汽車塗裝車間VOC處理設備廢氣濃縮沸（fèi）石轉輪焚燒（shāo）係統應用
發布時（shí）間：2021-12-17 10 :19 瀏覽（lǎn）次數：
發布時間：2021-12-17 10 :19 瀏覽次數：
0 引言
伴隨著國家對環保（bǎo）工作的重視，各地方對本地區揮發性（xìng）有機物（VOC）的排放指標（biāo）要求越來越高，根據DB 11/ 1227《汽車整（zhěng）車製（zhì）造業（塗（tú）裝工序）大氣汙染物排放標準》以及DB 11/ 501-2017《大氣（qì）汙染地方（fāng）排放標準（北京（jīng））》的要（yào）求，使（shǐ）用有（yǒu）機溶劑的工藝設備或（huò）車間，其排（pái）氣筒中（zhōng）非甲烷（wán）總（zǒng）烴初始排（pái）放速率≥1 kg/h，應安裝VOC控製設備淨化處理後排（pái）放；非甲烷總烴初始排放速（sù）率≥2.5 kg/h，應安裝VOC 控製設備淨化（huà）處理（lǐ）後排放，且淨化效率應不低於90％。
按（àn）照北京（jīng）市排放標準要（yào）求，2017年9月1日起，非甲烷總烴應（yīng）低於25 mg/m3，為滿足環保要求，北京某汽車塗（tú）裝車間需要安裝濃（nóng）縮轉輪焚燒係（xì）統，用來處理（lǐ）清漆噴漆室排（pái）出的含VOC氣體。本文通過詳細闡（chǎn）述塗裝車間廢氣濃（nóng）縮沸石轉輪焚燒係統（tǒng）的設計安裝，調試應用等（děng）技術細節（jiē），對汽（qì）車行業VOC處理設備上馬提供一個技術參考，也為環保工作的實（shí）施提供一個案例。
1 廢氣濃（nóng）縮沸石轉輪焚燒係統的（de）設計
1.1 廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係統的設計背景
北京某汽（qì）車塗裝車間土建設計由北京市工業（yè）設計院負責規劃及設計，建設由北京建工集團負責實施。塗裝設（shè）備安（ān）裝調試由（yóu）杜爾塗裝係統工程（上海）有限（xiàn）公司負責，廠房占地39 372 m2，建築麵積76 637 m2，主體為鋼架構，共分三層，一層（céng）布置前處理及電（diàn）泳區、中上塗車身區及工廠輔助設施，二層布（bù）置作業場、噴（pēn）漆（qī）區、打磨區、塗（tú）膠區、檢修區及注蠟區，三層布置空調區及烘（hōng）幹區，廠房防（fáng）火等級按戊（wù）類（lèi）標準執行。
北京（jīng）某汽車塗裝車間一期產能15萬輛/a，2015年7月監測結果（guǒ）如表1所示。
對照北京（jīng）市Ⅰ時段（2015.9.1）和Ⅱ時段（2017.9.1）的廢氣主要汙染（rǎn）物上限值，2015年苯係物和非甲烷總烴已經接近Ⅱ時段的上限值，二期（qī）建成後，產能達到30萬輛/a，產量的成（chéng）倍增長勢必造成VOC廢氣的增加，故在二期建設時，啟動了廢氣濃縮沸石轉（zhuǎn）輪焚燒係統的（de）建設，通（tōng）過廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係統的應（yīng）用，使廢氣排放完全符合（hé）北京市Ⅱ時段的廢氣主要汙染物（wù）上限指標。
1.2 廢氣濃縮沸（fèi）石轉輪焚燒係統的工作（zuò）原（yuán）理
廢氣濃縮沸石轉輪焚（fén）燒係統是的濃縮輪（沸石轉輪）的技術，將（jiāng）有（yǒu）機廢氣中（zhōng）的有機（jī）物濃縮（本項目20 ∶ 1的濃縮比）。再將濃縮後的廢氣通過TAR焚燒，經餘熱（rè）回收後將（jiāng）燃燒後（hòu）清潔的空氣排（pái）放，達到完全處理（lǐ）廢氣的效果。
1）廢氣通過引風機進入（rù）三組沸石濃縮轉輪進行初（chū）步VOC處理；
