隨著全國各地陸續推行大氣環保政策，法規明確了VOCs（揮發性有機化合物）排放必須滿足限值要求才允許企業正常運營。考慮到廢氣的特點，各大企業涂裝車間基本都采用了“沸石轉輪濃縮吸附+氧化燃燒”的方式進行處理。這種廢氣處理方式在近5年內遍及了整個涂裝行業，經過廣泛的應用，設備前期的策劃和設計的不足逐漸暴露出來。

通過與供應商進行技術交流，以及對廢氣濃縮轉輪焚燒技術方案的研究，發現問題主要集中在法規、工藝與維護，以及安全這3個方面。

為避免項目在實施過程中出現功能遺漏和制造返工問題，本項目總結了沸石轉輪濃縮吸附和氧化燃燒設備在規劃及設計過程中需注意的要點。

今天結合我公司經過驗收的某涂裝廢氣治理項目，給大家分析一下；

1設計關注點

1.1法規要求

在考慮增設設備之前，首先需要明確廢氣處理的目標，熟悉地方法規對揮發性有機廢氣的要求。目前各地要求測定的揮發性有機廢氣的成分不一致：有的僅要求非甲烷總烴值（NMHC），有的是VOCso其實二者有一定區別：NMHC指除甲烷以外的碳氫化合物，其中主要是C2-C12之間的烴類物質；VOCs的范疇比NMHC要大，檢測值也會更高。因VOCs的成分較復雜，目前全國各地在線監測和取樣多是檢測NMHC，如果參照的地方標準為VOCs，那么在設備選型時需以VOCs和NMHC要求的較低值為準。另外，為了更好地檢測廢氣處理效果，有的法規要求進行含氧量折算，但在實際計算時發現，含氧量折算只適用于化工行業的無氧廢氣，并不適合噴漆廢氣，這是因為涂裝廢氣本身就是VOCs與空氣的混合物。因法規覆蓋行業較廣，故含氧量折算只能作為參考。在廢氣處理過程中還應考慮到別的排放物超標的問題，例如：在對VOCs廢氣進行高溫焚燒處理時，空氣中的氮氣和氧氣會發生化學反應，氮氧化物的排放量將增大，因此需要選配低氮燃燒機，以避免氮氧化物超標。

除了關注環保法規的要求，還要關注與之對應的檢測標準的要求。HJ75-2017《固定污染源煙氣（SO2，NOx、顆粒物）排放連續監測技術規范》對在線監控設備的采樣平臺與采樣孔大小及數量有新要求：監測平臺寬度不小于2m；采樣孔也由80mm加大至90mm；采樣或監測平臺要求設置斜梯，且平臺距離地面高度不低于20m時，應有通往平臺的升降梯。此類對監測平臺的要求在項目設計中需要重點關注，否則容易遺漏。

1.2廢氣的初始參數

項目改造效果好壞，廢氣的初始參數至關重要。廢氣的成分和濃度關系到轉輪的處理效率和使用壽命，而且一旦導致濃縮氣體濃度超高，就有爆炸的風險。某些特殊物質（如石腦油）對轉輪的吸附脫附能力影A向非常大，甚至會引起高溫變異等。如果廢氣進氣的濃度高，在風量一定的情況下，濃縮效率會受影響，處理效率也會降低，且存在進RTO（蓄熱式熱力氧化爐）的廢氣濃度超過爆炸極限的風險。規劃之初，很多企業對自身需處理的廢氣的原始數據不清楚，當設備運行時總會發生廢氣濃度超標或有特殊物質堵塞轉輪的問題，運行風險增高。

另外，廢氣的濃度、成分、溫濕度、風量等還對轉輪選型有很大影響。廢氣濃度過高或過低都將影響轉輪的處理效率，就如篩漏一樣，進入的廢氣總濃度過高，轉輪吸附飽和后多余的廢氣物質只能因過濾吸附不而被排放，此時為了保證環保要求的處理效率，轉輪選型必須增大增多。廢氣在溫度≤32℃、相對濕度≤80%的情況下處理效率*佳，若進氣濕度過高，則設備設計時需增加除濕設備以保證

