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摘要 本文以某涂装企业实际治理工程应用为例，介绍了活性炭吸附+催化燃烧技术对涂装行业VOCs治理的工艺流程与治理效果。根据实际工程经验总结处理工艺中存在问题，并根据运行数据对工艺进行优化与技术发展预估。
关键词：涂装行业废气;大气污染防治;活性炭吸附;催化燃烧;CEMs在线监测
一、 涂装行业有机废气的特性及治理工艺
涂装车间 VOCs 来源明确，主要为喷涂作业时，有机溶剂挥发到空气中成为VOCs，有机废气具有气量大、浓度低、无回收价值等特点。
产废气位置主要由喷漆室、烘干室和晾干室组成;烘干室的废气成因较为复杂，含有湿涂膜带来的有机溶剂、烘干过程产生的涂膜分解物及反应生成物和燃料燃烧废气 ，较之喷漆室、晾干室，其风量小，漆雾量大、VOCs浓度高。
目前主流处理路线为“吸附浓缩+集中处理”，吸附浓缩是利用活性炭或树脂、沸石分子筛等多孔介质对气体中的有机物成分进行物理吸附，集中处理常见的方式有水喷淋、催化燃烧、焚烧处理、冷凝回收等。
二、 项目概况与工艺选择
（一）项目概况
该项目是某传统涂装行业的VOCs废气治理。
根据现场调查与业主提供数据，该企业有两个喷烘一体室，主要包括喷涂、烘干、调漆等过程排放的废气，废气浓度低。该项目污染物入口浓度约150mg/m3，废气排放总风量为80000 m3/h，排放标准要求废气中VOCs ≤ 50mg/m3
（二）工艺选择及说明
1 工艺选择
由企业提供的检测数据及其他相关资料得知：该公司的废气属于低浓度、大风量的废气。参考业内相似企业及业主意见，选用吸附-催化燃烧法进行废气治理。
工艺选取活性炭吸附脱附+催化一体化废气处理装置，利用预热式催化氧化反应热能脱附吸附在活性炭内的有机物，预期可以彻底解决企业原有水喷淋处理法产生的污染费水，并提升处理效率与效果。此工艺是目前行业内公认处理大风量、低浓度有机废气的先进、成熟工艺。
参照根据企业废气量与集尘装置风量参数，选用80000m3/hr 吸附催化一体化废气处理装置1套，配置包括20000m3/hr吸附浓缩装置一套（5箱）与6000m3/h预热式催化氧化装置1套。
本装置构成包括废气管道、干滤器、活性炭吸附箱、调节阀门、预热式催化净化装置、阻火器、电气控制等部分组成。
2 工艺原理
2.1 活性炭吸附
吸附的原理是利用吸附剂的孔隙结构，通过分子间范德华力将VOCs吸附在吸附剂中，达到净化废气的目的 ;吸附为物理过程，是可逆的，通过升温、减压等方式解吸，VOCs回到气相中，完成全部过程。
2.2 催化燃烧
催化燃烧技术VOCs处理中常用的技术手段，氧分子被吸附在催化剂表面，生成活性氧，降低反应活化能、提高反应效率，使得原本在600℃以上才能发生的氧化反应在250～300℃就可以进行，且净化效率一般不低于95%。对于CnHm和有机溶剂蒸汽氧化分解生成二氧化碳和水并释放出大量热量。其反应方程式如下。
催化剂通常以Pd、Pt等贵金属为活性组分，以过度金属氧化物、分子筛等为载体。催化燃烧处理污染物的最终目的是无害化处理，由于反应温度低，可以很好地控制热力型NOx的生成，在喷涂企业中应用广泛。但诸如汞、铅、锡、锌、磷化物等物质会抑制催化剂活性，因此有机废气要经过预处理才能进入催化燃烧设备。
3 工艺流程及说明