2）解附、濃縮（suō）後的高濃度有機廢氣進入焚燒裝置先進行預熱然後進行高溫氧化處（chù）理；
3）燃燒後的高溫氣體排出對預熱裝置進行換熱，
同時對管路進行加熱，用於（yú）解附氣體（tǐ）。
通過（guò）此設備的高溫（wēn）氧化分解，綜（zōng）合廢氣處理效率可達（dá）95%，經過（guò）處理後（hòu）的廢氣完全可以達到（dào）幾乎零排放的高標準。
1.3 廢氣（qì）濃縮沸石轉輪焚燒係統的設計
該（gāi）汽車塗裝車間中塗、麵漆采（cǎi）用水性漆，噴漆室產生的廢氣中VOC含量極低，罩光漆是溶（róng）劑型漆，故VOC的主（zhǔ）要廢氣來源於罩光噴漆室（shì）。塗裝車（chē）間廢氣排放煙囪高50 m，位於車間南側中（zhōng）央，煙囪東側二層為罩光噴（pēn）漆室排氣風房，西側二層為中塗、麵漆噴漆室排氣風房，兩（liǎng）個風房的廢氣分別進（jìn）入煙囪，煙（yān）囪內在30 m以下有隔板，將兩邊的廢氣分隔，便於測量各（gè）混風室（shì）排出廢氣的濃度，30 m以上，兩邊廢氣混（hún）合後（hòu）排入大氣。
為處理（lǐ）罩光（guāng）噴漆室（shì）排出的廢氣，廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係統設備安裝在塗裝排放煙（yān）囪東南側，占地麵（miàn）積248 m2，設計條件（jiàn）及原則為：1）罩光漆噴漆室體（tǐ）廢氣量大；2）廢氣（qì）中VOC濃度低；3）濃度越高，焚燒所消耗（hào）的天然氣越少（濃度不超過爆炸極限下限（xiàn）25%）。
塗裝車間罩光噴漆室（shì）排風進行廢（fèi）氣濃縮處理（lǐ），其中一（yī）期罩（zhào）光噴漆室排風風（fēng）量27.6萬m3/h，二期罩光噴漆室排風風量24.6萬（wàn）m3/h。要求一期（qī）、二期設備（bèi）可單獨使用，也可同時混合使用。要求廢氣濃縮沸（fèi）石轉輪焚燒係統設備處理能力55.2萬m3/h風量，廢氣處理係統風管連接至罩光（guāng）噴漆室排氣風（fēng）機（jī）出（chū）口端，將罩光噴漆室廢氣（以下簡稱為原始廢氣）引入廢氣處（chù）理（lǐ）係統；原（yuán）始廢氣連接至沸石轉輪濃縮係統，經轉輪工作區濃縮處理後的廢氣（以下簡稱為吸附後潔淨廢氣）與焚燒處（chù）理後的廢氣（以下簡稱為燃燒後潔淨廢氣）混合後（hòu）送入混合風道排（pái）放；小部分用於解附的（de）原始廢氣（qì）（以下簡稱為解附廢氣）經加熱後，進入沸石轉輪濃縮係統高溫解附區（qū）域，將吸附在沸石表（biǎo）麵是的VOC解附出來，形成高濃度（dù）廢氣（以（yǐ）下（xià）簡稱為（wéi）燃燒廢氣（qì）），直（zhí）接送入廢氣焚燒係統進行焚燒，燃（rán）燒後潔淨廢氣與吸附後潔淨（jìng）廢（fèi）氣混（hún）合後送（sòng）入混合風道從高煙囪（cōng）排放。
塗裝車（chē）間廢（fèi）氣濃（nóng）縮沸石轉輪焚燒係統的組成為：
1）過濾係統
新增廢氣過（guò）濾係統，安裝在每套溫濕度調節係統後（hòu），過濾噴漆室廢氣中易導致濃縮設備阻塞和（hé）失效的雜質、顆粒物；每套過濾係統分四級過濾，初效（xiào）過濾器為G3板式過濾器（qì）和G4袋式過（guò）濾器，中效過濾器為F7袋式過（guò）濾器（qì），高效過濾器（qì）為F9袋式過濾器，通（tōng）過（guò）４層過濾，使（shǐ）過濾（lǜ）後的廢氣（qì）不含漆霧（wù），保證沸（fèi）石轉輪的佳使用壽命。
2）沸石轉輪（lún）濃縮係統
在過濾係統後（hòu）端（duān）安裝沸石轉輪濃縮（suō）係統，原始廢氣經過（guò）沸石轉輪吸附區的潔淨廢氣進入混合風道，經過沸石（shí）轉（zhuǎn）輪解附區（qū）後的高（gāo）濃度廢氣由燃燒廢氣（qì）風機送入焚燒係統淨化處理。
3）解附廢氣預熱係統