處理效果。規劃設計階段收集準確的廢氣原始參數有利于設備的設計和應用。

1.3設備

1.3.1系統規劃

目前，要將“涂裝VOCs廢氣沸石轉輪濃縮吸附+氧化焚燒處理系統”應用在現有的涂裝車間，改造難度較大。受改造空間影響，需要考慮的因素很多。不僅要分析增設廢氣處理設備后怎樣保證原有系統的風平衡，旁通是否允許直排，還要結合生產線設備的維護狀態，考慮風管的走向與原有風管的對接方式、風門的位置，以及怎樣避免各噴漆室排風相互影響等方面。

在實際改造中，常常會發生因原有涂裝排風系統清渣不及時，積漆嚴重，在改造清渣后反而破壞了風平衡的問題。如果不能及時分析出原因，判斷不出是設計問題，還是原有設備因改造而導致損壞所造成的，就會延長設備調試周期，造成一定的浪費。此外，在規劃時不能局限于實現設備自身功能，還要考慮增加廢氣處理設備后過濾袋的使用量增大，需新增足夠大的區域來存儲用于更換的過濾袋。而更換下來的過濾袋屬于危廢，還要考慮危廢放置空間和處理措施。

1.3.2過濾箱

過濾箱設計的好壞直接影響到轉輪的使用壽命。過濾箱必須保證過濾器框架與壁板之間的間隙采用全滿焊，確保無泄露，不漏風，所有廢氣都必須經過過濾袋。其室體內壁板及框架均以304不銹鋼制作，中間使用巖棉保溫。為防止框架因風阻而出現變形、漏風，骨架應加固。過濾器與過濾框之間的接觸面要緊密、不漏風，需采用快開結構壓緊裝置。每套過濾箱的每級過濾材料必須具有在線壓降測量功能，以保證廢氣處理系統正常、安全、穩定地運行。每一個壓差檢測有2個設定報警值：當過濾系統壓力達到第*個值時，報警系統發出報警信號，并接入控制室，提醒操作人員更換過濾袋；當過濾系統壓力達到第二個值時，直接關閉系統。壓差恢復正常后，需要人工復位。過濾框架兩側壓差檢測位置需避

免風流和過濾袋對測量口造成影響。過濾箱配置壓差計，能現場顯示，并與壓力變送器一起上傳數據至PLC（可編程邏輯控制器）系統，方便維護管理。

每級過濾箱應配備檢修門及維修用照明燈一LED（發光二極管）節能燈。維修燈應輕便，便于旋轉，以便更換不同位置的過濾器。過濾箱室體內配有維修平臺，可方便后期維護等。每個過濾箱前端設置有新風風閥（關閉時必須確保氣體不外泄），還需設置防風、防雨、防冰雹的保護措施。當設備待機、停機或檢修時，新風閥開，進過濾箱前的閥門關閉；設備正常生產時，進過濾箱前的閥門開啟，新風閥關閉。

1.3.3轉輪

濃縮轉輪以玻璃纖維為載體，表面涂布一層高效疏水性吸附材料—沸石。濃縮轉輪格化區分為吸附區（占83.3%）、脫附區（占8.3%）和冷卻區（占8.3%）。廢氣中的VOCs在吸附區被轉輪中的特殊分子篩吸附，轉到脫附區后經過小風量的高溫再生氣體作用而脫離，轉輪經過冷卻后循環使用。分區采用V-zone型中空密封條隔離開來，濃縮轉輪周邊則用硅膠的復合式平帶型密封條密封。轉輪通常采用連續旋轉（2-6 r/m）的方式通過3個區。沸石在相對濕度≤80%、溫度≤40℃的條件下均可保證高效吸附，且不會解附脫離到高溫氣體內燃燒。

目前涂裝行業中涉及濕式處理的廢氣濕度較大，可以將RTO高溫排風混入原始廢氣進風段，以將相對濕度調節至≤80%。此方法簡單實用，但增大了系統廢氣處理風量，且RTO高溫排氣中的焦油會污染過濾器和轉輪。也可以在過濾箱內設置換熱器進行間接換熱，適當提高廢氣溫度（5℃左右），降低相對濕度至≤80%，進而提升轉輪的吸附效率。

