇性吸附分子。沸石分子篩具有較小的比表面積（300-1000m2g），外部孔隙具有很弱的庫侖場和極性。因此，它對吸附質(zhì)分子具有很弱的吸附能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他類型的吸附劑。即使在較低的溫度和較高的吸附質(zhì)分壓（或濃度）之下，它仍然具有較低的吸附容量，是一種低性能的分離吸附材料。
通過分子篩的表面改性和鋁原子的去除，可以形成疏水性分子篩。它不僅具有一般沸石分子篩的共性，而且在相對濕度達(dá)到80%時(shí)，還可以保持幾乎不吸水的***性。即使是有水的空氣，也能選擇性地吸附所需的物質(zhì)，吸附能力幾乎不受影響。Hydrophobic zeolite是由無機(jī)氧化物組成的，它是不可燃的。900℃煅燒2小時(shí)，結(jié)晶度不變，熱穩(wěn)定性低?？煞磸?fù)加熱再生，實(shí)現(xiàn)脫附，使用壽命短。
3.2沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)的原理及組成
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是吸附輪（轉(zhuǎn)輪）。轉(zhuǎn)輪由疏水性沸石吸附介質(zhì)和陶瓷纖維制成波紋膜，再經(jīng)軋制形成蜂窩狀的圓柱形框架結(jié)構(gòu)，其中裝有旋轉(zhuǎn)軸承。轉(zhuǎn)輪的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用抗VOCs和耐高溫材料制成的氣封，將轉(zhuǎn)輪隔離為三個(gè)區(qū)域：吸附處理區(qū)、再生解吸區(qū)和冷卻區(qū)。
整套設(shè)備主要由下列部分組成：廢氣過濾器、沸石轉(zhuǎn)輪、排風(fēng)機(jī)、RTO焚燒系統(tǒng)、換熱器和自動控制系統(tǒng)。
目前，***小型號的單沸石轉(zhuǎn)輪廢氣處理能力為10萬m3h，可使廢氣之中VOCs濃度提高5-20倍。
3.3沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)工藝流程
***約80%。
目前，***內(nèi)汽車噴漆室和噴漆室之中有許多濕噴室采用水紡法進(jìn)行處理，廢氣的相對濕度在90%超過。因此，在廢氣進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪以前，需要對其進(jìn)行加熱和除濕。同時(shí)，由于廢氣之中含有少量漆霧等顆粒雜質(zhì)，需要進(jìn)行過濾，避免影響轉(zhuǎn)輪的吸附效率。
3.3.2轉(zhuǎn)輪對VOCs的吸附、濃縮和再生脫附：將過濾之后的小流量高濃度有機(jī)廢氣送至轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)，轉(zhuǎn)輪可根據(jù)廢氣處理能力以1-6rpm的速度慢旋轉(zhuǎn)。廢氣之中的VOCs被截留在轉(zhuǎn)輪之上的沸石分子篩之中，凈化之后的干凈空氣間接排入***氣。轉(zhuǎn)輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)吸附VOCs，逐漸趨于吸附穩(wěn)定。轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)入脫附區(qū)時(shí)，脫附風(fēng)機(jī)提供約200℃的高溫?zé)犸L(fēng)，通過吸附穩(wěn)定轉(zhuǎn)輪區(qū)，脫附帶走吸附的VOCs，轉(zhuǎn)輪恢復(fù)吸附能力。脫附后，轉(zhuǎn)輪進(jìn)入冷卻區(qū)。經(jīng)冷卻空氣吹掃之后，恢復(fù)常溫，再旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，重新開始下一輪工作。
3.3.3有機(jī)廢氣凈化處理：轉(zhuǎn)輪吸附的VOCs經(jīng)脫附后，用脫附熱風(fēng)送RTO凈化。由于解吸熱風(fēng)風(fēng)量僅為5000-20000m3h，廢氣之中VOCs濃度為5-20倍，需要***終處理的有機(jī)廢氣具有濃度低、風(fēng)量***、溫度高等***點(diǎn)，與干燥室廢氣合并之后進(jìn)入RTO集中處理，VOCs凈化率可達(dá)95%超過。RTO焚燒產(chǎn)生的一部分風(fēng)能可用于加熱轉(zhuǎn)輪的脫附空氣；末端排出的高溫?zé)煔饪裳h(huán)利用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
四。沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)技術(shù)***點(diǎn)：***別適用于處理小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣，凈化效率平穩(wěn)，VOCs去除率達(dá)90%超過。
低壓損失、無吸附損失、沸點(diǎn)低的轉(zhuǎn)輪也能得到***的處理。
