涂裝VOCs廢氣處理方式

對于涂裝行業，產生廢氣的主要有兩個環節：噴涂環節和烘干環節。
根據涂裝行業產生廢氣的特點，對于大風量、低濃度、成分復雜不具有回收價值的涂裝廢氣，優先選用熱氧化方式，同時熱量回用至烘干環節。

涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層，是產品表面保護和裝飾采用的最基本的技術手段。涂裝工藝可以簡單歸納為：前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化(磷化)工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求，除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝，也在不同行業的不同部門按需擇用。

行業特點

根據涂裝生產工藝，涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：前處理過程中產生的粉塵或酸霧，噴漆時產生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。

處理工藝簡述

對于涂裝行業，產生廢氣的主要有兩個環節：噴涂環節和烘干環節。
根據涂裝行業產生廢氣的特點，對于大風量、低濃度、成分復雜不具有回收價值的涂裝廢氣，優先選用熱氧化方式，同時熱量回用至烘干環節。

根據噴涂行業廢氣風量大、濃度低、成分復雜不具有回收價值的的特點，優先選用沸石轉輪濃縮+催化燃燒法，可同時將燃燒產生的熱量回用至烘干環節或用于燃氣發電以節約能源。該法將低濃度的有機廢氣通過沸石轉輪將其濃縮成高濃度的有機廢氣，經過換熱器和燃燒區將有機廢氣加熱到280℃以上通入催化燃燒室，，在催化劑的作用下使廢氣中的VOCs氧化分解成CO2和H2O。催化氧化產生的中高溫氣體經過換熱器時，預熱進入的廢氣，從而節省廢氣升溫燃料的消耗。

涂裝行業簡介:

涂裝是指通過噴涂方式將底材覆蓋上一層涂膜，以達到保護、裝飾和特殊功能性的要求，達到延長使用壽命、美觀、增加制品附加值之目的。涂裝是對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層，而涂裝機械就是建立在涂裝的基礎上而迅速發展的行業。

涂裝是工程機械、汽車等產品的表面制造工藝中的一個重要環節。防銹、防蝕涂裝質量是產品全面質量的重要方面之一。涂裝主要設備分為涂裝前表面預處理設備、涂漆設備、涂膜干燥和固化設備、機械化輸送設備、無塵恒溫恒濕供風設備等及其它附屬設備。

涂裝廢氣來源：

根據涂裝生產工藝，涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：前處理過程中產生的粉塵或酸霧，噴漆時產生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。

涂裝廢氣行業產污環節：

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器），其工作原理是在高溫下（800℃左右）將有機廢氣氧化生成CO2和H2O，從而凈化廢氣，并回收分解。安居樂RTO工藝示意圖：



產品性能特點：

①可實現全自動化控制，操作簡單，運行穩定，安全可靠性高。

②VOC的分解效率99%以上；

③采用多項先進技術，使設備簡化，易于維修，并降低了運行成本。

④廢氣在爐內停留時間長,爐內無死區；

⑤不產生NOX等二次污染。

⑥操作費用低，超低燃料費。有機廢氣濃度在500PPM以上時，RTO裝置基本不需添加輔助燃料。

熱氧化法可分為三種: 熱力燃燒式、間壁式和蓄熱式。它們的主要區別在于熱量回收方式的不同。三種方法都可以和催化法結合起來以降低反應溫度。

a. 熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器一般指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區和燃燒室組成。助燃劑 (天然氣、 石油等) 作為輔助燃料, 燃燒產生的熱在混合區對 VOC 廢氣進行預熱,燃燒室為預熱后的廢氣提供足夠大的空間和足夠長的時間以完成最終的氧化反應。

在供氧充足的前提條件下, 氧化反應的程度(影響最終的VOC 去處率)取決于“三T條件” : 反應溫度(Temperature)、駐留時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這 “三T條件”是互相聯系的, 在一定范圍內改善一個條件可使另外兩個條件降低。熱
力燃燒式熱氧化器的一個最大缺點是輔助燃料價格太高, 致使裝置的操作費用很高。

b. 間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化是指在熱氧化裝置中加入間壁式熱交換器, 熱交換器把從燃燒室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給氧化裝置進口處的低溫氣體, 預熱后發生氧化反應。

由于目前的間壁式熱交換器最高可獲得85%的熱回收率,所以極大地降低了輔助燃料的消耗。

間壁式熱交換器通常設計成管式、殼式或板式。由于通常的熱氧化溫度要保持在 800℃—1000℃, 所以間壁式熱交換器必須由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間壁式熱交換器的造價很高, 這是間壁式熱氧化器的一個缺點。同時材料的熱應力也不易消除, 這是間壁式熱氧化器的另一個缺點。

c. 蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下簡稱RTO), 是在熱氧化裝置中加入蓄熱式熱交換器, 預熱 VOC 廢氣,再進行氧化反應。

隨著蓄熱材料的發展,目前蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達到95%以上, 而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料,且當 VOC 的濃度達到一定值以上時, 還可從 RTO 輸出熱量)。同時, 由于目前的蓄熱材料都選用陶瓷填料, 所以可處理腐蝕性或含有顆粒物的 VOC 廢氣。

RTO裝置又可分為閥門切換式和旋轉式。

閥門切換式RTO是最常見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達到預熱VOC 廢氣的目的。圖 1 是典型的兩床式RTO示意圖及工作原理。

兩床式RTO主體結構由燃燒室、兩個陶瓷填料蓄熱床和兩個切換閥組成。當 VOC 廢氣由引風機送入蓄熱床1后, 該床放熱, VOC 廢氣被加熱, 在燃燒室氧化燃燒,氣體通過蓄熱床2, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。在達到規定的切換時間后, 閥切換, VOC 廢氣從蓄熱床 2 進入, 蓄熱床 2放熱, VOC廢氣被氧化燃燒, 氣體通過蓄熱床 1, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。如此周期性切換, 就可連續處理 VOC 廢氣。

近年來, 國外又研制開發出旋轉式RTO。該裝置由一個燃燒室、一個圓柱形分成幾瓣獨立區域的陶瓷蓄熱床和一個旋轉式轉向器組成。通過旋轉式轉向器的旋轉, 就可改變陶瓷蓄熱床不同區域的氣流方向, 從而連續地預熱 VOC 廢氣, 在燃燒室氧化燃燒后就可去除 VOC。

相對于閥門切換式RTO,旋轉式RTO由于只有一個活動部件(旋轉式轉向器) , 所以運行更可靠, 維護費用更低, 但缺點是旋轉式轉向器不易密封,泄露量大, 影響VOC的凈化率。

RTO設備的特點：

1）產品設計考慮客戶的生產工藝，重視前端控制和末端治理的結合；

2）凈化效率高，旋轉RTO可達到99%以上；

3）對余熱進行綜合利用，產生經濟效益；

4）優化設計的結構、通風系統，確保最好的處理效果和使用體驗；

5）充分考慮系統的安全與防護，為客戶提供安全可靠的后抽離設備與技術。

RTO廢氣處理設備應用范圍：

含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機成分的石油、化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、農藥、制鞋、電力電纜生產行業等。有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。

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