汽車涂裝車間VOCs廢氣治理形勢與技術運用

曹進

摘要：在實際的發展過程中，工業產品制造業的能耗不僅是工業涂裝車間，也是最大的污染源之一。例如，在汽車制造業，涂裝車間的能耗占生產的70%，同時也產生了相當數量的有機VOCs廢氣。因此，為了更好地改善環境污染，在今后的發展過程中，我們應該更加注重運用科學合理的手段對涂裝車間的有機VOCs廢氣進行處理。

關鍵詞：涂裝車間;VOCs廢氣治理;技術

2018年7月3日國務院印發《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，汽車涂裝是工業涂裝中VOC排放重點發生源，汽車涂裝VOC排放治理課題擺在各汽車廠的面前，尤其是采用傳統“油性漆”面漆工藝生產的汽車涂裝生產線，如何選擇適合自己的VOC排放治理方案。為了既滿足環保要求，響應政府藍天保衛戰，又保證企業的經營效益，筆者進行了調研和分析，針對涂裝VOC廢氣來源、治理方案進行整理研究。

汽車制造業涂裝有機VOCs廢氣分析的主要來源是通過噴涂在基材上覆蓋一層涂料，起到保護材料、外觀裝飾等特殊功能。目前，在涂裝過程中，所用材料主要有樹脂、溶劑等，汽車涂裝材料一般是指用于汽車、摩托車等機動車及其零部件涂裝、修理的涂料和輔助材料。例如：涂裝前的表面處理材料和涂裝后的材料。涂料工業有機VOCs廢氣中的主要污染物是苯系物，主要來自涂裝工段和干燥工段。

目前，以汽車制造業為例，涂裝車間的能耗占整個汽車工業生產過程能耗的70%，產生的污染物也占整個汽車制造過程的85%以上，特別是VOCs廢氣污染。針對汽車涂裝車間VOCs廢氣的污染控制，可以從以下幾個方面加以解決。

活性炭吸附技術活性炭是由含碳材料組成，其外觀以黑色為主。活性炭材料的孔結構非常發達，具有比表面積大、吸附容量高等特點。它是微晶碳材料中非常常見的一種材料。每克活性炭的比表面積可達800-1500平方米，這些細孔結構保證了活性炭具有優異的吸附性能。正是這些高度發達的孔結構使活性炭具有優異的吸附性能。活性炭具有比表面積大、孔道發達的特點，能有效吸附表面VOCs廢氣中的有機污染物，實現VOCs廢氣的凈化。活性炭的吸附效率隨吸附容量的增加而降低。當活性炭的吸附容量接近飽和時，需要及時更換活性炭，使其再次起到吸附作用。

低溫等離子體技術通常適用于一些低濃度噴涂VOCs廢氣的處理。它對污染物的凈化效率相對較低，常與其它處理技術配合使用。此外，等離子體通常被稱為物質的第四種形式，主要包括電子、離子、自由基和中性粒子。低溫等離子體技術主要是通過介電放電過程產生等離子體，以高速連續轟擊有機VOCs廢氣中的惡臭氣體分子，從而使污染物活化、電離和裂解。通過氧化等一系列復雜的化學反應，打開污染物內部的化學鍵，使大分子污染物轉化為低毒、低毒甚至無毒無害的小分子。

目前，單一有機VOCs廢氣處理工藝的組合工藝難以達到噴漆VOCs廢氣處理的標準，因此需要采用多種工藝組合工藝對有機VOCs廢氣進行處理。應用最廣泛的組合工藝是吸附濃縮和再生燃燒的組合。預處理后的有機VOCs廢氣通過吸附床，吸附有機物，凈化后排入大氣。吸附劑飽和后，用熱空氣吹出吸附在吸附劑中的有機物，通過控制脫附過程的流量，可以濃縮有機VOCs廢氣的濃度。有機VOCs廢氣經解吸濃縮后，經熱氧化技術分解為CO2和H2O，釋放出大量熱量。該熱量經換熱器或蓄熱器加熱濃縮后，可用于吸附劑和高濃度有機VOCs廢氣的解吸再生。運行一段時間后，有機物分解釋放的熱量可以保持吸附劑的再生，即在再生過程中實現熱量平衡，大大降低能耗。最常用的油漆VOCs廢氣吸附劑是蜂窩活性炭和沸石分子篩。此外，為解吸提供能量的主要部分是再生燃燒和再生催化燃燒。

蜂窩狀活性炭是一種蜂窩狀活性炭。指將粉末活性炭、水溶性膠粘劑、潤滑劑與水混合、捏合、擠壓、干燥、炭化活化后制成的蜂窩吸附劑。蜂窩狀活性炭還具有強度高、比表面積大、吸附容量大、吸附速度快、孔結構發達等特點。涂裝VOCs廢氣處理采用蜂窩型活性炭作吸附劑時，氣體流速不大于1.2m/s。

沸石分子篩具有吸附和離子交換的特性。在油漆VOCs廢氣的處理中常作為吸附劑使用。旋轉濃縮機濃縮輪采用沸石作為吸附劑。分子篩轉輪分為吸附處理區、再生區和冷卻區三個區域。吸附處理區VOCs廢氣經VOCs凈化后排放，再生區用少量熱風吸附VOCs吹出有機物。利用熱氧化技術將濃縮的有機VOCs廢氣分解成無害的CO2和H2O。沸石轉輪更適合于大風量、連續運行的噴漆VOCs廢氣的凈化。

在發展過程中，為了進一步改善生態環境，有效促進社會可持續發展，在具體的發展過程中，要積極響應國家節能環保的號召，同時要根據實際情況，采取合理的手段，有效減少目標城市的有機垃圾問題，從根本上改善環境質量，增加數量。

首先，要加強新材料的使用，考慮到當今有機VOCs廢氣的問題，除了使用傳統的環保材料外，還要增加先進材料的使用。在具體的開發過程中，如果有效地利用低揮發分的顏色，可以在一定程度上減少有機廢氣的排放，在新的時代，在具體的開發階段，不同的涂料供應商也加強了技術的升級，逐步開發出高固體分材料，如：有效地減少了溶劑的使用，同時，為了更好地滿足當前的排放標準，水基材料s的開發和使用也在不斷增加，溶劑被水替代，以確保有機廢氣的濃度能在一定程度上降低，而涂料廠使用的其他材料也應實現低排放，因為傳統材料應被安全的水替代，以實現整個過程的減排目的，真正實現綠色涂料。

二是加強新技術的應用，在具體開發階段，除了優化VOCs廢氣的收集方法外，還可以減少涂料廠有機廢棄物的VOCs廢氣排放，新工藝的選擇與應用總體上可以對噴涂方法進行合理的優化和改造。

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（作者單位：東風悅達起亞汽車有限公司）