此项目工艺分为预处理、吸附浓缩、解吸脱附，废气经此流程处理实现高空排放。
本处理系统由5个活性炭吸附箱（4吸1脱），1个催化氧化床构成。
系统中各条生产线中的所有排气管合并连接引至净化设备，各个支管上安装一只手动调节阀，配比调节风量;在吸附净化装置与废气进口之间安装一套预处理干式过滤器，过滤大量的粉尘，从而避免活性炭微孔被堵塞;后将过滤后气体送入活性炭吸附箱进行吸附净化，当活性炭吸附器接近饱和时，用热气流对饱和活性炭吸附箱进行解析脱附，将有机物从活性炭上脱附下来。
在脱附过程中，有机废气得到浓缩，较之前提升数十倍，达1500 ppm以上，后将浓缩废气送到催化氧化装置进行氧化分解，最后被分解成CO2与H2O排出。完成解吸脱附后，系统进行自动切回，并将净化后的洁净气体直接排入高空。
4 工艺特点
（1）整个系统设备实现了吸附-脱附-净化-排放全过程自动化，与无需附加额外能源，运行过程清洁，投资低、见效快、效果优;
（2）过滤过程中的消颗粒物经由过滤器处理后进入活性炭吸附床，提高净化效率高，保证吸附装置稳定运行、长效运行。
（3）使用比重为条形活性炭纤维的8-10倍、再生前吸附有机溶剂可以达到活性炭总重量25%的特种蜂窝状活性炭作为吸附材料，具有使用寿命长、系统运行阻力低、净化效率高等特点;
（4）设备占地面积小、重量较轻，吸附床滤料采用堆砌式结构，装填方便，更换容易;
（5）采用优质贵金属钯、铂载在蜂窝状陶瓷上作催化剂，具有阻力小，活性高，使用寿命长，分解温度低，脱附预热时间短，能耗低，稳定性好等特点，当有机废气浓度达到1500PPM时，就可维持自燃。催化氧化器的转换效率高，性能稳定，催化氧化率达97%以上。
（6）利用余热，节省能源。本装置中活性炭的解吸脱附均以热空气作为解吸介质，而此热气流均来自于系统内催化氧化后的余热。脱附后的浓缩有机废气再进入催化氧化器进行净化处理，不需另加能源，运行费用大大降低。
（7）采用PLC控制系统，设备运行、操作过程实现自动化，运行过程安全稳定、可靠。如催化氧化加热部分为自动，脱附过程为自动程序控制，脱附时由温度信号反馈来实现脱附温度自动控制。
三、运行验证
（一） VOCs治理效果
经过为期一月的运行验证与现场调试，各设备运转状况良好。根据取样结果验证，经处理后废气所含VOCs浓度由平均约148mg/m?（入口）降至平均约28mg/m?（出口），去除率达83%以上，已符合标准且处理效果远高于设计需求。
系统的设计、运行均得到了业主的认可。
（二）運行成本
本项目运行成本主要来自吸附风机、脱附风机、补冷风机、电加热等的电耗，以及活性炭、过滤棉、催化剂等的更换费用，根据统计计算，该设备满负荷运行成本约为779元/日。
四、结语
通过对系统稳定运行一段时间后的数据分析， 真实地反映了“活性炭吸附浓缩+催化燃烧”组合工艺在喷涂有机废气行业的应用效果，研究和实践表明：（1）通过预处理，可以将大部分粉尘、漆渣滤除，使废气达到进入吸附箱的要求。（2）再生后的活性炭吸附效果仍能满足处理废气的需求。（3）此设备已在某喷涂车间运行，具有较理想的处理效果，处理后的废气可以达标排放。（4）此组合工艺设备适用于低浓度、大气量有机废气的处理，具有成本低、运行费用低，处理效果好，运行稳定的优点，易于推广，有利于我国环境保护工作的进一步推进。
参考文献
[1] 杨璐.浅谈涂装车间烘干室废气处理方法[J].现代涂料与涂装.2012（8）：59-61.