沸石轉輪可用多種方式進行維修保養：以壓縮空氣吹掃或水洗；采用約300℃的高溫脫附熱風進行反吹掃，以處理正常運行時不易脫附的高沸點物質。

每套沸石轉輪濃縮系統設置有溫度、壓力和轉輪轉速的在線監測：當轉輪溫度高于警報設定值或壓力達到設定值，又或轉輪轉速偏離設定值時，系統立即發出聲光報警，提醒操作人員進行檢查或保潔；當超過危險值時，立即發出報警信號，同時自動切斷原始廢氣和焚燒系統的天然氣供給，開啟焚燒系統旁通功能，原始廢氣自動切換為緊急模式。

經過近幾年的使用，陸續暴露出部分轉輪易出現堵塞，甚至需要報廢的情況。經初步分析，有過濾箱漏風，廢氣本身有雜質，過濾器不合適，維護保養不當等原因。轉輪是系統的關鍵部件，規劃時需要對影響其效率及壽命的因素進行有效控制，并應充分考慮后期的維護保養及更換的便捷性。

1.3.4風機

風機是整個系統中主要的耗電設備，耗能費用約占系統的80%。考慮到風平衡及各種運行節能模式，通常選用變頻風機。在整套系統啟動的過程中，風機的頻率慢慢往上升，能夠避免所有風機同時啟停而造成共振及對電網的沖擊，通常設定風機是按順序依次啟動的，相互間有幾秒的時間差。在風機出口通常也會設置逆止閥或電動調節閥，從而避免各套轉輪之間串風。

吸附風機與原始廢氣排風機的信號連鎖，根據不同工況自動調整吸附風機開啟的頻率，控制風機排風量，保證涂裝車間排氣壓力穩定和風平衡，以免影響車間生產。吸附風機的功率比較大，需要考慮降噪隔音，減少噪音對外界的影響。

脫附風機是通過220℃的高溫氣體令濃縮后的廢氣脫附，送至RTO系統，因此必須耐高溫。要確保風機外部的保溫效果，風機進出口設置有耐高溫軟連接，軟連接盡量選擇防水、防火、防腐、耐酸雨、韌性好的材料，例如內置鋼絲骨架的阻燃布、耐酸堿布等。

風機需設計為軸承，這樣拆卸方便，且不拆葉輪的結構。可選擇風冷一體式軸承座結構，傳動軸為光軸。若采用效率更好的直聯式傳動離心風機，其軸連接方式要求采用便于維修更換的聯軸器。此外，風機幾乎都布置在室外，電機的維修和更換需要考慮吊裝軌道，設置防雨棚以提高電機的防雨等級。

1.3.5 RTO

RTO可將有機廢氣加熱到760℃以上，使VOCs在氧化室中分解成CO2和H20。由此產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體，令其升溫而“蓄熱”，并用于預熱后續進入的有機廢氣，從而節省使廢氣升溫的燃料消耗。

陶瓷蓄熱體應至少分成2個室或區。每個蓄熱室依次經歷蓄熱、放熱、清掃等程序，周而復始，連續工作。蓄熱室“放熱”后應立即引入己處理合格的潔凈排氣的一部分對該蓄熱室進行清掃（以保證VOCs去除率在95%以上），只有清掃完成后才能進入“蓄熱”程序。

RTO燃燒室的設計溫度通常為1000℃，操作溫度820-850℃。合理規劃蓄熱體的擺放能確保熱效率達到%%以上，以及廢氣停留時間≥1s。性能*的RTO的處理效率能至少有99%，*終排煙溫度≤120℃。在廢氣進RTO系統前的風管上安裝在線VOCs濃度檢測儀（LEL）和報警連鎖裝置。當進氣VOCs濃度高于某一設定值時，系統立即發出聲光報警，并自動開啟新風閥以稀釋濃度；當VOCs濃度超過規定的危險值時，系統除了立即報警，還會自動切斷原始廢氣和焚燒系統的天然氣供給，開啟焚燒系統旁通功能，自動切換為緊急模式。為了確保檢測儀器在Ss以內作出反應，從VOCs濃縮后到RTO的風管要有足夠的長度，以保證利用切斷閥在濃縮廢氣到達RTO之前執行關斷，同時在切斷閥前安裝緊急排放口和新鮮空氣入口，以保證RTO的安全性。RTO系統的燃燒室還需要設置高溫旁通管路，當燃燒室因故障或其他特殊原因導致超高溫或超高壓報警，室體不能自主降溫時，應實行緊急旁通排放操作程序。

