0  引言

　　隨著霧霾污染，國(guó)家對(duì)環(huán)保治理方面整治力度加大，環(huán)保法規(guī)方面對(duì)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)方面也不斷加嚴(yán)。近些年涉及廢氣排放的企業(yè)逐漸的增加環(huán)保處理設(shè)備以應(yīng)對(duì)廢氣對(duì)環(huán)境造成的污染。然而設(shè)備規(guī)劃選型是否合理在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程后逐漸的體現(xiàn)出來(lái)，隨著環(huán)保設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行消耗成為了車間經(jīng)濟(jì)投入的一大項(xiàng)，直接增加了車輛的單臺(tái)成本。本文根據(jù)廢氣處理設(shè)備前期的設(shè)計(jì)規(guī)劃、后期運(yùn)行投入及安全問(wèn)題進(jìn)行梳理，在廢氣處理設(shè)備設(shè)計(jì)選型方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

　　1  廢氣處理設(shè)備簡(jiǎn)介

　　廢氣處理設(shè)備工作原理：車間廢氣調(diào)溫調(diào)濕后經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，送到轉(zhuǎn)輪進(jìn)行濃縮過(guò)濾排放，用高溫空氣對(duì)吸附著在轉(zhuǎn)輪上VOC進(jìn)行高溫脫附，脫附后高濃度氣體在高溫環(huán)境下進(jìn)行高溫焚燒處理。

　　汽車涂裝車間作為廢氣產(chǎn)生主要來(lái)源，目前涂裝車間普遍采取的廢氣處理方式是沸石轉(zhuǎn)輪濃縮和高濃度VOCs焚燒處理方式?，F(xiàn)場(chǎng)一般采用“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪＋TAR”和“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪＋RTO”的設(shè)備形式。根據(jù)車間廢氣量、廢氣濃度及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地約束，現(xiàn)場(chǎng)布局形式各不相同嗎。

　　2   廢氣處理結(jié)構(gòu)介紹

　　廢氣處理設(shè)備在結(jié)構(gòu)和功能上可分為三部分：轉(zhuǎn)輪前預(yù)處理部分、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮部分、廢氣焚燒室部分。

　　轉(zhuǎn)輪前預(yù)處理部分：轉(zhuǎn)輪前預(yù)處理分為調(diào)溫調(diào)濕和過(guò)濾部分構(gòu)成。調(diào)溫調(diào)濕主要是針對(duì)涂裝車間噴漆室采用文丘里水幕處理前處理廢氣后排放得廢氣具有低溫高濕（溫度20℃~30℃，濕度80%~95%左右）的特點(diǎn)采取升溫調(diào)濕的方式提高進(jìn)轉(zhuǎn)輪前空氣的溫度降低空氣含濕量達(dá)到轉(zhuǎn)輪佳吸附溫濕度（溫度40℃，濕度＜90%）狀態(tài)。過(guò)濾部分通過(guò)采用不同等級(jí)過(guò)濾器組合作用除去進(jìn)轉(zhuǎn)輪的大顆粒物質(zhì)，使轉(zhuǎn)輪對(duì)VOCs進(jìn)行處理。

　　沸石轉(zhuǎn)輪濃縮部分：沸石轉(zhuǎn)輪部分依據(jù)功能分三個(gè)區(qū)，吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整沸石轉(zhuǎn)輪的處理效率。吸附區(qū)將車間廢氣進(jìn)行過(guò)濾處理，利用沸石轉(zhuǎn)輪的吸附性將廢氣中的苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇和醚類等吸附在轉(zhuǎn)輪中，達(dá)標(biāo)氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾后直接排放；轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)的溫度在200℃左右高溫風(fēng)反吹作用下轉(zhuǎn)輪中沸石分子與VOCs分子間的范德華力和靜電吸引力被破壞。VOCs被濃縮成原來(lái)5~20倍的高濃度氣體。冷卻區(qū)通過(guò)低溫風(fēng)將轉(zhuǎn)輪溫度冷卻下來(lái)進(jìn)行下一個(gè)階段的廢氣吸附。

　　廢氣焚燒室：為VOCs裂解提供一個(gè)750℃~800℃高溫的環(huán)境，在高溫環(huán)境下VOCs和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水并釋放出大量的熱。目前市場(chǎng)上常見的有TAR、床式RTO和旋轉(zhuǎn)RTO三種，設(shè)計(jì)選型時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)廢氣量、廢氣濃度、后級(jí)用熱需求、場(chǎng)地及后期使用維護(hù)成本等綜合考慮進(jìn)行選擇。

