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- 沸石轉輪設備在發動機涂裝線的實際應用
- 發布日期：2021年04月26日 點擊次數：91 所屬分類：新聞中心
對增設沸石轉輪吸附濃縮+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動機涂裝線揮發性有機化合物(VOCs)廢氣治理技術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勢。
公司的發動機涂裝線廢氣排放目前執行GB 16297–1996《大氣污染物綜合排放標準》。隨著國家對環境治理的決心及長三角區域、長江流域等地區環保升級要求，現有發動機涂裝線廢氣的排放雖滿足國家標準，但后續依然存在不能達標排放的高風險。基于風險的考慮，需對現有發動機涂裝線VOCs(揮發性有機化合物)廢氣環保治理進行升級改造。結合現場實際情況，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。
1.1 原理及優勢
沸石轉輪濃縮吸附裝置是利用“吸附─脫附─濃縮”三項連續變溫的吸、脫附程序，使低濃度、大風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。通過轉輪的旋轉，可在轉輪上同時完成氣體的脫附和轉輪的再生過程。進入濃縮轉輪的有機廢氣在常溫下被轉輪吸附區吸附凈化后直接排放至大氣，接著因轉輪的轉動而進入脫附區，吸附了有機物質的轉輪在此區內脫附，吸附在轉輪上的有機物被分離、脫附后進入RTO系統進行焚燒，焚燒產生的熱量供脫附區使用。如此循環工作，如圖1所示。其特點與優勢如下：
(1) 吸、脫附效率高，使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣轉變成低風量、高濃度的廢氣，降低了末端處理設備的成本。
(2) 沸石轉輪吸附VOCs 所產生的壓降極低，可大大減少電力能耗。
(3) 濃縮倍數達到5~20 倍，大大縮小了后處理設備的規格，令運行成本降低。
(4) 整個系統采用模塊化設計，可提供持續性及無人化的操控模式。
(5) 經過轉輪吸附凈化后的廢氣可達到國家排放標準。
1.2.1 噴漆房相關參數
發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、下抽風的結構形式，底部設有水旋過濾裝置。每個噴漆房內設置兩段，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，排風量72000m3/h，風壓200Pa，廢氣排放口末端仍然有較多的漆霧。
1.2.2 相關設計參數
根據油漆相關資料進行分析，原漆和稀釋劑的配比為10∶3。而根據油漆的MSDS(材料安全數據表)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的情況進行核算，瞬時VOCs最高產生量大約為200 mg/m3。
處理方案需按照風量為144000m3/h，VOCs小于200 mg/m3，廢氣的成分為二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯等進行設計。
1.2.3 執行標準
按照《上海市汽車制造業(涂裝)大氣污染物排放標準》(DB 31/933–2015)及相關排氣筒設計要求，非甲烷總烴低于30mg/m3，排氣筒設計高度20m，相關要求見表1。
1.2.4 初步設計方案
發動機涂裝線末端廢氣處理項目具有風量大、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。根據現場實際工況及設備廠家的實際工程項目經驗，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 + 沸石轉輪 + 旋轉RTO+風機。方案中，設備廠家設計將2個噴漆房的廢氣收集到一起進行處理，整套系統使用1 個轉輪系統進行濃縮，同時在各個噴漆房的排風口處設置風量調節閥，便于平衡各個噴房的風量，而末端主風機采用變頻控制，可根據各個噴漆房的運行情況進行調整。沸石轉輪設計濃縮倍數為15~20倍，設計處理效率大于92%。旋轉RTO的設計處理風量為7500Nm3/h。
1.2.5 預估成本及年維護費用
預計設備成本大于400萬元，年維護成本約100萬元。
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