在部分產品的噴漆與烤漆（qī）生產（chǎn）過程（chéng）中，會出現大量的工藝尾氣排放，這（zhè）些尾氣對（duì）自然環境的危（wēi）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（kǎo）漆等工藝需要使（shǐ）用大量苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等（děng）揮發性化合物，作為塗料溶劑（jì）以及稀釋劑等。這（zhè）些有機（jī）溶劑在噴塗時不（bú）會吸（xī）附（fù）在工件表麵，會全部揮發到空氣中變（biàn）為有機廢氣。這些廢氣具有沸點低、常溫下容易揮發等特征，對周邊環境以及操作人員的身體健康產生較大的影響。
我國（guó）一些大城市的空氣中揮發性有機化合（hé）物含量是美國城市（shì）的數倍，工業生產排放的有機（jī）廢氣已經成為我（wǒ）國城市大氣汙（wū）染的主要因（yīn）素。這些氣體揮發時會產生刺激性氣味，對操作人員的身體（tǐ）危害很大，短期接觸後會引發惡心、頭暈等，大量吸收後會損害人體的內髒（zāng）、神經係統等。因此，在工業生產活動中，除了采用（yòng）必要的防護措施外（wài），還要盡量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（fēng）窩狀活性炭作為吸附（fù）劑，通過吸附淨化、脫附再生並濃縮揮發（fā）性有機物(VOCs)以及催化燃燒的原理，即將大風量、低濃度的有機廢氣（qì）通過蜂窩狀活性炭吸附實現空氣淨化的目標。在活性炭吸附飽（bǎo）和後，再（zài）通過熱空氣脫附使得活性炭再生，脫附得到的濃縮有機物被送到催化燃燒床進行催化燃燒，內部的有機物（wù）質被氧化成為無害的CO2以及H2O。燃燒後的熱廢氣通過熱交換器加（jiā）熱冷空氣，熱交換後（hòu）降溫氣體部分排放，部分用於蜂窩狀活性炭的（de）脫附再生，實現節（jiē）能的目標。整套（tào）設備含（hán）有預濾器、吸附床（chuáng）、催化燃燒床（chuáng）和風機等設備。
相比其他有機廢氣處理方法，該方法是一種綜合處理模式，汲取了其他模式的優勢，技術較為成（chéng）熟可靠，對（duì）於處理（lǐ）大風量、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（yù）處理
對於有機廢氣，人們（men）應首先開展水噴淋，去除廢氣內部（bù）的雜塵、可溶性有機物。噴淋後，氣體內部具有大（dà）量水分和少量（liàng）粉塵，為避（bì）免水分與粉塵影響活性（xìng）炭吸附（fù）床的有效運行，人（rén）們需要在處理時利用高效率的過濾器進行過濾。
2.2吸附（fù）操作
經過預處理的有機（jī）廢氣，在風（fēng）機的作用下引入（rù）吸附床，將其均勻地分布在活性炭表麵。依據分子間的（de）範德華力，活性炭會（huì）將有機廢氣吸（xī）附在表麵，這一（yī）過程耗時較少，但時間越長，吸附越徹底。二者之（zhī）間沒有（yǒu）現較大的化學反應，而有機廢氣卻達（dá）到（dào）較高的淨（jìng）化效果。經過淨化（huà）後的潔淨廢氣可以達到相關大氣汙染物的排放（fàng）標準，在風機的作用下，其可以（yǐ）達到15m高排氣筒的排放標準。每（měi）套廢（fèi）氣淨化處理係統含有個級別的吸附床，兩套用來吸附，一（yī）套用來脫附，三套設備可以實現輪流操作。
2.3脫（tuō）附與催化燃燒
具體的反應方程式為：
在活性炭吸附到飽和程度後（hòu），切換到脫附床，脫附需要外加的熱量，加熱裝置（zhì）安裝在催化氧化床內部，開啟後同時預熱催化劑。催（cuī）化氧化床達到設（shè）定（dìng）的溫度後，將熱空氣引入脫附床內部，有機廢氣在加熱的作用下從活性炭表麵全部（bù）解析出來。
高濃度的有機廢氣在（zài）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（wéi）H2O與CO2，廢氣通過這一（yī）操作得到淨化。這一燃（rán）燒過程的特征為（wéi）低溫、快速以及（jí）無焰，並產生較大的熱量，人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，從而降低能源消耗。
在有機廢氣濃度較大時（shí），燃燒產生的熱量過多會（huì）導致催化氧化床的溫度較大，進而影響整個廢氣治理係統的（de）安全性、為此，本文設計的係統含有（yǒu）冷空氣補充（chōng）裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度，從而保證係統操（cāo）作的（de）安全性。
2.4汙水處理