　　3  現(xiàn)場(chǎng)方案介紹

　　3.1  經(jīng)濟(jì)性介紹

　　廢氣處理本身作為一個(gè)能耗較高的設(shè)備，其前期的設(shè)計(jì)規(guī)劃直接影響著后期使用的經(jīng)濟(jì)性，如涉及不合理經(jīng)大大的增加運(yùn)行方面的經(jīng)濟(jì)成本。關(guān)于廢氣處理設(shè)備的運(yùn)行能耗可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

　　3.1.1  濾材損耗

　　車間采取涂裝工藝不同，排放廢氣也不盡相同。涂裝車間廢氣具有大風(fēng)量、濃度低的特點(diǎn)。為保護(hù)轉(zhuǎn)輪，在進(jìn)轉(zhuǎn)輪前需要對(duì)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪前的廢氣進(jìn)行過(guò)濾處理。進(jìn)轉(zhuǎn)輪前過(guò)濾材選擇過(guò)濾精度達(dá)不到要求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)輪處理效果造成影響，降低轉(zhuǎn)輪處理效率，造成轉(zhuǎn)輪的處理效果不達(dá)標(biāo)。對(duì)于干式噴房，廢氣濕度小，其對(duì)廢氣的過(guò)濾要求比較低，廢氣可進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)濕。對(duì)于濕式文丘里結(jié)構(gòu)噴房，廢氣雜質(zhì)相對(duì)較多，初級(jí)過(guò)濾器更換頻繁，濾材更換投入成本較大。如更換不及時(shí)可能會(huì)造成過(guò)濾器吹塌的風(fēng)險(xiǎn)。

　　對(duì)于濕式噴漆室就需要考慮對(duì)廢氣在進(jìn)入過(guò)濾器前進(jìn)行預(yù)處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如增加采用大容塵量過(guò)濾袋或采用金屬網(wǎng)或迷宮式過(guò)濾器對(duì)廢氣中得大顆粒物質(zhì)進(jìn)行初步過(guò)濾，利用物質(zhì)的相互碰撞使小顆粒物質(zhì)形成大顆粒物質(zhì)，定期對(duì)初步過(guò)濾器進(jìn)行沖洗或者壓縮空氣吹掃等。減少過(guò)濾器污染速率，減少更換過(guò)濾器的次數(shù)，降低濾材使用成本。

　　3.1.2  燃?xì)庀?/p>

　　燃?xì)庀闹饕w現(xiàn)在廢氣焚燒選擇。焚燒室以天然氣為原料提供熱能為廢氣處理提供一個(gè)高溫環(huán)境。讓廢氣發(fā)生氧化分解。對(duì)燃燒室的選擇，要考慮整個(gè)系統(tǒng)后級(jí)是否需要熱能及現(xiàn)場(chǎng)廢氣濃度、投資成本、占地面積等方面進(jìn)行考慮。對(duì)于RTO系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，進(jìn)入RTO的廢氣濃度達(dá)到1.8g就可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程自持燃燒，實(shí)現(xiàn)廢氣焚燒系統(tǒng)的“零”消耗。這就需要在設(shè)備選型時(shí)對(duì)進(jìn)入RTO 前的廢氣濃度、轉(zhuǎn)輪濃縮比等進(jìn)行綜合測(cè)算。增大廢氣濃度可采取的方法很多：如噴漆室風(fēng)部分工位循環(huán)風(fēng)進(jìn)行回用、提高轉(zhuǎn)輪濃縮比、轉(zhuǎn)輪濃縮后廢氣進(jìn)行回用調(diào)濕等。但與此同時(shí)就需要考慮轉(zhuǎn)輪超溫、脫附廢氣濃度過(guò)大引發(fā)爆炸風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于TAR選型來(lái)說(shuō)要考慮到后級(jí)設(shè)備的用熱量，如使用余熱回收裝置等使TAR產(chǎn)生的熱量全部的被后級(jí)設(shè)備利用。