[2] 王海平.负载型OMS-2和α-MnO2催化氧化性能的研究[D].北京工业大学
关键词：涂装行业废气;大气污染防治;活性炭吸附;催化燃烧;CEMs在线监测
一、 涂装行业有机废气的特性及治理工艺
涂装车间 VOCs 来源明确，主要为喷涂作业时，有机溶剂挥发到空气中成为VOCs，有机废气具有气量大、浓度低、无回收价值等特点。
产废气位置主要由喷漆室、烘干室和晾干室组成;烘干室的废气成因较为复杂，含有湿涂膜带来的有机溶剂、烘干过程产生的涂膜分解物及反应生成物和燃料燃烧废气 ，较之喷漆室、晾干室，其风量小，漆雾量大、VOCs浓度高。
目前主流处理路线为“吸附浓缩+集中处理”，吸附浓缩是利用活性炭或树脂、沸石分子筛等多孔介质对气体中的有机物成分进行物理吸附，集中处理常见的方式有水喷淋、催化燃烧、焚烧处理、冷凝回收等。
二、 项目概况与工艺选择
（一）项目概况
该项目是某传统涂装行业的VOCs废气治理。
根据现场调查与业主提供数据，该企业有两个喷烘一体室，主要包括喷涂、烘干、调漆等过程排放的废气，废气浓度低。该项目污染物入口浓度约150mg/m3，废气排放总风量为80000 m3/h，排放标准要求废气中VOCs ≤ 50mg/m3
（二）工艺选择及说明
1 工艺选择
由企业提供的检测数据及其他相关资料得知：该公司的废气属于低浓度、大风量的废气。参考业内相似企业及业主意见，选用吸附-催化燃烧法进行废气治理。
工艺选取活性炭吸附脱附+催化一体化废气处理装置，利用预热式催化氧化反应热能脱附吸附在活性炭内的有机物，预期可以彻底解决企业原有水喷淋处理法产生的污染费水，并提升处理效率与效果。此工艺是目前行业内公认处理大风量、低浓度有机废气的先进、成熟工艺。
参照根据企业废气量与集尘装置风量参数，选用80000m3/hr 吸附催化一体化废气处理装置1套，配置包括20000m3/hr吸附浓缩装置一套（5箱）与6000m3/h预热式催化氧化装置1套。
本装置构成包括废气管道、干滤器、活性炭吸附箱、调节阀门、预热式催化净化装置、阻火器、电气控制等部分组成。
2 工艺原理
2.1 活性炭吸附
吸附的原理是利用吸附剂的孔隙结构，通过分子间范德华力将VOCs吸附在吸附剂中，达到净化废气的目的 ;吸附为物理过程，是可逆的，通过升温、减压等方式解吸，VOCs回到气相中，完成全部过程。
2.2 催化燃烧
催化燃烧技术VOCs处理中常用的技术手段，氧分子被吸附在催化剂表面，生成活性氧，降低反应活化能、提高反应效率，使得原本在600℃以上才能发生的氧化反应在250～300℃就可以进行，且净化效率一般不低于95%。对于CnHm和有机溶剂蒸汽氧化分解生成二氧化碳和水并释放出大量热量。其反应方程式如下。
催化剂通常以Pd、Pt等贵金属为活性组分，以过度金属氧化物、分子筛等为载体。催化燃烧处理污染物的最终目的是无害化处理，由于反应温度低，可以很好地控制热力型NOx的生成，在喷涂企业中应用广泛。但诸如汞、铅、锡、锌、磷化物等物质会抑制催化剂活性，因此有机废气要经过预处理才能进入催化燃烧设备。
3 工艺流程及说明
此项目工艺分为预处理、吸附浓缩、解吸脱附，废气经此流程处理实现高空排放。
本处理系统由5个活性炭吸附箱（4吸1脱），1个催化氧化床构成。
