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 對增設(shè)沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+蓄熱式焚燒爐和由目前的溶劑型涂料升級為水性涂料這兩種發(fā)動機涂裝線揮發(fā)性有機化合物(VOCs)廢氣治理技術(shù)方案的策劃進行了可行性分析和成本對比。指出了采用水性涂料的優(yōu)勢。

  公司的發(fā)動機涂裝線廢氣排放目前執(zhí)行GB 16297–1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。隨著 對環(huán)境治理的決心及長三角區(qū)域、長江流域等地區(qū)環(huán)保升級要求，現(xiàn)有發(fā)動機涂裝線廢氣的排放雖滿足 標(biāo)準(zhǔn)，但后續(xù)依然存在不能達標(biāo)排放的高風(fēng)險。基于風(fēng)險的考慮，需對現(xiàn)有發(fā)動機涂裝線VOCs(揮發(fā)性有機化合物)廢氣環(huán)保治理進行升級改造。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，升級改造可能從以下2個方面進行：

  (1) 末端廢氣采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮 + 蓄熱式焚燒爐(RTO)處理。

  (2) 從目前的溶劑型涂料向水性涂料升級。

1 沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO處理

1.1 原理及優(yōu)勢

  沸石轉(zhuǎn)輪濃縮吸附裝置是利用“吸附─脫附─濃縮”三項連續(xù)變溫的吸、脫附程序，使低濃度、大風(fēng)量有機廢氣濃縮為高濃度、小流量的濃縮氣體，特別適合處理大流量、低濃度、含多種有機成分的廢氣。通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，可在轉(zhuǎn)輪上同時完成氣體的脫附和轉(zhuǎn)輪的再生過程。進入濃縮轉(zhuǎn)輪的有機廢氣在常溫下被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)吸附凈化后直接排放至大氣，接著因轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動而進入脫附區(qū)，吸附了有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)輪在此區(qū)內(nèi)脫附，吸附在轉(zhuǎn)輪上的有機物被分離、脫附后進入RTO系統(tǒng)進行焚燒，焚燒產(chǎn)生的熱量供脫附區(qū)使用。如此循環(huán)工作，如圖1所示。其特點與優(yōu)勢如下：

  (1) 吸、脫附效率高，使原本高風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣轉(zhuǎn)變成低風(fēng)量、高濃度的廢氣，降低了末端處理設(shè)備的成本。

  (2) 沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs 所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗。

  (3) 濃縮倍數(shù)達到5~20 倍，大大縮小了后處理設(shè)備的規(guī)格，令運行成本降低。

  (4) 整個系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可提供持續(xù)性及無人化的操控模式。

  (5) 經(jīng)過轉(zhuǎn)輪吸附凈化后的廢氣可達到 排放標(biāo)準(zhǔn)。

 1.2.1 噴漆房相關(guān)參數(shù)

  發(fā)動機涂裝線需要處理的廢氣源包括1 個底漆噴漆房和1個面漆噴漆房。噴漆房為上送風(fēng)、下抽風(fēng)的結(jié)構(gòu)形式，底部設(shè)有水旋過濾裝置。每個噴漆房內(nèi)設(shè)置兩段，其中一段為機器人自動噴涂(2個工位)，另外一段為人工補漆噴涂(1 個工位)。目前噴漆房的水旋過濾裝置的漆霧凈化效率不高，排風(fēng)量72000m3/h，風(fēng)壓200Pa，廢氣排放口末端仍然有較多的漆霧。

  1.2.2 相關(guān)設(shè)計參數(shù)

  根據(jù)油漆相關(guān)資料進行分析，原漆和稀釋劑的配比為10∶3。而根據(jù)油漆的MSDS(材料安全數(shù)據(jù)表)可知，底漆的原漆中有機溶劑占比大約18%，其主要組分為二甲苯和正丁醇;面漆原漆中的有機溶劑占比大約25%，其主要組分為二甲苯和醋酸丁酯。按照噴漆過程中有機溶劑的揮發(fā)量占總量的75%，噴房的廢氣收集效率為90%，單個噴房瞬時2 臺機器人和1 個人工工位同時作業(yè)的情況進行核算，瞬時VOCs *高產(chǎn)生量大約為200 mg/m3。

  處理方案需按照風(fēng)量為144000m3/h，VOCs小于200 mg/m3，廢氣的成分為二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯等進行設(shè)計。

  1.2.3 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

  按照《上海市汽車制造業(yè)(涂裝)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/933–2015)及相關(guān)排氣筒設(shè)計要求，非甲烷總烴低于30mg/m3，排氣筒設(shè)計高度20m，相關(guān)要求見表1。

  1.2.4 初步設(shè)計方案

  發(fā)動機涂裝線末端廢氣處理項目具有風(fēng)量大、濃度低的特點，同時含有較多的油漆顆粒物，而各種廢氣處理工藝各有利弊。根據(jù)現(xiàn)場實際工況及設(shè)備廠家的實際工程項目經(jīng)驗，綜合考慮處理效果、占地面積、投資額、運行費用、操作維護等各方面因素，選用如下整體方案：水洗塔 + 三級干式過濾 + 沸石轉(zhuǎn)輪 + 旋轉(zhuǎn)RTO+風(fēng)機。方案中，設(shè)備廠家設(shè)計將2個噴漆房的廢氣收集到一起進行處理，整套系統(tǒng)使用1 個轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)進行濃縮，同時在各個噴漆房的排風(fēng)口處設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，便于平衡各個噴房的風(fēng)量，而末端主風(fēng)機采用變頻控制，可根據(jù)各個噴漆房的運行情況進行調(diào)整。沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)計濃縮倍數(shù)為15~20倍，設(shè)計處理效率大于92%。旋轉(zhuǎn)RTO的設(shè)計處理風(fēng)量為7500Nm3/h。

  1.2.5 預(yù)估成本及年維護費用

  預(yù)計設(shè)備成本大于400萬元，年維護成本約100萬元。