环保视域下探究传统乘用车挥发性污染废气末端治理方案

2022-01-01天津生态城环境技术股份有限公司刘娟丽

区域治理 2021年4期

天津生态城环境技术股份有限公司刘娟丽

VOCs对大气环境产生的污染相对较大，且严重威胁着人们的生命安全。环保视域之下，在传统类型乘用车辆涂装线当中往往也涉及VOCs治理，其是企业处于环保视域之下实现良性经营发展的重点工作。故做好环保视域之下传统类型乘用车辆涂装线当中的VOCs末端综合治理实施方案有效分析工作，有着一定的现实意义和价值。

一、方案选定

传统类型乘用车辆涂装线VOCs末端治理，通常以油改水为主要手段，即水性涂料、水性化科学装置处理工艺。产能10万条件之下，传统类型乘用车辆辆涂装线实际水性改造科学装置总投资大致为5000万元，改造装置所需工期约为2个月，颜色调试操作为期5个月，原产线具体布局期间如果优化改造其水性线的空间没有留好，潜藏着水性色漆所在闪干炉具体长度受限相关限制层面因素。同样产线务必落实末端改造有效处理，3000万元装置层面投资，改造优化装置为期1.5个月，无须额外调试颜色周期。单位老线实施末端治理，是经济实用性的处理方式，可满足现行标准，有着较低改造投资、较短工期、不会对涂装品质产生较大影响等优势。传统类型乘用车辆涂装线当中VOCs末端综合治理常用处置手段即为：分子筛的吸附与高温焚烧手段、活性炭的吸附和催化焚烧手段。从实际处置方式基本净化原理和工作温度层面了解到，汽车涂装的连续性生产基本特性对于处置方法之下运行的稳定性起着决定性作用，汽车漆当中高沸点的成分对处置方法能否满足于脱附高温度要求起着决定性作用，分子筛的吸附与高温焚烧手段可满足环保视域之下传统类型乘用车辆涂装线当中VOCs末端综合治理目前要求。

二、末端处理计算分析

（一）在总体情况层面

喷房改造优化前，沉降风速高，色漆清漆有效处理工序之下风量总体上排出约为80万m3/h。在一定程度上，越大的风量，其针对末端的处理装置实际处理能力层面需求便相对大些。经结合行内一般水平之下估算及分析确定，废气每10万m3/h实际处理量，建设末端有效处理装置所需费用大致500万元，而后期的运行费是60万元/年[1]。故整体改造项目不仅包含末端的处理设备，且涉及喷房的循环风整体改造规划。喷房的循环风科学技术，以及汽车的涂装线近几年兴起的新型技术，对废气的处理量可起到降低作用，设备投资及后期运行维护的费用得以减少，经济价值相对较高。

（二）在计算喷房的循环风层面

喷房循环，即为循环利用喷房给排气，促使废气的处理量有效降低的新型技术。该项目循环风技术主要应用于清漆段。现做好喷房沉降的风速有效调节，平均的沉降风速可由0.45m/s逐步调低为0.3m/s。色漆所处的清漆段处理工序，其实际风量总体上排出为80万m3/h，将其降为55万m3/h，其风量总体下降25万m3/h，等同装置投资减少了120万元，运行年费用下降144万元左右。

清漆段排气22万m3/h经4级有效过滤处理，19万m3/h的排气重返3楼所在空气供给的单元过后，实现循环利用，新风保留3万m3/h的供给，清漆段位置喷房的VOCs浓度限定25%该安全浓度。计算分析清漆段具体VOCs浓度后取值1426mg/m3，低于2500mg/m3的安全范围浓度[2]。降低此色漆段具体所需总体风量为3万m3/h，再降低它的新风量为28万m3/h，循环风实施擦净处理。色漆废气具体排放浓度相对高于清漆的废气，排放指标若满足实际标准，不可选定循环风方案。合理调整过后，再实施末端处理，其废气风量达31万m3/h。