解附廢氣預熱係統使解附廢氣的溫度能夠直接將吸附在沸石轉輪濃縮係統中的VOC解附（fù）出來，形成高濃度燃燒廢氣。
4）廢氣焚燒係統
沸石轉輪濃縮（suō）係統後端增（zēng）設廢氣焚燒係統，沸石轉輪濃（nóng）縮係統產生的廢氣通過管道（dào）引至廢氣焚燒係統入口（kǒu）。燃（rán）燒廢氣風機引導燃燒廢氣通（tōng）過廢（fèi）氣焚燒係統，使（shǐ）燃燒廢氣在焚燒係統中裂解為二氧化碳和水。
5）變頻風機
原始廢（fèi）氣抽風風機安裝在沸石轉輪濃縮係統後端；解附廢氣（qì）風機安裝在解附廢氣預熱係統前端；燃燒廢氣風機安裝在廢氣焚燒係統前（qián）端。
6）連接風管
連接風管（guǎn）包含所有與設備相關的進風、排煙風管以及係統設備之間（jiān）的風管，將廢氣處（chù）理設備（bèi）連接成完（wán）整係統，所有管路不漏氣。
7）廢氣處理控製係統
廢氣處理控製係統要（yào）求（qiú）采用集中監控PLC分布式控製，以滿足廢（fèi）氣處理係統安全、長期、穩定、可靠的運行需求，即采用PLC+觸摸屏與電源櫃、電氣控製櫃（guì）、PLC控製櫃、電磁閥箱、現場就地操作箱、現場儀表等組成整個控製係統，實（shí）現係統（tǒng）的獨（dú）立監控。在控製（zhì）櫃上設（shè）有觸摸屏，對係統進行集中動態監視和自動控（kòng）製，對設備狀態（tài）和報警參數自動生成報表。係統（tǒng）可擴充TCP/IP協議（yì）和車間中（zhōng）央控製室的計算機相連；廢氣處理係（xì）統（tǒng）與噴（pēn）漆室送排（pái）風實現中控室一鍵連鎖啟（qǐ）動。
2 廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係（xì）統的（de）安裝調試
2.1 廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係統的調試
廢氣濃縮（suō）沸石轉輪焚燒係統（tǒng）的調試和塗裝車間二期罩光漆噴漆室的風平衡的調試同步進行，廢氣濃縮沸石轉輪（lún）有３種運行模式，對應兩個罩光噴漆室，即兩（liǎng）條生產線的運轉，一種是一線運行模式，一種是二線運行模式（shì），還（hái）有一種是雙線運行模式，廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係（xì）統有3套轉輪機組，自西向東（dōng）分別為１號機組、２號機組和３號機組，罩光噴漆室一線（xiàn）生產時，２號機組和３號機（jī）組運行，罩光噴漆室二線生產時，１號機組和３號機組運行，罩光噴（pēn）漆（qī）室雙線生產時，３個機組同時運行。
風量調試是（shì）設備調試的關鍵（jiàn），要保證罩光噴漆室的風平衡，使罩光噴漆室（shì）的排氣量和廢氣濃縮沸（fèi）石轉輪焚燒係統的進風量平衡，並且保證３個模式可以互相切換。風量（liàng）調試時，要滿足各個（gè）關鍵位置的風速（sù）達到設（shè）計風速，並且沒（méi）有風橫流現象，經過調試人員在（zài）現場各測試點測試風速，對風機進行多次調試，終調試出一個平（píng）衡的狀態。
電控調試是廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係（xì）統的重點，３種模式的切換需要噴漆（qī）室信號和廢（fèi）氣濃縮沸石轉（zhuǎn）輪焚燒係統的交互，給出相應的信（xìn）號。