对增设沸石转轮吸附浓缩+蓄热式焚烧炉和由目前的溶剂型涂料升级为水性涂料这两种发动机涂装线挥发性有机化合物(VOCs)废气治理技术方案的策划进行了可行性分析和成本对比。指出了采用水性涂料的优势。

  公司的发动机涂装线废气排放目前执行GB 16297–1996《大气污染物综合排放标准》。随着国家对环境治理的决心及长三角区域、长江流域等地区环保升级要求，现有发动机涂装线废气的排放虽满足国家标准，但后续依然存在不能达标排放的高风险。基于风险的考虑，需对现有发动机涂装线VOCs(挥发性有机化合物)废气环保治理进行升级改造。结合现场实际情况，升级改造可能从以下2个方面进行：

  (1) 末端废气采用沸石转轮吸附浓缩 + 蓄热式焚烧炉(RTO)处理。

  (2) 从目前的溶剂型涂料向水性涂料升级。

1 沸石转轮吸附浓缩+RTO处理

1.1 原理及优势

  沸石转轮浓缩吸附装置是利用“吸附─脱附─浓缩”三项连续变温的吸、脱附程序，使低浓度、大风量有机废气浓缩为高浓度、小流量的浓缩气体，特别适合处理大流量、低浓度、含多种有机成分的废气。通过转轮的旋转，可在转轮上同时完成气体的脱附和转轮的再生过程。进入浓缩转轮的有机废气在常温下被转轮吸附区吸附净化后直接排放至大气，接着因转轮的转动而进入脱附区，吸附了有机物质的转轮在此区内脱附，吸附在转轮上的有机物被分离、脱附后进入RTO系统进行焚烧，焚烧产生的热量供脱附区使用。如此循环工作，如图1所示。其特点与优势如下：

  (1) 吸、脱附效率高，使原本高风量、低浓度的VOCs废气转变成低风量、高浓度的废气，降低了末端处理设备的成本。

  (2) 沸石转轮吸附VOCs 所产生的压降极低，可大大减少电力能耗。

  (3) 浓缩倍数达到5~20 倍，大大缩小了后处理设备的规格，令运行成本降低。

  (4) 整个系统采用模块化设计，可提供持续性及无人化的操控模式。

  (5) 经过转轮吸附净化后的废气可达到国家排放标准。

 1.2.1 喷漆房相关参数

  发动机涂装线需要处理的废气源包括1 个底漆喷漆房和1个面漆喷漆房。喷漆房为上送风、下抽风的结构形式，底部设有水旋过滤装置。每个喷漆房内设置两段，其中一段为机器人自动喷涂(2个工位)，另外一段为人工补漆喷涂(1 个工位)。目前喷漆房的水旋过滤装置的漆雾净化效率不高，排风量72000m3/h，风压200Pa，废气排放口末端仍然有较多的漆雾。

  1.2.2 相关设计参数

  根据油漆相关资料进行分析，原漆和稀释剂的配比为10∶3。而根据油漆的MSDS(材料安全数据表)可知，底漆的原漆中有机溶剂占比大约18%，其主要组分为二甲苯和正丁醇;面漆原漆中的有机溶剂占比大约25%，其主要组分为二甲苯和醋酸丁酯。按照喷漆过程中有机溶剂的挥发量占总量的75%，喷房的废气收集效率为90%，单个喷房瞬时2 台机器人和1 个人工工位同时作业的情况进行核算，瞬时VOCs最高产生量大约为200 mg/m3。

  处理方案需按照风量为144000m3/h，VOCs小于200 mg/m3，废气的成分为二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯等进行设计。

  1.2.3 执行标准

  按照《上海市汽车制造业(涂装)大气污染物排放标准》(DB 31/933–2015)及相关排气筒设计要求，非甲烷总烃低于30mg/m3，排气筒设计高度20m，相关要求见表1。

  1.2.4 初步设计方案

  发动机涂装线末端废气处理项目具有风量大、浓度低的特点，同时含有较多的油漆颗粒物，而各种废气处理工艺各有利弊。根据现场实际工况及设备厂家的实际工程项目经验，综合考虑处理效果、占地面积、投资额、运行费用、操作维护等各方面因素，选用如下整体方案：水洗塔 + 三级干式过滤 + 沸石转轮 + 旋转RTO+风机。方案中，设备厂家设计将2个喷漆房的废气收集到一起进行处理，整套系统使用1 个转轮系统进行浓缩，同时在各个喷漆房的排风口处设置风量调节阀，便于平衡各个喷房的风量，而末端主风机采用变频控制，可根据各个喷漆房的运行情况进行调整。沸石转轮设计浓缩倍数为15~20倍，设计处理效率大于92%。旋转RTO的设计处理风量为7500Nm3/h。

  1.2.5 预估成本及年维护费用

  预计设备成本大于400万元，年维护成本约100万元。