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Ⅰ破壞裂解階段：采用特制高強(qiáng)度納米紫外線光管在處理裝置內(nèi)產(chǎn)生高能C波段（253.7波段）紫外線，破壞破壞、裂解有機(jī)物分子鏈，改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，將大分子物質(zhì)裂解、氧化成為低分子物質(zhì)或無害物質(zhì)，如水、二氧化碳。

Ⅱ催化氧化階段：采用高強(qiáng)度納米紫外線光管在處理裝置內(nèi)產(chǎn)生高能C波段（185波段）紫外線，此波段紫外線光束可分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離的活性氧，游離氧因電子狀態(tài)不穩(wěn)定極易與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。臭氧對有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化作用，可裂解惡臭氣體分子鍵、破壞細(xì)菌的DNA，達(dá)到脫臭殺菌的目的。

3.1.3UV光解處理能力

根據(jù)UV光解廢氣處理原理得，此處理方案的處理關(guān)鍵點(diǎn)為通過特制納米紫外燈管發(fā)射的輻射能量破壞裂解有機(jī)物分子鍵鏈接。

根據(jù)相關(guān)化學(xué)計(jì)算破壞裂解階段使用的253.7波段紫外線能量為：471.35KJ/mol，催化氧化階段使用的185波段紫外線能量為：676.37KJ/mol。涂裝車間排放污染物質(zhì)中有機(jī)物分子鍵能詳見表3。

根據(jù)表3數(shù)據(jù)得，UV光解裝置中253.7波段的紫外線能量不能破壞大部份物質(zhì)的一個(gè)分子鍵，無法將污染物分子中的C、H破解單出，同時(shí)無法在催化階段與氧分子結(jié)合為CO2和H2O。因此UV光解催化氧化工藝無法完全處理涂裝車間的VOCs。

3.1.4執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

UV光解催化氧化廢氣處理大豆執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)。此標(biāo)準(zhǔn)與山東省發(fā)布《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第一部分：汽車制造業(yè)》（DB37/2801.1-2016）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比

根據(jù)表4中污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對比，《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中污染物的排放濃度標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于山東省發(fā)布《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第一部分：汽車制造業(yè)》（DB37/2801.1-2016）標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.5方案結(jié)論

根據(jù)UV光解處理原理能力以及其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)方面得：UV催化氧化處理工藝只能處理涂裝廢氣中小部分污染物質(zhì)，無法完全處理涂裝車間排放的廢氣，廢氣排放濃度無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。UV催化氧化不適于涂裝車間VOC處理，建議汽車涂裝行業(yè)廢氣處理工藝不予采納UV催化氧化處理技術(shù)。

3.2活性炭吸附-脫附+催化燃燒

3.2.1材料介紹

活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下活化制成，它具有巨大的比表面積（500-1700m2/g）。

3.2.2系統(tǒng)原理

活性炭吸附：經(jīng)預(yù)處理過濾處理的廢氣通過活性炭微孔吸附在活性炭表面，去除廢氣中的有機(jī)物，達(dá)到凈化氣體的作用。

活性炭脫附：當(dāng)吸附床吸附飽和后，切換脫附風(fēng)閥和吸附風(fēng)閥，啟動脫附風(fēng)機(jī)對該吸附床脫附。脫附新鮮空氣首先經(jīng)過新風(fēng)入口的換熱器和電加熱室進(jìn)行加熱，將新空氣加熱到120℃左右進(jìn)入活性炭床，炭床受熱后，活性炭吸附的溶劑揮發(fā)出來。

催化燃燒：溶劑經(jīng)風(fēng)機(jī)送入到催化燃燒室前的換熱器，然后進(jìn)入催化燃燒室中的預(yù)熱器，在電加熱的作用下，使氣體溫度提高到250-300℃左右，再進(jìn)入催化燃燒床，有機(jī)物質(zhì)在催化劑的作用下無焰燃燒，被分解為CO2和H2O，同事放出大量的熱氣體溫度進(jìn)一步提高，該高溫氣體再次經(jīng)過換熱器預(yù)熱未經(jīng)處理的有機(jī)氣體，回收一部分熱量。從換熱器出來的氣體再通過新風(fēng)入口的換熱器對脫附新鮮空氣進(jìn)行加熱，經(jīng)過換熱后的氣體通過煙囪引高排放。

3.2.3工藝流程

活性炭吸附-脫附+催化燃燒的工藝流程見圖2。

3.2.4工藝處理

1）過濾裝置

為了防止廢氣中的漆霧進(jìn)入到吸附凈化裝置系統(tǒng)，以確保吸附處理系統(tǒng)的氣源干凈、干燥、無顆粒，在活性炭吸附裝置前增加過濾裝置對廢氣進(jìn)行預(yù)清理工作。目前常用的過濾方式有兩種：一種采用二級過濾方式，一種采用干式過濾材料。