水噴淋預（yù）處理之（zhī）後，含有雜質與有機物的廢水被引入噴漆車間的（de）汙水處理池內開展沉澱，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（duì）設（shè）備的腐蝕，人們需要添加少量片堿，開展（zhǎn）中和反應，調節其酸堿度。在經（jīng）過較為徹底的淨化後，廢水可以循環利（lì）用，可以再次用於水噴（pēn）淋預處理模塊，汙水處理單元基本沒有汙水外排現象。汙水離心（xīn）分（fèn）析的產物以（yǐ）及沉（chén）澱產生的漆渣沉澱物作為危險廢物，依據國家（jiā）的相關危險廢棄物的管（guǎn）理要求，應委托具有資質的危險廢物處置（zhì）單位開展（zhǎn）安全處理操作。
本方案具有眾多優勢。首（shǒu）先，采用（yòng）新型高效的活性炭，吸附床結構穩定、合理，吸附效果大幅度提升其次，通過金屬鉑（bó）開展（zhǎn）催化燃燒，將有機廢氣分解（jiě）為無毒無害的H2O與CO2，實現高效的徹底淨化;再次，燃（rán）燒過程溫度較低、安全，燃燒過程產生的熱（rè）量可以（yǐ）循環使用，熱量損失較少，能耗大（dà）幅度（dù）降低;最（zuì）後（hòu），係統設備的設（shè）計安裝采用（yòng）多種措施來杜絕安全（quán）隱患，操作（zuò）簡單，便於後（hòu）期（qī）的使用和（hé）管理（lǐ）。
3各個組成模塊的操（cāo）作方法
3.1漆（qī）霧過濾器
噴漆廢氣主要出現在工件塗抹的噴漆工作台，高壓空氣噴射的油漆很多停（tíng）留在工件上，其他都隨廢氣排，變成漆霧。這些漆霧（wù）粉塵含量較低，顆粒較小，絕大部分直徑小於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。因此，噴漆廢氣必須先進行粗過濾（lǜ）處理。
3.2吸附劑的選擇與參數（shù）設（shè）定
活性炭具有比表麵大、吸附能力強以及成本較低等優勢，它是目前VOCs汙染常（cháng）見的吸附劑。粉末狀（zhuàng）態的活性（xìng）炭更換不方便，活性炭纖維含（hán）有規則的微孑L結構，具（jù）有較大的吸附容量，同時容易脫（tuō）落，成（chéng）本較高。蜂窩狀的活性炭風速（sù）高，阻力小，可以應用到大風量的低濃度廢氣吸附中。本文選擇蜂窩狀活性炭，吸附床的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
3.3.1換（huàn）熱器
換熱器的（de）結構較為複雜，為（wéi）了降低生產（chǎn）成本，方便（biàn）後續安裝，本文采（cǎi）用結構（gòu）較為簡單的固定（dìng）式管板式（shì）換（huàn）熱器（qì），冷氣體走殼體（tǐ），熱氣體走管程（chéng）。
3.3.2電加熱室
在本方案中，加熱室僅僅提供（gòng）開機時預熱氣體需要的熱量，苯（běn）催化燃燒後有大量的預熱可以利用，因此（cǐ）需要的熱功率較低，通過電加熱即可，不需要天然氣或液化石油氣的額外加熱。
3.3.3保溫模塊的處理
催（cuī）化燃燒一體化設備內部的溫度遠遠高於常溫，需要增加保溫（wēn）處理避免對工作人員造成傷害。保溫利用的保溫棉采用的材料為矽酸鋁纖維（wéi）氈，依據燃燒室可能出現的高溫400oC來（lái）設計，保溫（wēn）棉的厚（hòu）度取值為64mm。
3.4阻火器的設計
阻火器是由許多細小通道（dào）或孑（jié）L隙組（zǔ）成（chéng）的，當火焰進入這些細小通道後就形成許多細小的火焰（yàn）流。由於通道或孔隙的傳熱麵積很大，火（huǒ）焰通過通道壁進行熱交換後，溫度下降，到一定程度時火焰即熄滅。阻（zǔ）火器是用來阻止燃燒（shāo）的（de）氣體（tǐ）或（huò）者是易燃性液體蒸（zhēng）發火焰蔓延的設備，在VOCs催化燃燒的反應器中，如果有火星的話會引發（fā）氣體火焰出現進（jìn）而促使整個管網（wǎng）燃燒，所以阻火器的作用較大。阻火器的殼體尺寸大小與流體阻力有直接關（guān）係，通常殼（ké）體直徑為配合使（shǐ）用的管道直徑的4倍左右，即D=4d。本文依據規範設計，利用明火（huǒ）開口端（duān）和閉口端進行點火，本方案采（cǎi）用無火燃燒方式，如果依據D=4d的話，阻火器會過大，依據實際（jì）的操作需求，本（běn）文設計的數據取值為D=2d，角度為60o。阻火器采用的（de）為1mm不鏽鋼，管道直徑為500mm×200mm，擴（kuò）散的角度為60o，殼體前半部分（fèn）的高（gāo）度取值（zhí）為250×sin60o=433mm。
4結語
本方案采用吸附一催化燃燒法處理噴漆廢氣，首先利用過濾器去除漆霧，之後通過係統控製，利用蜂窩狀活性炭吸附床對其開展連續吸附，同時對吸附飽和的（de）活性炭開展脫附。通過80%熱風吹脫的作用，將大（dà）風量、低濃度的有機廢氣濃縮為小風量、高濃度的有機廢（fèi）氣，同時利用催化燃燒室將有機氣體（tǐ）轉化為CO2以（yǐ）及H2O，並保持穩定的自燃燒。實踐證明，這種處理（lǐ）模式同傳統的工藝（yì）相比，具有淨化效率高、無二次汙染以及運（yùn）行成本低等優勢。