在部分產品的噴（pēn）漆與烤漆生產過程中，會出現大量的工藝尾氣（qì）排放，這些尾氣對自然環（huán）境的危害較大，給操作工人的健康帶來較大的威脅。具體來說，噴漆、烤漆等工藝需要使（shǐ）用大量苯、甲苯、乙苯（běn）、乙酸乙酯等揮發性化合（hé）物，作為（wéi）塗料溶劑以及稀釋劑等。這些（xiē）有機（jī）溶劑在噴塗時不會吸（xī）附（fù）在工（gōng）件表麵，會全部揮發到空氣中變為有機廢氣。這些廢氣具有沸點低、常（cháng）溫下容易揮發等特征，對周邊環境以（yǐ）及操作人員的身體健康（kāng）產生較（jiào）大的影響。
我國一些大城市的空氣中揮（huī）發（fā）性有機化合物含量是美國城市的數倍，工業生產排放（fàng）的有機廢氣已經成為（wéi）我國（guó）城市大氣汙染（rǎn）的主要（yào）因素。這些氣體揮（huī）發（fā）時會產生刺激性氣味，對操作人員的身體危害很大，短期接觸後會引發惡心、頭暈等，大（dà）量吸收後（hòu）會損害人體的內髒、神經係（xì）統等（děng）。因此，在工業生產（chǎn）活動中，除了采用必要的防護措施（shī）外，還要盡量（liàng）避免有機廢氣的排放（fàng），全麵收集與淨化有機廢氣。
1基本原理
本方案將蜂窩狀活性炭作（zuò）為吸附劑，通過（guò）吸附淨（jìng）化、脫（tuō）附再生並濃縮揮發性有機物(VOCs)以及催化燃燒的（de）原理，即將大風量、低濃度（dù）的有機廢氣（qì）通過蜂窩狀活（huó）性炭吸附實現空氣淨化（huà）的目（mù）標。在活性炭吸附飽和後，再通過熱空（kōng）氣脫附使得活性炭再生，脫附得到的濃縮有機物被送到（dào）催化燃（rán）燒床進行催化燃燒，內部的有機物質被氧化成為無害的CO2以及H2O。燃燒後（hòu）的（de）熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣，熱交換後降溫氣體部（bù）分排放，部分用（yòng）於蜂窩狀活性炭的脫附再（zài）生，實（shí）現節能的目標。整套設備含有預濾器、吸附床、催化燃燒床和風機等設備。
相比其他有（yǒu）機廢氣處理方法（fǎ），該（gāi）方法是一種綜合（hé）處理模式，汲取了其他模式的優（yōu）勢，技術較為成熟可靠，對於處理大風（fēng）量、低濃（nóng）度的有機廢氣具有較大優勢。
2處理工藝設計
2.1預處理
對於有機廢氣，人們應首先開展水噴淋，去除（chú）廢氣內部的雜塵、可溶性有機物。噴淋後，氣體內部具有大量水分（fèn）和（hé）少量粉塵，為避免水分與粉塵影（yǐng）響活性炭吸附（fù）床的有效運行，人們（men）需要在處（chù）理時利用高效率（lǜ）的過濾器進行過濾。
2.2吸附操作
經過預處理的有機廢氣，在風機的作（zuò）用下引入吸附床，將其均勻地（dì）分布（bù）在活性炭表麵（miàn）。依（yī）據分子間（jiān）的範德華（huá）力，活（huó）性炭會將有機廢氣吸附在表麵，這一過程耗時較少，但時間越長，吸附越徹底。二者之（zhī）間（jiān）沒有現較大的化學反應，而有機廢氣卻達到較高的淨化效果。經過淨化後的潔淨廢氣可以達到相關大氣汙染物的排放標（biāo）準，在風機的作（zuò）用下（xià），其可以達到15m高排氣筒的排放標準。每（měi）套廢氣淨化處理（lǐ）係統含有個級別的吸附床，兩套用來吸附，一套用來脫附，三套設備可以實現輪流操作。
2.3脫附與催化燃燒（shāo）
具體的（de）反應方程式為：
在活性炭吸附到飽和程度後，切（qiē）換到脫附床，脫附需要外加的（de）熱量，加熱裝置安裝在催化氧化床內部，開啟（qǐ）後同時預熱催化劑。催化氧化床達（dá）到設定的（de）溫度後，將熱空氣引入脫附床內部，有機廢氣在加熱（rè）的作用下從活性炭表麵（miàn）解析出來。
高濃（nóng）度的（de）有機廢氣在外力的作用下進入氧化床中，通過金屬鉑的催化作用，被燃燒分解為H2O與CO2，廢氣（qì）通過這一操作得到淨化。這（zhè）一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰，並產生較大的熱量，人（rén）們可以將活性炭再次回用到有機廢氣的脫附與燃燒氧（yǎng）化中（zhōng），從而（ér）降低能源消耗。
在有機（jī）廢氣濃度較大時，燃燒產生的熱量過（guò）多會導致催化氧化床的溫度較大，進而影（yǐng）響整個廢氣治理係（xì）統的安全性、為此，本文設（shè）計（jì）的係（xì）統含有冷空氣補充裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度，從而保證係統（tǒng）操作的安全性。
2.4汙水處理
