轨道交通制造行业 喷漆室有机废气吸附脱附催化燃烧技术探讨

轨道交通制造行业 喷漆室有机废气吸附脱附催化燃烧技术探讨

李海涛 刘晓雷 黄磊

中车唐山机车车辆有限责任公司，河北 唐山 063035

摘要：轨道交通制造行业喷漆一般采用挥发性有机溶剂，原有的VOC治理方式已经不适用于新形式下的环抱要求。本文结合公司实际情况参照国家和地方相关环保要求及排放标准，进行活性炭脱附燃烧治理技术的探讨以解决当前问题。

关键词：轨道交通制造行业 VOC治理 活性炭燃烧治理技术

1、前言

随着《交通强国建设纲要》及《轨道交通十三五规划》一系列轨道交通制造业规划的出台，未来轨道交通制造业将迎来新一轮发展高峰，产能的提升也必然会带来车体涂装生产的大幅提升，在轨道交通制造行业，由于车体尺寸较大，喷漆量较多，单个漆房每小时送排风量可达10万立方米以上，在喷涂作业过程中会产大量的芳香烃、酯类等有机物质因此污染物的治理难度很大。随着国家近年来环保要求的日益严格。当前的活性炭治理已经不适用于现今的VOC治理工作，必须采取有效的防治措施。

2、喷漆室涂装生产有机挥发物（VOC)污染

轨道交通制造行业喷漆室涂装主要挥发性有机物常用VOC表示，有时也用总挥发性有机物TVOC来表示。VOC是指室温下饱和蒸气压超过了133．32pa的有机物，其沸点在50℃至250℃，在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，按其化学的不同分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。它们都以微量和痕量水平出现，每种化合物很少超过50mg／m3的水平，所以容易被忽视，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。世界卫生组织(WHO)、美国国家科学院／国家研究理事会(NAS／NRC)等机构一直强调TVOC是一类重要的空气污染物。金属涂料同其它含水涂料、油漆生产一样，在生产过程中均产生有害的挥发性有机物(苯、甲苯、二甲苯、环氧乙烷、环氧丙烷)，这种挥发性有机物(TVOC)有嗅味，有刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。长期接触后通过吸入或皮肤吸收到体内，能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状；还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现神经毒性。

3、喷漆室有机挥发物（VOC)污染治理

3.1标准喷漆车间技术指标

3.1.1轨道交通行业标准喷漆车间技术参数：

一个标准喷漆室，每天使用4次，烘烤温度60-100℃，每次喷漆工作时间为1h，每次使用油漆量25kg，其中固含量50%，每个喷漆室的废气排风量59000m³/h，干燥炉排放废气500m³/h，合计设计废气风量120000m³/h，废气浓度=25kg×50%÷59000=211mg/m³

3.1.2标准喷漆室排放标准

处理效果：经处理后的废气达到《河北省工业企业有机物排放控制标（DB13/2322-2016）的相关排放要求。

3.2标准喷漆室治理方案

3.2.1治理流程示意

治理方案流程含多级过滤，活性炭吸附，催化燃烧及排放。

3.2.2多级过滤

采用“粗效+中效+高效”三级过滤，粗效采用板式过滤，中效和高效采用袋式过滤。

干式过滤器能较完全地去除粉尘等，气体中0.5um 以上的尘净化效率≧99%。它的原理是通过材料纤维改变颗粒的惯性力方向从而将其从废气中分离出来，材料逐渐加密的多重纤维经增加撞击率，提高过滤效率。

3.2.3活性炭吸附

活性炭吸附器主要分为三个过程：吸附过程：经过预处理后的有机废气进入到活性炭吸附器内进行吸附。脱附过程：脱附后的废气进行到催化燃烧炉内进行燃烧，燃烧时通过电加热提供能量，燃烧过程产生的热量一部分用于自身的换热，额外的热量可以通过外置的换热器对新鲜空气换热，从而节省电加热器的功率，保证效率的前提下，节省能耗。冷却过程：经过热脱附后的活性炭具有很高的温度，不能进行循环再利用，此时需要通入新鲜的冷却风进行降温，，一方面对活性炭吸附器内的活性炭进行降温，另一方面也可以对催化燃烧炉进行吹扫，保证再次工作时的安全性。

3.2.4催化燃烧

催化燃烧是借助催化剂在低温下（200～400℃）下，实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，适合运用于在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面

3.2.5排放

排放系统主要用于净化后废气的排放，主要由排气筒及固定支架、爬梯构成，含风雨罩、采样口、采样平台等。排放系统标高不小于15m。

4.结语

轨道交通行业喷漆室生产过程中产生的挥发性有机废气含有黏性颗粒物和粉尘杂质，首先通过多级过滤器进行预处理，经预处理后的废气进入到活性炭吸附设备进行吸附，通过吸附后的有机废气直接通过烟囱排放。经过一定时间吸附后的活性炭需要通过热空气进行脱附再生，脱附产生的高浓度有机废气进入到催化燃烧炉内进行催化燃烧，最终分解为CO2和H2O，然后经高空烟囱排放。从而使废气排放满足环保排放要求

参考文献：

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2．实用环境工程手册一大气污染控制工程[M]．北京：化学工业出版

杜，2001．

3. 王海林，聂磊，李靖，等．重点行业挥发性有机物排放特征与评估分析[J]．中国科学，2012，57(19)：1739—1746．

4.高宗江．典型工业涂装行业VOc排放特征研究[D]．上海：华南理工大学，2015．

作者简介：李海涛，身份证号：130206197610040318

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