汽车制造企业废气污染治理措施浅析

2021-09-10何利菊

科技研究 2021年6期

何利菊

摘要：汽车制造行业产生的废气有焊接废气、涂装废气有机废气、沸石转轮+催化燃烧废气、检测修补废气等。其中涂装废气对环境空气影响较大，容易引起周边住户的投诉，因此采取有效的废气治理措施势在必行。

关键词：汽车制造;涂装废气;挥发性有机物;沸石转轮;TNV焚烧

重庆市汽车整车制造厂家涵盖了大多数的汽车整车产品类型，整个重庆市有41家汽车制造工厂，其中整车生产工厂21家，改装车生产工厂20家，形成年产400万辆的综合生产能力，为直辖市经济的稳定健康发展提供了有力的支撑。但其汽车生产过程中污染问题越来越受到人们关注，本文主要介绍汽车制造的大气污染防治措施。

一、大气污染防治措施

汽车整车制造行业包含四大工艺：冲压、焊装、涂装和总装，绝大多数的VOCs排放来源于涂装车间，其他的污染物排放来源于焊装车间和总装车间。

喷漆车间VOCs排放主要来自含VOCs原辅材料的使用及挥发。涉及的工序有电泳及烘干、涂胶及烘干、中涂、流平及烘干、色漆、流平和罩光、流平及烘干、修补、腔体注蜡等工艺工序，使用含VOCs原辅材料主要有电泳底漆、中涂漆、色漆、罩光漆和修补漆等，以及稀释剂、清洗剂、固化剂、各类胶黏剂、腔体蜡等。

（一）焊装车间

1、焊接烟尘废气治理设施

企业采用滤筒除尘措施对焊接烟尘进行处理。根据《污染源源强核算技术指南汽车制造》（HJ 1097—2020）表F1中焊接产生的粉尘推荐的污染治理技术，滤筒式除尘器除尘效率为80～99.9%，可保证污染物达标排放，并满足车间空气质量要求，处理后的气体直接车间内无组织排放，对生产场所和外环境无明显影响。

（二）涂装车间

（1）1、喷漆室废气污染防治（包括中涂喷漆、面涂喷漆、罩光漆喷漆和流平废气）

喷漆废气宜采用涂装行业成熟技术：文丘里+多级干式过滤喷漆室去除漆雾。根据《挥发性有机物治理实用手册》，要求汽车行业的喷涂废气末端治理设施应该设置高效漆雾处理装置，其处理效率不应低于80%。而文丘里湿法漆雾捕集+多级干式过滤除湿联合装置属于推荐的污染治理装置，且该装置已广泛用于国内外汽车涂装生产线，根据《污染源源强核算技术指南汽车制造》（HJ 1097—2020），漆雾去除率可达95%以上。

治理工艺原理：

A.漆雾捕集：喷漆（包括金属漆、清漆）作业时，未附着于工件表面的雾状油漆形成漆雾。为防止该废气污染车间及外环境，拟采用封闭的操作空间，采用上送风下排风的文丘里水帘喷漆室对喷漆室产生的废气进行治理，该装置工艺路线成熟可靠。

其工作原理为：使用油漆的喷漆枪在对汽车需要涂装的工件进行喷漆时，飞散的过量漆雾随风机的气流，被引至喷漆室下部，在喷漆室的底部下面设置文丘里湿式漆雾捕集水池和配套系统，将水变成水雾后与含漆雾的空气充分接触、捕集，漆雾被固定在水中，再通过水池设置的挡水板将含漆水与空气分离，最终以漆渣的方式去除，从而减少了排气中的漆雾量，经分离后的废气汇入水旋+沸石转轮+TNV废气燃烧装置进行处理，该方法目前在汽车涂装生产中广泛使用。

经漆雾捕集后，漆雾中的固形物大部分被捕集，但由于溶剂在喷漆水、渣处理工程中，由于气流以及人为扰动，对其中的具有一定水溶性的有机溶剂以及基本不溶于水的苯系物则基本无捕集效果。