（三）在计算浓缩的转轮+RTO层面

针对喷房内排风系统，废气处理操作风量部分和系统所补充新的风量皆为32万m3/h，废气总排放量和废气处理的风量均是31万m3/h，其工位排风则是14万m3/h。故循环风优化改造过后，涂装的排气筒废气总排放量是45万m3/h。未实施优化改造的系统中，VOCs实际排放总量是130kg/h；而若没有加以处理，则排气筒的出口处废气VOCs实际浓度达290mg/m3，这与现行标准无法吻合，治理工作无法妥善落实。14万m3/h的工位排风即废气干净，处理操作无须实施。彻底焚烧应处理的喷漆段约31万m3/h的大废气量，往往针对RTO装置整体处理能力及能耗有着特定要求和标准，故需予以浓缩处理，依照装置规格予以选型，选定两台浓缩的转轮，各台均为16万m3/h处理能力，转轮浓缩的比例应选择10倍。在一定程度上，转轮92%-98%的吸附率，应选95%，而RTO是98%-99%处理率，需选定8%，净化综合效率为93%。经计算分析可确定最终排气筒为20mg/m3的排放浓度，9kg/h的排放速率，VOCs削减约93%，优化改造后的排放结果和现行标准相吻合[3]。浓缩转轮、焚烧蓄热之下RTO有效处理工艺，其涉及含吸附、冷却脱附处理还有净化燃烧流程。涂装性质排气筒实际排出的废气内部，选喷漆段位置废气进至已浓缩转轮，VOCs实际浓度为427mg/m3，它的风量为31万m3/h。引风机自作用发挥，废气送至过滤4级装置，有效过滤废气内水汽还有漆雾颗粒，变成VOCs等相对干净废气，沸石的微细孔不会发生堵塞现象。沸石转轮经缓慢转动，维持一段的驻留时间，沸石微孔自身吸附能力得以发挥后，吸附了废气内的VOCs，它的吸附率达92%-98%，完成吸附，废气含VOCs为21mg/m3，呈优质净化效果，可接至涂装类排气筒实现直接排放。该沸石转轮同步实施吸附和旋转操作，饱和状态达到后会缓慢转动至230℃脱附区，热气流依照着所设流速经沸石转轮，沸石上所吸附VOCs经加热后活性增加，顺着气流逐渐被脱附风装置所吸入，3万m3/h废气风量可被脱附出，具体速率达124kg/h，而浓度是4273mg/m3，是小风量和高浓度类型的VOCs废气，送至蓄热类型焚烧炉位置RTO温度环境是760℃炉膛焚烧，VOCs裂解还有高温氧化整体效率98%，完成净化处理，其浓度为82mg/m3，完成净化转轮，混合废气具体是27mg/m3浓度，涂装类型排气筒及其工位处干净排风完成混合，VOCs具体浓度降为20mg/m3，环保视域之下可实现达标排放。废气裂解期间会释放大量热量，可维持一定自平衡的状态，经焚烧处理过后，氧化室的高温气体和箱体内部陶瓷热的交换装置会实现热交换，废气经换热过后的温度需要进行有效把控，排烟实际温度务必比进气实际温度大于50℃，热回收可达95%效率。RTO经焚烧处理过后，其洁净气体会排放烟囱；还有部分会直接送入气的气换热装置内，并和转轮的冷却气体实现换热处理，在达到特定脱附温度过后送至转轮的脱附处理区域。被脱附处理加热该沸石转轮会自脱附区逐渐转出至相应冷却区域，经洁净处理的废气经过风冷处理过后则会进入到吸附脱附及冷却处理下个循环周期，可满足于均匀吸附及稳定性的脱附运行标准。经冷却处理过后，高温气体必然回到相应的进风管内部与废气混合，予以升温调湿处理。

三、若干注意要点

处于特定湿度条件之下，废气的温度处于升高状态，沸石科学分子筛基本净化效率持续降低，废气若想维持净化合理效率，务必把控好废气进至分子筛所在转轮的温度，最好是≤35℃；特定的温度条件，废气最适宜湿度＞80%，沸石科学分子筛呈低净化率状态，为废气净化处理效率最佳标准实现。废气进至该分子筛后，转轮湿度务必维持80%内。此项目当中，废气为20-30℃温度、85%-90%相对湿度。在不利的极端条件之下，如90%湿度、25℃温度条件之下，吸附效率的下降会十分急剧，故废气相对的湿度务必要降低。废气湿度有效降低的方式相对较多，在不影响吸附效率条件下，把气体的实际温度有效提升，为湿度降低最佳方式。结合湿度伴随着温度的变化关系曲线便可了解到，温度升至27℃，相对的湿度降为80%，这和沸石科学分子筛的净化高效处理效率及湿度要求相吻合[4]。升温除湿操作，以RTO净化焚烧处理完成后实际排放的100-120℃烟气，把该部分烟气及时送入过滤箱所在前端还有进转轮位置废气，经混合过后，进气温升，相对的湿度下降。系统内设在线式温湿度科学检测系统，妥善连接好PLC，初期VOCs的废气进至沸石的转轮，VOCs废气实际相对湿度及温度大于限值，及时发出该报警信号。电动比例的调节阀合理安装于沸石转轮位置冷却风的出口管路，与温湿度的在线检测相应信号相结合，PLC联锁的比例可实现科学调节，温湿度均可符合现行标准。