涂料、涂裝行業(yè)的VOCs排放量占我國固定排放源的20~30%，分布廣，對環(huán)境的危害較大，降低涂料涂裝行業(yè)相關(guān)行業(yè)的VOCs排放對于大氣污染防治至關(guān)重要。近期，國家、地方和各行業(yè)出臺了嚴(yán)格的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)，北京、上海等六省份和直轄市先后發(fā)文征收揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的排污費(fèi)。例如，廣東省出臺的《家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)DB44/814-2010》要求將VOCs最高允許排放濃度控制在30mg/m3。這就要求廠家對來自車間的低濃度環(huán)境廢氣和生產(chǎn)線產(chǎn)生的較高濃度廢氣進(jìn)行綜合性的治理。

通常涂料或涂裝工廠的廠區(qū)存在多個VOCs的排放點(diǎn)、VOCs的濃度分布不均等特點(diǎn)，單獨(dú)的處理工藝很難解決全廠的VOCs排放問題。江蘇中電聯(lián)瑞瑪節(jié)能技術(shù)有限公司創(chuàng)新性地開發(fā)了“活性炭氮?dú)饷摳?沸石濃縮+RTO”組合工藝，并首次在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用，該工藝能夠全方位的治理涂料或涂裝廠區(qū)的VOCs廢氣。該工藝的示意圖如下圖所示：

對于車間內(nèi)的低濃度、大風(fēng)量的VOCs環(huán)境廢氣(100mg/m3以下)，首先采用活性炭吸脫附裝置對廢氣進(jìn)行濃縮，濃縮后進(jìn)入RTO進(jìn)行熱氧化處理。該工藝采用目前先進(jìn)的氮?dú)獗Ｗo(hù)脫附的技術(shù)，具體的過程為：

①吸附過程：采用圓柱狀溶劑性生物質(zhì)活性炭吸附塔進(jìn)行有機(jī)氣體吸附，吸附廢氣中的VOCs成分，剩余的潔凈氣體通過煙囪排入大氣;

②脫附過程：采用熱氮?dú)?150℃)對活性炭吸附層進(jìn)行吹掃，使脫附的VOCs脫附，進(jìn)入廢氣混合器;

③活性炭冷卻：冷氮?dú)膺M(jìn)行活性炭冷卻;

④經(jīng)過活性炭濃縮后的廢氣進(jìn)入RTO進(jìn)行熱氧化分解，濃縮后的VOCs濃度能夠滿足RTO系統(tǒng)的運(yùn)行，無需添加額外的燃料。

系統(tǒng)通過閥門的切換來控制活性炭吸附罐的運(yùn)行周期，輪流進(jìn)行吸附脫附，循環(huán)工作，保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。利用氮?dú)鈱OCs脫附，不會燃燒和爆炸、不會增加有機(jī)物殘留、提高了活性炭吸附系統(tǒng)的安全性和使用壽命;氮?dú)獗Ｗo(hù)VOCs廢氣的脫附是關(guān)鍵的技術(shù)部分。

對于中低濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣(100~1000mg/m3)，本工藝采用濃縮沸石轉(zhuǎn)輪對廢氣進(jìn)行一定倍數(shù)的濃縮，運(yùn)行過程中可根據(jù)廢氣處理量和濃縮的倍數(shù)要求，以1～8r/h的速度持續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)。

①廢氣中含有的VOCs成分被吸附在轉(zhuǎn)輪“吸附區(qū)”的沸石分子篩內(nèi)部，脫除VOCs的潔凈空氣則直接排放至大氣。

②轉(zhuǎn)輪持續(xù)旋轉(zhuǎn)吸附VOCs，逐漸趨向吸附飽和，當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)入至“脫附區(qū)”時，在熱空氣的吹掃下，沸石吸附的VOCs進(jìn)入廢氣混合器，再進(jìn)入RTO，進(jìn)行熱氧化反應(yīng)。

③脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)入“冷卻區(qū)”，經(jīng)冷卻空氣吹掃，恢復(fù)至常溫，再次旋轉(zhuǎn)至“吸附區(qū)”，重新開始下周期。

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪裝置的安全性高，沸石轉(zhuǎn)輪由無機(jī)氧化物組成，具有不燃性。能夠連續(xù)性、自動化的運(yùn)行，操作簡單。中低濃度VOCs廢氣經(jīng)過濃縮的廢氣滿足RTO運(yùn)行，運(yùn)行過程中無需添加額外的燃料。

對于高濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣(1500mg/m3以上)，該工藝直接通過風(fēng)機(jī)送入廢氣混合器，與自活性炭脫附來的高濃度廢氣和自沸石濃縮轉(zhuǎn)輪來的高濃度廢氣，一起送入蓄熱式熱氧化器RTO裝置。

廢氣經(jīng)預(yù)熱室吸熱升溫后，進(jìn)入燃燒室高溫焚燒(升溫到800℃左右)，VOCs揮發(fā)性有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，再經(jīng)過另一個蓄熱室蓄存熱量后排放，蓄存的熱量用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機(jī)廢氣，經(jīng)過周期性地改變氣流方向從而保持爐膛溫度的穩(wěn)定。多余的熱量可進(jìn)行熱量回收。

“活性炭氮?dú)饷摳?沸石濃縮+RTO”組合工藝是針對全廠的多廢氣源、多濃度廢氣的全方位系統(tǒng)性的解決方案，能夠綜合性的對低濃度、中低濃度和高濃度的VOCs廢氣進(jìn)行處理，整個工藝系統(tǒng)采用PLC自動程序控制，保證各個裝置連續(xù)安全可靠地運(yùn)行，保證全廠VOCs的去除率達(dá)到99%以上。

江蘇中電聯(lián)瑞瑪節(jié)能技術(shù)有限公司經(jīng)過多年理論研究和試驗(yàn)，已經(jīng)具備該組合系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件制造和安裝調(diào)試的能力，2015年底中電聯(lián)瑞瑪將該組合工藝應(yīng)用在世界五百強(qiáng)企業(yè)Valspar全廠VOCs治理，運(yùn)行穩(wěn)定且達(dá)到當(dāng)?shù)丨h(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，這是世界上首次運(yùn)用該組合式工藝。隨著我國對VOCs廢氣日益嚴(yán)格的治理要求，該技術(shù)在系統(tǒng)性的解決全廠VOCs廢氣的治理領(lǐng)域?qū)玫皆絹碓綇V泛的應(yīng)用。