另外，RTO系統的啟動和加熱由燃燒器點燃天然氣與少量廢氣的混合氣來實現。為安全起見，RTO的啟動和停止只用新鮮空氣，且系統需配置燃燒器閥組和爐內燃氣泄漏檢測裝置。結合環保趨勢，建議采用低氮排放燃燒器，避免因高溫焚燒VOCs廢氣而導致氮氧化物超標。

1.4安全設計

近幾年噴漆排風系統發生的火災較多，因此在廢氣末端治理系統中，安全設計尤為重要。安全設計分主動和被動。為避免設備爆燃、悶燃，要充分考慮設備的雙安全保護措施，各種狀態模式下設備的安全程序控制，設備急停下的壓縮空氣吹掃，安全旁通等。在被動安全防護上，考慮到廢氣處理設備的風管和過濾箱是VOCs排氣經過的區域，且通風量大、管路截面較大，建議根據國家消防規范，

單獨為此區域設置噴淋閥組，并作為涂裝車間消防系統的一個獨立分區，水源來自原有的消防管路系統，消防報警和控制信號需要接入涂裝車間消防控制室，以便集中監控和管理，同時廢氣處理設備的消防信號需要跟風機、轉輪、RTO、車間內噴漆室、供排風等設備做好相應的聯鎖，確保整個系統的安全。由于過濾箱和通風管路內部的廢氣比較潮濕，且具有腐蝕性，系統內部布置的管路和噴頭均要求采用304不銹鋼。RTO燃氣閥組需要設置可燃氣體泄露檢測及報警裝置，并將信號傳給消防控制室和設備控制間。

1.5電氣控制

新增的廢氣處理控制系統要求采用集中監控PLC分布式控制，以滿足廢氣處理系統安全、長期、穩定、可靠地運行的需求，即采用PLC+觸摸屏與電源柜、電氣控制柜、PLC控制柜、電磁閥箱、現場就地操作箱、現場儀表等組成整個控制系統，實現系統的獨立監控。PLC系統具備設備工況監視、流程畫面顯示、參數顯示、報警顯示、自動連鎖保護、接收數據軟件、數據顯示、數據傳輸、數據存儲等功能，并設有緊急停車功能。在控制柜上設有觸摸屏，對系統進行集中動態監視和自動控制，自動生成工藝系統設備狀態和報警參數報表，并且所有信息保存至少3年以上。可編程控制器應帶有互鎖以保證生產和設備的安全運行。電氣控制柜由于使用了大量的變頻器等發熱元件，必須配備降溫裝置，通常給控制室設置獨立的空調系統或每組電控柜配備足夠的電柜空調，確保電氣元件在30℃以下的環境中穩定運行。

廢氣處理系統的工作狀態要求全自動化控制，操作人員能通過觸摸屏對整個工藝流程及工藝參數和設備運行情況進行監控，并達到如下控制水平。

（1）全自動：操作人員只要選擇了運行的裝置，按下啟動鍵后系統即能完成各設備之間的運行、連鎖、控制，而不需要操作人員的干預（特殊情況除外）。

（2）半自動：當現場某個部件（如閥門）需要即時執行開或關操作時，操作人員可以通過觸摸屏實現。

（3）手動：當現場某個設備的PLC出現故障或需要調試時，操作人員可以就地在控制柜上實現其開、關操作。

吸附濃縮焚燒凈化廢氣設備被越來越多的企業采用。雖然這對企業而言是很大的投入，但是為了建設一個可持續發展的社會，這些投入具有很大的社會效益。本項目對此種技術在涂裝車間的應用情況進行了總結，希望能給大家一點有益的參考。