B.沸石转轮吸附浓缩的工作原理：沸石转轮主要是对那些大风量、低浓度的挥发性有机废气进行提高浓度的浓缩处理，将大风量、低浓度的废气转换成高浓度、小风量的废气，提高浓度后的风量占进入系统总风量的比例很小，仅仅5%～20%。转轮上的沸石是无机铝硅酸盐矿物质，沸石内部充满了细微的孔穴和通道，无数的孔穴和孔道使沸石拥有数目巨大的比表面积，形成一种静电作用的引力，使沸石具有非常大的应力场，从而产生较强吸附性能。总VOCs废气通过沸石浓缩转轮时，利用沸石比表面积和不同温度条件下分子间作用力不同的原理，在低溫条件下，大流量的涂装喷漆室废气通过沸石转轮，总VOCs分子吸附于沸石中，在采取循环风条件下，进入沸石转轮系统的有机物浓度相对较高，其吸附效率可达94%以上，经过沸石吸附净化的洁净气体直接通过60m排气筒排放到大气中。

转轮持续以每小时1～6转的速度旋转，将吸附的挥发性有机物传送至高温脱附区，在高温脱附区的高温条件下沸石温度升高，比表面积、分子间张力发生变化，此时利用一小股小风量的高温废气将沸石转轮上总VOCS分子脱附出来，形成高浓度废气，其浓度约为进入系统前总VOCS浓度约10～15倍，沸石转轮系统对总VOCS的吸附效率可达到90%～99%。脱附后的浓缩有机废气送至焚烧系统进行焚烧转化成二氧化碳及水蒸气，从而将有机废气净化，焚烧后的废气与沸石吸附净化的洁净气体一起经60m排气筒排放。转轮更换周期为7～8年。

C.有机废气焚烧系统：企业涂装类有机废气主要含总VOCS、苯系物、非甲烷总烃等有机物。企业采用TNV回收式热力燃烧系统技术处理高浓度有机废气。

（3）治理工艺可行性分析

根据《挥发性有机物治理实用手册》中第3部分推荐的 VOCs 控制技术，沸石浓缩转轮和TNV燃烧技术属于推荐的污染治理技术方案，参考《污汽车制造》（HJ 1097-2020）中表F1中推荐挥发性有机物污染治理技术有浓缩+热力焚烧，去除效率可达90～98%。因此企业采用的VOCs污染治理技术方案成熟可靠。

根据涂装废气净化项目进行竣工环保验收监测报告，有机废气处理效率达97.4%，喷漆废气60m排气筒各污染物的排放浓度、排放速率均可满足《汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准》（DB50/577-2015）表2中相应污染物排放限值。

（2）2、烘干废气

项目电泳烘干升温段、电泳烘干持温段、金属漆烘干升温段、金属漆烘干持温段废气采取行业中推荐的热力焚烧法进行处理，由于烘干废气中的有机物浓度较高，在采用焚烧系统处理后，挥发性有机物的分解处理效率可达98%以上，处理达标的废气经排气筒排放。该系统实际运行表明，其对烘干废气中挥发性有机物的净化效率达98%以上，处理后的有机物均低于排放标准限值。因此，烘干废气采取焚烧法处理是可行、可靠的。

（三）总装车间

（3）1、检测线尾

整车在下线、尾气检测过程中将排放含有NOX以及非甲烷总烃等污染物的废气。整车下线点火后产生的尾气，采用非固定式收集系统，经屋面排出;整车通过检测线时在停留时间较长区域设置多个排烟地沟。

（4）2、储油罐废气

供油站储罐油气回收系统：供油站按社会加油站的方式设置汽油储罐油气回收系统，保证油料转运过程中回收挥发的油气。

二、废气污染防治措施有效性分析

根据分析企业历年的年度监督性监测数据，监测时段废气污染物排放浓度、排放速率均满足相应的废气排放标准。本项目后评价阶段废气排放量及废气处理设施与环保验收阶段保持一致，可实现达标排放。

三、结论

本文介绍了汽车制造大气污染物的污染防治措施，对汽车制造企业及相关环保工作有一定的参考意义。企业在采取各项废气污染治理的措施后，污染物可实现长期稳定达标排放，满足国家和地方污染物的排放标准以及总量控制要求。

参考文献：

[1]张伟亮.汽车涂装VOC处理新技术[J]，汽车工艺与材料，2013.11：27-29

[2]刘志新，马金环，孙锦绣，干式喷漆室在汽车涂装中的应用[J]，现代涂料与涂装，2018.5：65-66+72