水噴淋預（yù）處理之後，含有雜質與有機物的廢水被（bèi）引入噴漆車間的汙水處理池內開展沉（chén）澱（diàn），去除大顆粒的雜物。含有有機物的廢水呈現出弱酸性，為降低汙水回用對設（shè）備的（de）腐蝕，人們需要添加少量片堿，開展中和反應，調節其酸堿（jiǎn）度。在經過較為徹底的淨化後（hòu），廢水可以（yǐ）循環利用，可（kě）以再次用（yòng）於水噴淋（lín）預處（chù）理模塊，汙水（shuǐ）處理單元基本沒有汙水外排現象。汙水離心分析的產物以及沉澱產生的漆渣沉澱物作為危險廢物，依據（jù）國家的相關危險（xiǎn）廢棄物（wù）的管理要求，應委托具有（yǒu）資質的危（wēi）險廢物處置單位開展（zhǎn）安（ān）全處理操作。
本方案具有眾多優勢。首先，采用新（xīn）型高效的活性炭，吸附床結構穩定、合理（lǐ），吸附效果大幅度提升。其次，通過金屬鉑開展催化燃燒，將有機廢氣分解為無毒無害的H2O與CO2，實現高效的徹（chè）底淨化;再次，燃燒過程溫度（dù）較低、安全，燃燒（shāo）過程產生的熱量可以循環使用，熱量損失較少，能耗大（dà）幅度降低;最後，係統設備（bèi）的設計（jì）安裝采用多種措施來（lái）杜絕安全隱患，操作簡單，便於後期的使用和管理。
3各個組成模塊的操作方法
3.1漆霧過濾器
噴（pēn）漆廢氣（qì）主要出現在工件塗抹的噴漆工（gōng）作台，高壓空氣噴射的油（yóu）漆很多停留在工件上，其他都（dōu）隨廢氣（qì）排，變成（chéng）漆霧。這些漆霧（wù）粉塵含量較低，顆粒較小，絕大（dà）部分直徑小於10mm。如果不處理會很快堵塞活性炭的微孔，使其失去原有的功能。因（yīn）此，噴漆廢氣必須先進行粗過濾處理。
3.2吸（xī）附劑的選擇與參數設定
活性炭（tàn）具有比表麵大、吸附能力強以及成本較（jiào）低等優勢，它是目前（qián）VOCs汙染常見的吸附劑。粉末狀態的活性炭更換不方便，活性炭纖維含有規則的微孑L結（jié）構，具有較大的吸附容量，同時容易脫落，成本（běn）較高。蜂窩狀的活性炭風速高，阻力小，可以應用到大風量的低濃度廢氣（qì）吸附中。本文選擇蜂窩狀活（huó）性炭，吸附床的（de）結構采用的為抽屜式的組裝模式，便於使用時的填裝與拆卸。
3.3催化燃燒設計（jì）
3.3.1換（huàn）熱器
換熱器的結構較為複雜，為了降（jiàng）低生產成本，方便後續安裝，本文采用（yòng）結構較為簡單的固定式管板式（shì）換熱器，冷氣體走殼體（tǐ），熱氣體走管程。
3.3.2電加熱室
在本（běn）方案中，加熱室僅僅提供開機時預熱氣體需要的（de）熱量，苯催化燃燒後有大量的預（yù）熱可以利用，因（yīn）此需要的熱功率較低，通過電加熱即可（kě），不需要天然氣或液化石油（yóu）氣的額外加熱。
3.3.3保溫模塊的處理
催化燃燒一體化設備內部的溫度遠遠高於常溫，需要增加（jiā）保溫處（chù）理避免對工作人員造（zào）成傷（shāng）害。保溫利用的保溫棉采用（yòng）的材料為矽酸鋁纖維氈，依據燃燒室可（kě）能出現的高溫400度來設計，保溫（wēn）棉的（de）厚度取值為64mm。
3.4阻（zǔ）火器的設（shè）計
阻火器是由許多細小通道或孑L隙組成的（de），當火焰進入這些細小通道後就形成許多細小的火焰流。由於通道（dào）或孔隙的傳熱麵積很大，火（huǒ）焰通過通道壁進行熱交換後（hòu），溫度下（xià）降（jiàng），到一定程度時火焰即熄滅。阻火器是用來阻止燃燒的氣體或者是易燃性液體蒸發火焰蔓延的設備，在VOCs催化燃燒的反應器中，如果有火星的話（huà）會引發氣體火焰出現（xiàn）進而促使（shǐ）整個管網燃燒，所以阻火器的（de）作用較大。阻（zǔ）火器的殼（ké）體尺寸大（dà）小與流體阻力有（yǒu）直接關係，通常殼體直徑為配合使用的管道（dào）直徑的4倍左（zuǒ）右，即（jí）D=4d。本文依據規範設計，利用明火開口端和閉口端進行點火，本方（fāng）案采用無（wú）火燃燒（shāo）方式，如（rú）果依據D=4d的話，阻火器會過大，依（yī）據實際的（de）操作需求，本文設計（jì）的數據取值為D=2d，角（jiǎo）度為60o。阻火器采用的為1mm不鏽鋼，管道直徑為（wéi）500mm×200mm，擴散的角度為60o，殼體（tǐ）前半部（bù）分的高（gāo）度取值為250×sin60o=433mm。
4結（jié）語
本方案采用吸附一催化燃燒法處理噴漆廢氣，首先利用過濾器去（qù）除漆霧，之後通過係統控製，利用蜂窩狀活性炭（tàn）吸附床對其開展連續（xù）吸附，同時對吸（xī）附飽和的活性炭開展脫附。通過80%熱風（fēng）吹脫的（de）作用，將大風量、低濃（nóng）度的有機廢氣濃縮為小（xiǎo）風量、高濃度的有機廢氣，同時利用催化燃燒室將有機氣體轉化為CO2以及H2O，並保持穩定的自燃（rán）燒。實踐（jiàn）證明，這種處理模式同傳統的工藝相比，具（jù）有淨化效率高、無二次汙染以及運行成本低（dī）等優勢。