轨道车辆涂装VOCs废气治理技术的探讨（三）

3 沸石转轮浓缩+催化氧化( CO) 系统

  在车辆涂装废气治理中的应用沸石转轮浓缩+催化氧化( CO) 系统主要由3个子系统组成，即废气的除湿和预过滤子系统、沸石转轮浓缩子系统和催化氧化( CO) 子系统。

  3. 1 废气的除湿、预过滤处理子系统

  高湿度废气对于沸石转轮的吸附效率有着直接的影响。根据实际生产中的应用和多次试验，废气的相对湿度低于80%时，沸石转轮对VOCs的吸附效率可稳定保持在90%以上，但当废气相对湿度大于90%时，对于某些VOCs 组分，沸石转轮的吸附效率下降至80%左右。

  若使用水性涂料，废气中实际相对湿度可能过高，因此，为保证废气中相对湿度低于80%，可将废气温度提高从而降低废气的相对湿度。通常车辆涂装VOCs 废气处理系统，入口废气温度约30℃，如果入口温度提高约2℃，大约可使入口废气的相对湿度降低15%。因此，即使车间废气的相对湿度达到100%，进入转轮时的相对湿度也可降低至85%以下，但在实际的工业化应用中，宜将进入沸石转轮的废气入口温度提高至较车间混合废气温度高3℃以上较为安全可靠。

  其次，由于车辆涂装废气中含有少量漆雾等颗粒杂质，为避免影响转轮的吸附效率，通常预过滤采用初、中、高效组合过滤技术用于除颗粒杂质，但预过滤设计应尽量减少中、高效过滤器的更换频次，以降低设备的运行成本。

  3. 2 沸石转轮浓缩子系统

  转轮是沸石转轮浓缩子系统的核心部件，也是将低浓度VOCs浓缩的关键设备，它通常由疏水性沸石分子筛与陶瓷纤维加工成波纹状膜片，再卷制成蜂巢状的轮盘结构，并在轮盘的中央安装旋转轴承。耐腐蚀、耐高温的气体密封垫安装在转轮的外部框架结构上。通常转轮隔离成3 个区域，即吸附区、脱附区和冷却区，转轮速度通常以3～6r /h 持续缓慢旋转。

  沸石转轮浓缩子系统另一核心部分为再生气加热及其热交换系统，以及风机系统、自动控制系统等。目前全世界的转轮厂家能够提供的最大型号的单只沸石转轮，最大可以处理200000m3 /h风量的废气，根据处理废气的组分和浓度，能够将废气中的VOCs浓度提高5～20倍。

  沸石转轮的目的是保证进入转轮的超标VOCs废气经过转轮吸附区吸附净化后可直接排放至大气中，被去除的原有VOCs成分被截留吸附在沸石分子筛内部，当转轮上吸附有大量VOCs的片区旋转至脱附区时，一台小风量的脱附风机将180～240 ℃左右高温气体吹入转轮中，并将其中吸附的VOCs脱附出来，此时便实现了废气的浓缩。脱附后的转轮由于温度较高，此时不具有较高的吸附性能，所以先进入冷却区，经冷却气体吹扫降温，使其恢复吸附能力，而后再旋转至吸附区，重新开始下一轮的工作。每个区域都保持气密。这样转轮的每个部分均可以连续地从吸附区旋转到脱附区，然后旋转到冷却区，最后又旋转回吸附区完成一圈的旋转。

  3. 3 催化氧化( CO) 子系统

  催化氧化( CO) 子系统通常由燃烧器或加热器、贵金属催化剂、阀组及安全报警装置组成。催化氧化( CO) 为无火焰燃烧技术，涂装废气处理系统常见的催化氧化温度在300～350 ℃之间，也可以高达600 ℃，处理效率可以达到99. 5%以上，且无NOx产生。

  催化氧化( CO) 能够将热力燃烧不适合处理的低浓度VOCs，在不补给或少补给辅助热量的情况下，将其氧化为无毒无害的CO2和H2O，从而节约大量的能源。图1 中显示了一些常见的有机废气在Pt-Pd催化剂作用下，氧化温度与处理效率的关系。