汽车喷漆废气VOCs处理技术应用进展

1 汽车喷漆废气VOCs处理技术简介
目前针对VOCs 的处理方法主要分为回收处理和销毁处理两种。
回收处理技术主要是通过物理原理实现对挥发性有机物的吸收，例如通过改变温度、压力来提高有机溶剂在吸收物质中的溶解度。或者采用选择性吸附剂、渗透膜等方法富集喷漆废气，然后再进行分离处理。目前主要的回收处理技术有吸附技术、冷凝技术、膜分离技术等。
销毁技术主要是通过化学方式，将有机废气转化为其它无污染物质，用光能、热能以及催化剂、微生物将有机废气分解成为无毒、无污染的二氧化碳、水等物质。当前主要的消除技术有直接燃烧、催化燃烧、光催化氧化、低温等离子等技术。
选择适合的VOCs处理技术才能达到最好的处理效果。在选择适合的VOCs处理技术之前，需要对VOCs的实际浓度进行分析，如果实际浓度VOCs>10000mg/m3 则说明该气体值得回收，属于有回收价值气体的范畴；如果在2000～10000mg/m3 则可以考虑利用合适的吸附技术进行吸收；当喷漆过程中的VOCs浓度<2000mg/m3 则没有回收价值，可以考虑将其进行燃烧处理。

2 可挥发性有机化合物废气以及主要成分
2.1 挥发性有机化合物废气排放造成的影响
汽车喷漆废气含有大量的挥发性有机物，如果不对这部分挥发性有机物进行控制，将大大增加空气中的有毒物质含量，造成严重的环境污染。VOCs对人体和环境的危害主要体现在两个方面。一方面，VOCs中的有些物质会对人体和环境造成直接危害。例如，居室内VOCs的含量高会对人们的视觉和听觉等感官神经造成损害；另一方面，VOCs 还会对大气环境造成更为严重的间接危害，即光化学污染。光化学污染的产生机理在于大部分VOCs降解的半衰期较短（一般在几个小时至3 个月），在受到紫外线的催化作用时，发生分解或化学反应，并与氮氧化物反应产生臭氧。产生光化学污染有三个条件，即挥发性有机化合物、氮氧化物及阳光的照射。当空气中臭氧浓度达到一定值时，人就会感到不适。

2.2 可挥发性有机化合物废气的主要来源
除了汽车在喷漆过程中会产生大量的VOCs之外，汽车尾气、建筑材料、工业废气等都会产生大量的VOCs。这些挥发性有机物随空气进入到大气环境中，如果人们长期生活在含有大量VOCs的环境中，将严重影响人体健康。

2.3 汽车涂装VOCs废气的主要成分
汽车喷漆过程中产生的VOCs 废气主要是成分包括甲苯、二甲苯、芳香烃等有毒物质。部分废气产生主要来自于汽车喷漆过程中的油漆配制、喷漆、烘干等步骤。有机废气中绝大部分在烘干过程中产生，少部分是在喷漆和油漆配制过程中挥发产生。

3 汽车喷漆废气VOCs的常规处理技术
3.1 针对烘干室废气的VOCs技术处理
烘干室的温度一般高达800℃以上，有机气体一般沸点都低于800℃，因此烘干室内的漆料能够很快挥发，烘干室内部的VOCs 浓度也会变得极高。由于烘干室需要保证热量不易散失，排气量一般都较小，工作过程中会依靠不同的热源来支撑烘干作业。烘干室内产生的有机废气一般就地解决，依靠烘干室的高温，利用燃烧反应对有机废气进行分解，为保证反应的速率和反应条件，一般需要加入易燃性气体。一般情况下，利用燃烧反应可以有效降低烘干室内的VOCs 浓度，废气净化率高达90% 以上，效果十分显著。

3.2 针对喷漆室废气的VOCs技术处理
（1）预处理+沸石浓缩转轮吸附+催化燃烧
喷漆废气预处理一般是喷漆房自带的水帘或水旋对漆雾进行处理。送风房通过空调送风机组将室外空气送入喷漆室，喷漆室形成负压，空气经房体顶部均流调节和过滤后均匀地送入室体内，自上而下，将工件置入具有一定风速的均流层中，使飞溅的废漆雾压入水旋喷漆室水旋器，水在高速气流的冲击下被雾化后和漆雾充分混合，从而使漆雾被吸引到水中而带走，含水分的空气再经气水分离后，含有机废气的空气经排风系统送入大气中，其漆雾的净化率不小于98% ；而含漆雾的水流入循环水池，通过絮凝成渣（水中定期添加絮凝剂、悬浮剂）后由循环泵送入到喷漆室循环使用。
喷漆废气去除漆雾后，再利用沸石浓缩转轮吸收，对其进行全方位的处理。沸石浓缩转轮吸附作用原理是，沸石分子具有高吸附性，沸石浓缩转轮的运作需要多个单元的共同支撑而后实现高效运作，小单元需要通过特定方式加工，形成陶瓷基体，然后再将基体放置在沸石合成混合物中，这是基体表层会形成一层分子筛膜，利用这层筛膜可以高效吸附VOCs，控制吸收液的浓度和放置时间会使吸收效率更高。喷漆室内部的VOCs都会被聚集、吸附，进行一段时间的吸附浓缩之后，再通过RTO设备进行这些高浓度废气，这种废气处理有效率高达95%以上，剩下低浓度废气则可以通过催化燃烧进行清除。
（2）预处理+活性炭吸附+脱附+催化燃烧处理
同样的，喷漆室中首先采用预处理方式除去一部分漆雾和有机废气，然后再利用活性炭纤维进行吸收，活性炭不仅具有物理吸附作用，同时还具有化学吸附的作用，多孔活性炭对废气的吸附作用极强，在喷漆废气处理应用范围较广。利用多孔活性炭对废气进行聚集之后，然后脱附，利用催化燃烧进行集中处理，由于活性炭吸附的特性，对具有异味的有机废气也能具有很好的吸收作用，这种方法适用不仅适用于异味气体吸收，在低温的环境下将有机废气中有机物矿化为二氧化碳和水，实现无害化废气处理。汽车喷漆废气通过水旋式漆雾净化装置后，通入到多孔活性炭之中，废气经活性炭吸附后达标排放。当多孔活性炭吸附饱和之后，便需要进行脱附操作，将脱附产生的高浓度VOCs进行催化燃烧。

4 结束语
汽车喷漆废气中含有大量的污染物和有毒物质，如果处理不当则会对人们生活的周围环境造成很大的影响。汽车喷漆废气VOCs作为空气污染物的主要来源之一，相关企业需要注重汽车生产过程中废气处理。本文介绍的四种处理方式，企业需要根据实际的情况选择合适的技术，燃烧处理比较便捷，但成本较大; 微生物分解处理成本较低，处理效率较高，但需要有良好的微生物生存环境，才能保证VOCs的处理效率。环境问题一直是人们关注的重点问题，加强汽车喷漆废气VOCs的处理，可以降低空气污染，保护我们赖以生存的环境。