　　3.1.3  電能消耗

　　廢氣處理系統(tǒng)中的電能主要是風(fēng)機(jī)電能消耗。因此在設(shè)備前期設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要考慮廢氣處理設(shè)備與車間的廢氣源距離，減少風(fēng)管長(zhǎng)度，合理計(jì)算風(fēng)量，減少進(jìn)入廢氣處理的風(fēng)量，減少轉(zhuǎn)輪數(shù)量，避免設(shè)備選型過(guò)剩造成的電能浪費(fèi)；其次考慮在設(shè)備運(yùn)行中設(shè)置節(jié)能模式，設(shè)備的運(yùn)行頻率與車間的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行連鎖等，再次在設(shè)備使用過(guò)程中使用人員合理的選擇開機(jī)時(shí)間，使開機(jī)時(shí)間與車間生產(chǎn)設(shè)備步調(diào)一致。另外及時(shí)的更換設(shè)備濾材，減少風(fēng)壓造成的風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率過(guò)大造成電能浪費(fèi)等。

　　3.2  安全性介紹

　　廢氣處理設(shè)備涉及廢氣濃度其安全性主要涉及轉(zhuǎn)輪及RTO安全性。

　　設(shè)備整體需考慮脫附管路中廢氣的濃度，管路中設(shè)置<LEL>廢氣濃度檢測(cè)儀及時(shí)反饋管路中廢氣濃度，遇到濃度超標(biāo)時(shí)及時(shí)混新風(fēng)降濃度排放。

　　沸石轉(zhuǎn)輪作為沸石濃縮的重要組成部分，其主要成分主要是沸石及纖維紙為基材加工而成。纖維紙對(duì)溫度的變化為敏感，因此設(shè)計(jì)及方案選擇方面應(yīng)注意溫度。沸石轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)的高溫氣體溫控要求精確，因此對(duì)閥門選型方面要求較高。選型方面考慮使用一次風(fēng)或冷卻風(fēng)采用二次換熱的形式達(dá)到高溫脫附溫度要求。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮高溫閥門的密封性、混風(fēng)罐的混風(fēng)均勻性以及混風(fēng)罐與脫附區(qū)的位置距離，要盡量減少高低溫風(fēng)混風(fēng)方式獲取脫附風(fēng)，一旦其控制不好容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)輪著火風(fēng)險(xiǎn)。

　　廢氣處理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到管路中閥門選型，與廢氣高濃度廢氣接觸的管路要采用防爆風(fēng)閥和氣動(dòng)風(fēng)閥。部分位置要使用自回位的閥門，系統(tǒng)中設(shè)施儲(chǔ)氣罐，系統(tǒng)在系統(tǒng)斷電后減少熱氣向易燃部位流動(dòng)，消除著火隱患。

　　RTO系統(tǒng)設(shè)備中要考慮到焚燒室點(diǎn)火前預(yù)吹掃及設(shè)備整體的防爆，系統(tǒng)需設(shè)置防爆口。系統(tǒng)需設(shè)置高溫緊急排放口，在廢氣濃度過(guò)高時(shí)要考慮將部分高溫?zé)煔膺M(jìn)行煙囪排放。

　　3.3  其他

　　1）針對(duì)涂裝車間廢氣的來(lái)源部分不同，在沸石轉(zhuǎn)輪的選型中應(yīng)明確的提出，根據(jù)不同工位、不同成分廢氣在轉(zhuǎn)輪選型時(shí)要設(shè)計(jì)不同類型轉(zhuǎn)輪。例如在面涂工位水性漆與溶劑型漆不同，器混合處理會(huì)產(chǎn)生N,N-二甲基乙醇胺物質(zhì)，易出現(xiàn)堵塞轉(zhuǎn)輪的風(fēng)險(xiǎn)，所以面涂水性色漆及溶劑清漆產(chǎn)生的VOCs應(yīng)分別配置轉(zhuǎn)輪處理。

　　2）廢氣處理設(shè)備處理的廢氣量很大，在設(shè)備的選型過(guò)程中需要針廠區(qū)的位置及對(duì)周邊居民環(huán)境的影響有不同的噪音需求。設(shè)備需要考慮增加大功率風(fēng)機(jī)的噪音問(wèn)題，如設(shè)置消音房和消音墻等設(shè)施，消除風(fēng)機(jī)的噪聲影響。

　　4   結(jié)語(yǔ)

　　2018年4月份國(guó)家開始對(duì)環(huán)境排污進(jìn)行征稅，廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也會(huì)相繼投入使用。廢氣處理設(shè)備作為廢氣治理的主要部分，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響著著廢氣處理效果。設(shè)備選型過(guò)程中要從設(shè)備穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)。選擇合理的廢氣處理工藝流程，在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)兼顧設(shè)備運(yùn)行能耗情況。在使用過(guò)程中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)備更好的為生產(chǎn)和環(huán)保服務(wù)。