文章解读了涂装大气污染物(VOCs)排放标准,阐述了对摩托车涂装车间喷漆室和烘干炉废气现状,介绍了VOCs处理设备的选择及其工艺原理和工艺流程,并结合实际总结分析了分子筛吸附转轮+蓄热氧化燃烧废气处理系统在改造中的难点和生产中出现的问题及其VOCs处理设备的使用对策。

前言

随着国家对环保越来越重视，国家及地方法规均对涂装废气的各项排放指标进行严格控制，对VOCs排放浓度及速率进行严格限制，加上涂装废气末端治理技术日渐成熟，全国各地相继进行涂装VOCs处理设备的投入以满足最新环保法规新标准要求。重庆建设·雅马哈有限公司综合考虑涂装生产线现状、设备投资、运行成本和处理效率等因素，选择“分子筛吸附转轮+蓄热氧化燃烧”方式对涂装车间的废气进行处理，有效降低了VOCs排放，并对该套VOCs处理设备改造和运行中存在的问题给出对策方向。

1 废气处理政策

1.1 政策背景

2016年1月22 日，重庆市环境保护局联合重庆市质量技术监督局联合发布了重庆市地方标准DB50/660-2016《摩托车及汽车配件制造表面涂装大气污染物排放标准》，并于2016年2月1日实施。本标准规定了摩托车整车指导及汽车、摩托车零部件制造过程中表面涂装过程大气污染物排放控制要求、污染物监测要求，实施与监督管理要求。

1.2 政策法规

摩托车整车制造及汽车、摩托车配件制造企业应通过在涂装生产过程中降低VOCs原料使用、工艺更新和控制、过程管控、安装VOCs 污染治理设备等方式满足达标排放。新建企业自标准实施之日起执行表1、2规定的大气污染物排放限值；现有企业中，主城区企业自2017年1月1 日起执行表1、2 规定的大气污染物排放限值；其它区域企业自2018年1月1日起执行表1、2 规定的大气污染物排放限值。

2 现状

2.1 涂装工艺流程

VOCs治理的两条涂装线中，Fe\Al线主要涂装油箱基本色和发动机铝合金外观部品，涂装方式为静电旋碟（DISK）往复机喷涂加手工补正，ABS线主要喷涂ABS覆盖件和油箱罩光，涂装方式为全手工。涂装室为侧吸式水帘型（见图1），采用传统的2C1B 工艺，具体工艺流程为：上挂→前处理→水汽烘干→静电除尘→下涂→流平→上涂→流平→固化烘干→下挂。工艺流程中从喷涂区到烘烤区有VOCs排放（见图2），有以下三种形式：

（1）下涂室、上涂室VOCs通过水帘吸收后排放；

（2）下涂流平室、上涂流平室VOCs直排；

（3）脱臭炉VOCs催化燃烧（以下简称“RCO”）后排放。

两条涂装线中含有有机气体的排风口各10个，其中下涂室、上涂室各3个排风口，上涂流平室、下涂流平室、固化烘干炉、脱臭炉各1个排风口，排风管道高度均为15m。

2.2 涂装废气特点

Fe\Al线和ABS线VOCs来源于涂料和稀释剂，VOCs物质构成如表3 所示，从表中可以看出，VOCs主要为甲苯、二甲苯、醇、酯、非甲烷总烃，此外还含有少量高沸点物质。

两条线喷涂室和流平室废气为大风量低浓度废气，风量范围为12-17 万m3/h，浓度范围约为40-300mg/m3，为典型的大风量低浓度有机废气；两条线烘干炉、脱臭炉废气为小风量高浓度废气，风量范围为2500-3500m3/h，浓度>1000mg/m3。

3 废气处理工艺

3.1 VOCs处理工艺

废气处理工艺主要包括“直接末端治理”和“自动化喷涂+循环风改造+末端治理”两种方式。“直接末端治理”的缺点是风量大，设备的投入费、使用费等也较高；而“自动化喷涂+循环风改造+末端治理”是在技术升级的同时实现了无人化喷涂，因此可以实现循环风改造，能大程度的减少处理风量，使得末端处理设备的投入费和使用费降低。

摩托车的涂装部品种类多，且部品形状复杂，多为混线生产，全部部品均实现自动化喷涂困难。而现有两条涂装线以人工喷涂为主，而循环风只能应用于自动喷涂设备，想进行循环风改造以降低废气处理量的方案无法实现；即使针对自动喷涂区改造，也牵涉到自动喷涂段和人工喷涂区的风道隔断，若收集人工喷涂区的排放废气送至循环空调中进行过滤、除湿，再送到自动喷涂区二次利用，会涉及到土建和空调的改造，改造周期长，且无足够的空调安装位置和车间电容量，故无法实施“自动化喷涂+循环风改造+末端治理”方式。

3.2 末端治理废气处理工艺对比及选择

VOCs废气末端治理工艺较多，主要包括燃烧技术、冷凝技术、吸收技术、生物处理技术、光催化氧化技术、低温等离子技术等，但往往一种技术已经很难满足实际需求。目前应用较广泛的有UV 氧化技术、直接燃烧、浓缩+燃烧等。

目前常见的三种浓缩和三种燃烧方式如表4、表5所示：分子筛吸附转轮相比于传统的蜂窝活性炭和纤维活性炭吸附转轮，具有吸附效率高、安全性好、使用寿命长、运行稳定、应用范围广等优点；蓄热氧化燃烧相比于直接氧化燃烧和催化氧化燃烧而言，在换热效率、氧化能耗上均有明显优势。近几年，分子筛吸附转轮+蓄热氧化燃烧形式应用到VOCs废气治理技术较为成熟，全国各地均有实绩可以借鉴，汽车涂装线已广泛应用。