兆和環境：轉輪+RTO廢氣處理系統在汽車涂裝廢氣治理上應用

摘要: 由兆和環境承建的中國重汽濟南商用輕卡部車身涂裝VOCs廢氣處理工程被評審為2019年大連市生態環境保護產業示范工程，該工程采用了轉輪+RTO廢氣處理系統。

近幾年，環境問題已成為影響中國發展的主要問題。十九大明確指出，環境問題事關滿足人民日益增長的美好生活需要，事關全面建成小康社會，事關經濟高質量發展和美麗中國建設。目前，我國VOCs排放量粗略估算已達到2500噸，已成為世界上VOCs排放總量最大的國家。為加快改善環境空氣質量，國務院發布《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，其中將工業涂裝行業作為VOCs排放重點行業。

 

由兆和環境承建的中國重汽濟南商用輕卡部車身涂裝VOCs廢氣處理工程被評審為2019年大連市生態環境保護產業示范工程，該工程采用了轉輪+RTO廢氣處理系統。

濟南重汽VOCs治理項目獲2019年大連市生態環境保護產業示范工程

 

01 汽車涂裝廢氣特點及處理工藝

 

涂裝車間生產過程中會產生大量VOCs廢氣，其特點是濃度低，風量大。若采用常規焚燒法治理廢氣，會產生高昂的運行費用。沸石轉輪和活性碳均是將低濃度大風量的VOCs氣體濃縮成高濃度小風量的裝置，沸石轉輪與活性碳使用條件和原理相似，但沸石轉輪諸多性能都優于活性碳。

 

故目前涂裝車間廢氣治理工藝普遍采取沸石轉輪搭配焚燒法進行廢氣治理。在焚燒法中，RTO與傳統催化燃燒、直燃式熱氧化爐（TO）相比，具有更高的熱效率（≥95%）、運行成本低等特點。“沸石轉輪+RTO”的組合已成為大型汽車涂裝廠的主流處理工藝。

 

02 處理設施及工藝介紹

 

1.預處理系統

廢氣在進入沸石轉輪之前，需先進入預處理系統對廢氣進行過濾，其主要目的是將廢氣中的顆粒物去除掉，防止顆粒物堵塞沸石轉輪減少沸石轉輪的使用壽命。同時，對于汽車涂裝廠排氣后端通常使用濕式過濾對漆渣進行處理，導致廢氣的相對濕度高。當相對濕度大于85%時，沸石轉輪對廢氣的處理能力會下降，所以預處理系統中需增加除濕裝置，將廢氣的相對濕度降低到70%以下。

 

2.沸石轉輪系統

沸石轉輪是一種可連續進行吸附和脫附操作的氣體凈化裝置,兩側由密封裝置分成三個區域：吸附區、脫附區及冷卻區域。

 

沸石轉輪以較低的速度連續轉動，低濃度、大風量的VOC廢氣連續不斷地通過轉輪的吸附區時，廢氣中的VOC成份被轉輪的沸石吸附，吸附凈化后的氣體達標直接排放；轉輪吸附的有機溶劑隨著轉輪的轉動被送到脫附區，RTO熱輸出混風后180-220℃通過脫附區，將VOC廢氣排出至RTO；轉輪轉至冷卻區域進行冷卻降溫后可重新進行吸附（冷卻風變為120℃左右），隨著轉輪的不斷轉動，吸附、解吸、冷卻循環進行，確保廢氣處理持續穩定的運行。

 

3.RTO系統

RTO (Regenerative Thermal Oxidizer,簡稱RTO),蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫（＞760℃）下將廢氣中的有機物（VOCs)氧化成對應的二氧化碳和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量。RTO主要有三種形式：兩室RTO、三室RTO和旋轉RTO。三種形式各有優缺點，下面以三室RTO為例進行說明。

沸石轉輪脫附產生的高濃度廢氣通過RTO風機進入RTO內進行焚燒，使廢氣中的VOCs高溫分解為CO2和H2O。

 

RTO每個蓄熱室依次經過蓄熱-放熱-吹掃的過程，循環往復，連續工作；蓄熱室"放熱"后，利用氧化室的潔凈氣體對該蓄熱室進行吹掃，將蓄熱床層中未反應的廢氣送回主風機入口，待吹掃完成后進入"蓄熱"程序。

過程1示意圖

 

工藝氣體在通過入口的過程中從一室體接收蓄熱體的熱量升溫。然后在氧化室中氧化。氧化后，處理后的高溫氣體在通過出口的過程中將熱量釋放到三室體蓄熱體中。釋放熱能后，處理后的氣體排放。

過程2示意圖

 

三室體在過程1中蓄熱體被加熱儲存了熱能，閥門切換氣流，第三室體成為“入口” 。從一室體引入未經處理的氣體，將被吹掃返回到工藝氣體中，以避免在開關切換期間排放未經處理的氣體。

過程3示意圖

 

凈化未處理氣體后，一室體成為出口。為了保持熱介質的熱平衡，閥門定期重復切換循環。在下室體通過切換閥的動作，使上室體各個蓄熱室輪流處于進氣放熱、吹掃凈化和排氣蓄熱狀態；VOC在高溫下，完成氧化反應，生成CO2和H2O，放出熱量。
 

濟南重汽商用車涂裝車間轉輪+RTO廢氣處理系統

目前，國家已開展VOCs整治專項執法行動，嚴厲打擊違法排污行為，同時多地已經出臺在線VOCs監測法規，要求各企業安裝VOCs在線監測設備并與當地環保局聯網，環保局實時監測各企業排放情況，對超標排放企業依法處理。沸石轉輪和RTO兩種工藝結合作為汽車涂裝車間后處理設備使用，可有效減少VOCs廢氣的排放。根據現場實際工況條件合理選型設計，最終VOCs排放量將遠遠小于國家及地方標準，此舉不僅可以減少企業所交排污費，使企業合規合法生產，同時使企業承擔起相應社會責任。

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