二級過濾方式分為一級過濾為初效過濾器，二級過濾為袋式過濾器。干式過濾材料是由玻璃纖維多層復(fù)合而成。這兩種方式均需定期清理更換，同時(shí)過濾裝置將會產(chǎn)生固體廢棄物，造成二次污染。

2）活性炭裝置

含有機(jī)物的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)的作用，經(jīng)過活性炭吸附層，有機(jī)物質(zhì)被活性炭特有的作用力截留在其內(nèi)部，潔凈氣體排出；經(jīng)過一段時(shí)間后，活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，停止吸附，此時(shí)有機(jī)物已被濃縮在活性炭內(nèi)。隨使用時(shí)間增長活性炭吸附能力下降，需進(jìn)行定期更換。更換后的活性炭為固體廢棄物，造成二次污染，需通過第三方處理公司進(jìn)行處理。

3）催化燃燒

活性炭脫附時(shí)，啟動催化凈化裝置，使熱氣流進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，當(dāng)熱氣源達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)時(shí)，有機(jī)物從活性炭內(nèi)解析出來，進(jìn)入催化室進(jìn)行催化分解成CO2和H2O。催化燃燒采用陶瓷蜂窩體的貴金屬作為催化劑，需定期更換，同時(shí)廢棄的催化劑為貴金屬污染物，需第三方處理公司進(jìn)行處理。

3.3沸石轉(zhuǎn)輪吸附+RTO

3.3.1核心裝置介紹

疏水性沸石：其為硅鋁堿氫氧化合物，是由無數(shù)個(gè)四面體以三度空間所組成，藉由SiO2和AlO2來連接，其中心組成是鋁原子和硅原子，四周則有氧原子連接（AlSiO4）。鍵結(jié)后的沸石會形成不同形狀的孔隙。

蓄熱式燃燒爐（RTO）：利用高溫氧化原理，將含揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣在足夠溫度以及反應(yīng)時(shí)間的條件下，經(jīng)由燃燒過程而分解成CO2和H2O。

3.3.2系統(tǒng)原理

含揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣通過空氣過濾器等預(yù)處理后，再經(jīng)過疏水性沸石濃縮轉(zhuǎn)輪，廢氣中的VOCs能被有效吸附于沸石中，達(dá)到去除的目的。經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪吸附后的凈化氣體，直接通過煙囪達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪分為三個(gè)區(qū)：吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)。沸石轉(zhuǎn)輪以每小時(shí)1-6轉(zhuǎn)的速度持續(xù)旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)將吸附的揮發(fā)性有機(jī)物傳送到轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)。在脫附區(qū)中利用小股加熱氣體（180-220℃）將揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行脫附。脫附后的沸石轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)，經(jīng)冷卻后旋轉(zhuǎn)至脫附區(qū)，持續(xù)吸附揮發(fā)性有機(jī)氣體。

脫附后的濃縮有機(jī)廢氣送到RTO燃燒爐進(jìn)行燃燒，轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳后排放到大氣中。利用熱交換將燃燒產(chǎn)生的熱量用來預(yù)熱脫附用氣體，并提供廢氣在燃燒爐燃燒前的預(yù)熱，使系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的功效。

3.3.3工藝流程

沸石轉(zhuǎn)輪+RTO處理工藝流程見圖3。

4方案對比總結(jié)

在涂裝車間VOCs相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)理解的基礎(chǔ)上，結(jié)合涂裝車間廢氣特點(diǎn)，在廢氣處理的相關(guān)方面對UV光解催化氧化、活性炭吸附-脫附+催化燃燒、沸石轉(zhuǎn)輪吸附+RTO三種處理工藝進(jìn)行對比。

結(jié)合上述方案對比，涂裝車間廢氣（VOCs）處理工藝結(jié)論為：

1）UV光解催化氧化在理論處理能力方面無法達(dá)到廢氣處理效果，不予采用；

2）活性炭吸附-脫附+催化燃燒在日常生產(chǎn)中隨時(shí)間推移處理效率下降，且產(chǎn)生固體廢棄物造成二次污染，在投資成本與運(yùn)行成本的考慮下，對此處理工藝不予采用；

3）沸石吸附+RTO在廢氣處理能力及效率方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，建議涂裝車間廢氣（VOCs）處理方案采用沸石吸附+RTO處理工藝。

來源:現(xiàn)代涂料與涂裝