系统中各条生产线中的所有排气管合并连接引至净化设备，各个支管上安装一只手动调节阀，配比调节风量;在吸附净化装置与废气进口之间安装一套预处理干式过滤器，过滤大量的粉尘，从而避免活性炭微孔被堵塞;后将过滤后气体送入活性炭吸附箱进行吸附净化，当活性炭吸附器接近饱和时，用热气流对饱和活性炭吸附箱进行解析脱附，将有机物从活性炭上脱附下来。
在脱附过程中，有机废气得到浓缩，较之前提升数十倍，达1500 ppm以上，后将浓缩废气送到催化氧化装置进行氧化分解，最后被分解成CO2与H2O排出。完成解吸脱附后，系统进行自动切回，并将净化后的洁净气体直接排入高空。
4 工艺特点
（1）整个系统设备实现了吸附-脱附-净化-排放全过程自动化，与无需附加额外能源，运行过程清洁，投资低、见效快、效果优;
（2）过滤过程中的消颗粒物经由过滤器处理后进入活性炭吸附床，提高净化效率高，保证吸附装置稳定运行、长效运行。
（3）使用比重为条形活性炭纤维的8-10倍、再生前吸附有机溶剂可以达到活性炭总重量25%的特种蜂窝状活性炭作为吸附材料，具有使用寿命长、系统运行阻力低、净化效率高等特点;
（4）设备占地面积小、重量较轻，吸附床滤料采用堆砌式结构，装填方便，更换容易;
（5）采用优质贵金属钯、铂载在蜂窝状陶瓷上作催化剂，具有阻力小，活性高，使用寿命长，分解温度低，脱附预热时间短，能耗低，稳定性好等特点，当有机废气浓度达到1500PPM时，就可维持自燃。催化氧化器的转换效率高，性能稳定，催化氧化率达97%以上。
（6）利用余热，节省能源。本装置中活性炭的解吸脱附均以热空气作为解吸介质，而此热气流均来自于系统内催化氧化后的余热。脱附后的浓缩有机废气再进入催化氧化器进行净化处理，不需另加能源，运行费用大大降低。
（7）采用PLC控制系统，设备运行、操作过程实现自动化，运行过程安全稳定、可靠。如催化氧化加热部分为自动，脱附过程为自动程序控制，脱附时由温度信号反馈来实现脱附温度自动控制。
三、运行验证
（一） VOCs治理效果
经过为期一月的运行验证与现场调试，各设备运转状况良好。根据取样结果验证，经处理后废气所含VOCs浓度由平均约148mg/m?（入口）降至平均约28mg/m?（出口），去除率达83%以上，已符合标准且处理效果远高于设计需求。
系统的设计、运行均得到了业主的认可。
（二）運行成本
本项目运行成本主要来自吸附风机、脱附风机、补冷风机、电加热等的电耗，以及活性炭、过滤棉、催化剂等的更换费用，根据统计计算，该设备满负荷运行成本约为779元/日。
四、结语
通过对系统稳定运行一段时间后的数据分析， 真实地反映了“活性炭吸附浓缩+催化燃烧”组合工艺在喷涂有机废气行业的应用效果，研究和实践表明：（1）通过预处理，可以将大部分粉尘、漆渣滤除，使废气达到进入吸附箱的要求。（2）再生后的活性炭吸附效果仍能满足处理废气的需求。（3）此设备已在某喷涂车间运行，具有较理想的处理效果，处理后的废气可以达标排放。（4）此组合工艺设备适用于低浓度、大气量有机废气的处理，具有成本低、运行费用低，处理效果好，运行稳定的优点，易于推广，有利于我国环境保护工作的进一步推进。
参考文献
[1] 杨璐.浅谈涂装车间烘干室废气处理方法[J].现代涂料与涂装.2012（8）：59-61.
[2] 王海平.负载型OMS-2和α-MnO2催化氧化性能的研究[D].北京工业大学