信號係統對廢（fèi）氣過濾係（xì）統各（gè）級過濾壓差進行控製，能實現壓（yā）差過載時自動報警，能對各級壓差顯示和記錄，其信號進入主控櫃的PLC；對沸石（shí）濃縮轉輪轉速、廢氣吸（xī）附（fù）及解附前後壓力、廢氣吸（xī）附及解附（fù）前後溫度自動控製；轉輪轉速過載、壓（yā）力（lì）過載及溫度過載時自動報警，對（duì）轉速、壓力及溫度顯示和記錄，其（qí）信號進入主控櫃（guì）的PLC；對沸石轉輪濃縮係統至（zhì）焚燒係統進口VOC濃度自動（dòng）監（jiān）測，沸（fèi）石轉輪濃縮係統至（zhì）焚燒係統進（jìn）口VOC濃度超出限值時自動報警，對沸石轉輪濃縮係統至（zhì）焚（fén）燒係統進口VOC濃度顯示和記錄，其信號進（jìn）入主控櫃的PLC；對廢氣（qì）焚燒係統內焚燒溫度、焚燒（shāo）係統（tǒng）出（chū）口溫度、焚燒係統內部壓（yā）力進行控製，對溫度過載（zǎi）、VOC濃度超出（chū）限值和壓力過載時自動報（bào）警，對各自溫度、VOC濃度（dù）和壓力顯示和記錄（lù）；其信號進入主控櫃的PLC；對（duì）燃燒器天然氣管路和壓縮空氣的自控閥門（mén）進行控製，對（duì）燃燒器自（zì）動點（diǎn）火進行控製，對天然氣（qì）壓力、天然氣助燃風壓力進行監（jiān）控，對火焰紫（zǐ）外線掃描探測數據（jù）、熄火報（bào）警數據、天（tiān）然氣（qì）壓力及助燃風（fēng）壓力顯示和（hé）記錄，其信號進入主控櫃的PLC；設置天然氣安全檢（jiǎn）測報警裝置，對天然氣壓力進行控製，能對天然氣產生（shēng）泄露時進行報警和（hé）控製，其信號進入主控櫃的PLC；係統軟件對越限參數和工藝設備（bèi）故障進行分析，發出報警並實施相應的連鎖（suǒ）和保護。
控係統上設有急停開關。現場可自動啟動、手動啟動和自動停止（zhǐ），中控室實現自動啟動，當噴漆室排（pái）風啟動時，VOC係（xì）統實現在其啟動之前啟動。VOC報故障（zhàng）時，將故障信息傳輸至VOC主控櫃的操（cāo）作麵板（並可隨時看（kàn）到故障記錄），故障指（zhǐ）示燈亮，在中控製監控畫（huà）麵（miàn）顯示出VOC係統故障，並發出故障指示聲音（yīn）。
2.2 廢氣濃縮沸石轉輪焚燒係統的處（chù）理（lǐ）效果及完成狀態
廢氣濃縮沸石（shí）轉輪焚燒係統安裝完成後，在雙線（xiàn）滿產狀態下，塗裝車間所（suǒ）有廢氣混合（hé）後（hòu），通過第三方權（quán）威檢（jiǎn）測機構譜（pǔ）尼測試集團股份有限公司實測，廢氣（qì）主要汙染物較少（shǎo），遠低於北京市環保要求值，詳見表2所列（liè）。
3 結（jié）語
塗裝車間廢氣濃縮沸石轉輪焚（fén）燒係統的安（ān）裝調試，在規（guī）定時間內完成，使塗裝車間的廢（fèi）氣排（pái）放指標（biāo）完全（quán）符合北京市Ⅱ時段的指標，這（zhè）一環保項目為北京某汽車公司創建綠色工廠提供了有力的支持。該項目得到了公司高度重視，前期（qī）論證充（chōng）分，設計合理，準備工（gōng）作（zuò）到位，按計劃順利實施，使廢氣排放達到優良水平（píng），為企業的清潔生產工作（zuò）提供了（le）有利保障。
為了保（bǎo）護生態環境，實（shí）現經濟社會的可持（chí）續發展，需（xū）要在工業生產中的各環節都盡（jìn）量減少汙（wū）染物，同時在汙染物排放末端要進行淨化（huà）處理，以盡量減少汙染物排放。采（cǎi）用本方（fāng）案對（duì）塗裝車間噴漆室的廢氣進行處理後，設備運行穩定可靠，大（dà）大減少了VOC排（pái）放總量，具有顯著（zhe）的社會效益。
作者單位北京奔馳汽車
谘詢解決企業廢氣治理，購置廢氣處理設備，了解環保行業知（zhī）識，
聯係匯科環保，谘詢電（diàn）話：400-825-7688。
友情鏈（liàn）接：
Copyright © 2021 三河市匯科環保科技有限公（gōng）司 版權所有 冀1CP備18032915號-1
Copyright © 2021 三河市匯科環保科技有限公（gōng）司 版權所（suǒ）有 冀1CP備18032915號-1
