“活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”三组合工艺首次处理涂料行业VOCs的应用浅析.doc

“活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”三组合工艺首次处理涂料行业VOCs的应用浅析 江苏中电联瑞玛节能技术有限公司 蔡璐 谢永恒 涂料、涂装行业的VOCs排放量占我国固定排放源的 20~30%，分布广，对环境的危害较大，降低涂料涂装行业相关行业的 VOCs排放对于大气污染防治至关重要。近期，国家、地方和各行业出台了严格的VOCs排放标准，北京、上海等六省份和直辖市先后发文征收挥发性有机物VOCs的排污费。例如，广东省出台的《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准 DB44/814-2010》要求将VOCs最高允许排放浓度控制在30 mg/m3。这就要求厂家对来自车间的低浓度环境废气和生产线产生的较高浓度废气进行综合性的治理。 通常涂料或涂装工厂的厂区存在多个VOCs的排放点、VOCs的浓度分布不均等特点，单独的处理工艺很难解决全厂的VOCs排放问题。江苏中电联瑞玛节能技术有限公司创新性地开发了“活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”组合工艺，并首次在实际工程中得到了应用，该工艺能够全方位的治理涂料或涂装厂区的VOCs废气。该工艺的示意图如下图所示： 对于车间内的低浓度、大风量的VOCs环境废气（100 mg/m3以下），首先采用活性炭吸脱附装置对废气进行浓缩，浓缩后进入RTO进行热氧化处理。该工艺采用目前先进的氮气保护脱附的技术，具体的过程为： 吸附过程：采用圆柱状溶剂性生物质活性炭吸附塔进行有机气体吸附，吸附废气中的VOCs成分，剩余的洁净气体通过烟囱排入大气； 脱附过程：采用热氮气（150℃）对活性炭吸附层进行吹扫，使脱附的VOCs脱附，进入废气混合器； 活性炭冷却：冷氮气进行活性炭冷却； 经过活性炭浓缩后的废气进入RTO进行热氧化分解，浓缩后的VOCs浓度能够满足RTO系统的运行，无需添加额外的燃料。 系统通过阀门的切换来控制活性炭吸附罐的运行周期，轮流进行吸附脱附，循环工作，保证系统的连续运行。利用氮气对VOCs脱附，不会燃烧和爆炸、不会增加有机物残留、提高了活性炭吸附系统的安全性和使用寿命；氮气保护VOCs废气的脱附是关键的技术部分。 对于中低浓度、大风量的VOCs废气（100~1000 mg/m3），本工艺采用浓缩沸石转轮对废气进行一定倍数的浓缩，运行过程中可根据废气处理量和浓缩的倍数要求，以1～8 r/h的速度持续缓慢旋转。 废气中含有的VOCs成分被吸附在转轮“吸附区”的沸石分子筛内部，脱除VOCs的洁净空气则直接排放至大气。 转轮持续旋转吸附VOCs，逐渐趋向吸附饱和，当转轮旋转进入至“脱附区”时，在热空气的吹扫下，沸石吸附的VOCs进入废气混合器，再进入RTO，进行热氧化反应。 脱附后的转轮进入“冷却区”，经冷却空气吹扫，恢复至常温，再次旋转至“吸附区”，重新开始下周期。 沸石浓缩转轮装置的安全性高，沸石转轮由无机氧化物组成，具有不燃性。能够连续性、自动化的运行，操作简单。中低浓度VOCs废气经过浓缩的废气满足 RTO 运行，运行过程中无需添加额外的燃料。 对于高浓度、大风量的VOCs废气（1500 mg/m3以上），该工艺直接通过风机送入废气混合器，与自活性炭脱附来的高浓度废气和自沸石浓缩转轮来的高浓度废气，一起送入蓄热式热氧化器RTO装置。 废气经预热室吸热升温后，进入燃烧室高温焚烧（升温到800℃左右），VOCs挥发性有机物氧化成二氧化碳和水，再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放，蓄存的热量用于预热新进入的有机废气，经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。多余的热量可进行热量回收。 “活性炭氮气脱附+沸石浓缩+RTO”组合工艺是针对全厂的多废气源、多浓度废气的全方位系统性的解决方案，能够综合性的对低浓度、中低浓度和高浓度的VOCs废气进行处理，整个工艺系统采用PLC自动程序控制，保证各个装置连续安全可靠地运行，保证全厂VOCs的去除率达到99%以上。 江苏中电联瑞玛节能技术有限公司经过多年理论研究和试验，已经具备该组合系统的工艺设计、关键部件制造和安装调试的能力，2015年底中电联瑞玛将该组合工艺应用在世界五百强企业Valspar全厂VOCs治理，运行稳定且达到当地环保排放标准，这是世界上首次运用该组合式工艺。随着我国对VOCs废气日益严格的治理要求，该技术在系统性的解决全厂VOCs废气的治理领域将会得到越来越广泛的应用。