汽車涂裝廢氣處理技術的應用分析

何齊涌

摘 要：隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，汽車行業發展迅速，涂裝車間作為汽車工廠的主要污染源，其噴漆室的廢氣通常采用排氣筒直接高空排放，對環境污染嚴重。針對噴漆室廢氣風量大、濃度低的特點，通過幾種廢氣處理方式的綜合對比，制定出適用于噴漆室廢氣處理的方案，并在某汽車涂裝項目中成功運用，噴漆室廢氣經過處理后達到排放標準，經濟可行。

關鍵詞：汽車涂裝;廢氣處理技術;應用

0 引言

汽車涂裝線廢氣的主要來源是調漆室、噴涂室和烘干固化室。噴涂所用的涂料分為油性涂料和水性涂料，噴涂過程中油性涂料產生的廢氣主要為揮發性有機化合物（VOCs）。包含對人體危害性較大的苯、甲苯以及二甲苯等。而水性涂料中包含的VOCs主要為：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴等。這些揮發性有機物廢氣還含有烴類、醛類、酸類、氨類等有害物質，對環境和人體的危害非常大。VOCs廢氣化學特性活潑，在環境中二次轉化，產生光化學煙霧污染環境，并有惡臭或者異味，對呼吸道具有刺激作用，能夠損傷人的中樞神經，造成神經系統的障礙，甚至引發慢性中毒、致癌。因此，對這些危害性廢氣進行有效處理是十分重要的，也是在不斷嚴格的環保法規約束下的必然行為。

1 汽車涂裝廢氣VOCs處理技術簡介

目前針對VOCs的處理方法主要分為回收處理和消除處理兩種。回收處理技術主要是通過物理原理實現對揮發性有機物的吸收，例如通過改變溫度、壓力來提高有機溶劑在吸收物質中的溶解度。或者采用選擇性吸附劑、滲透膜等方法富集噴漆廢氣，然后再進行分離處理。目前主要的回收處理技術有吸附技術、冷凝技術、膜分離技術等。消除技術主要是通過化學方式，將有機廢氣轉化為其它無污染物質，用光能、熱能以及催化劑、微生物將有機廢氣分解成為無毒、無污染的二氧化碳、水等物質。當前主要的消除技術有直接燃燒、催化燃燒、光催化氧化、低溫等離子等技術。選擇適合的VOCs處理技術才能達到最好的處理效果。在選擇適合的VOCs處理技術之前，需要對VOCs的實際濃度進行分析，如果實際濃度VOCs>10000mg/m3則說明該氣體值得回收，屬于有回收價值氣體的范疇;如果在2000～10000mg/m3則可以考慮利用合適的吸附技術進行吸收;當噴漆過程中的VOCs濃度12000mg/m3則沒有回收價值，可以考慮將其進行燃燒處理。

2 汽車涂裝廢氣處理技術的應用分析

2.1 吸附劑

吸附處理技術的核心是吸附劑的性能，高性能的吸附劑應具有均勻孔道、較大的吸附容量、良好的疏水性以及容易再生等特性。目前在工業應用中，有機廢氣吸附處理工藝最常用的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。活性炭具有孔穴豐富、比表面積大的優點，適用于大部分VOCs的吸附凈化，但是當廢氣濕度>60%時，其吸附效果會大大降低。另外，活性炭材料普遍存在安全性較差的問題，當采用熱空氣再生時，易發生著火現象，其再生多采用高溫水蒸汽。而涂裝車間的噴漆室廢氣相對濕度RH一般為85%～90%，如果采用活性炭吸附，需要對廢氣進行除濕預處理，而且再生工藝復雜，因此不適用。相對于活性炭，沸石吸附劑的特性為：不可燃;耐溫1000℃，可用熱空氣高溫再生;有較強的疏水性，當廢氣濕度RH<90%時，表現出很好的VOCs吸附效果。

2.2 土壤微生物處理法

土壤微生物處理法原理是利用土壤以及土壤中的微生物將廢氣中有機物進行分解，對異味進行有效吸收與去除。土壤微生物處理法引用于國外，這種廢氣處理技術最早出現在韓國，一般應用在工業的廢氣處理之中，利用土壤中的多種微生物對有毒物質進行分解。由于土壤中的微生物種類繁多，對廢氣中殘渣的重金屬物質也能進行有效分解，除臭效果幾乎高達100%。對汽車噴漆廢氣的處理，該方法的應用主要流程是對廢氣進行加壓處理，然后將廢氣通入到土壤之中，土壤可以將VOCs中含有的顆粒吸收或者溶解，最終剩下的有機廢氣會在微生物的作用下發生氧化反應而分解。土壤的結構一般分為四層，用于過濾吸收的沙子層、磨砂土混合層、一般砂層，以及最后微生物生存的磨砂土層，經過這四層的過濾、凈化、分解，有機廢氣中的異味、有機物都會被吸收、分解，最后對經過處理的有機廢氣進行檢測，達標后再進行排放。

2.3 膜分離技術

膜分離技術是通過具有選擇透過性的膜，利用廢氣中分子體積大小的不同，從而實現廢氣處理的過程。膜分離技術適用于大流量、低濃度的VOCs廢氣處理，其優點：能耗低、節約能源、工藝簡單、效率較高、使用方便。缺點：膜材料的耐高溫、耐腐蝕性以及穩定性不足。用途如下：高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄層物材料。主要有聚酸胺類、聚砜類、丙烯類衍生物聚合物及纖維素類等。但大多數高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制約的關系且不耐高溫、易腐蝕等缺點。聚砜是一種機械性能優良、耐熱性好、耐微生物降解、價廉易得的膜材料。以聚砜制成的膜具有膜薄、內層孔隙率高且微孔規則等特點，因而常作為氣體分離膜的基本材料。在實際應用過程中，要針對VOCs廢氣的成分和處理工藝，對膜材料進行選擇與使用。

2.4 熱力燃燒技術

熱力燃燒法是在廢氣中VOCs濃度較低時添加燃料以幫助其燃燒的方法。用熱力燃燒技術處理有機氣態污染物時，當濃度高于燃燒上限時可以混入空氣繼續燃燒。適合處理大風量、低濃度的有機廢氣，對于廢氣中含少量固體顆粒不敏感。熱力燃燒工藝簡單、熱效率高，但設備價格高、一次性投入成本高、運行成本高和操作要求較高。熱力燃燒的過程可分為3個步驟：①輔助燃料燃燒，提供熱量;②廢氣與高溫燃氣混合，達到反應溫度;③在反應溫度下，保持廢氣有足夠的停留時間，使廢氣中可燃的有害組分氧化分解，達到凈化排氣的目的。

3 結語

隨著環境問題日益嚴重，企業和個人都有責任、有義務做出積極的努力改善環境，實現經濟社會的健康可持續發展。汽車噴漆廢氣中含有大量的污染物和有毒物質，如果處理不當則會對人們生活的周圍環境造成很大的影響。汽車噴漆廢氣VOCs作為空氣污染物的主要來源之一，相關企業需要注重汽車生產過程中廢氣處理。在現有涂裝生產線的使用過程中，可以根據涂裝廢氣的處理方式不同及現場的空間進行改造，以達到充分利用廢氣熱能的目的。

參考文獻：

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