在汽车制造、家具喷涂、机械加工等行业,喷漆工序必不可少,但产生的挥发性有机物(VOCs)废气治理却是个难题。这些废气风量大、浓度低、成分复杂,传统治理方式效率低、能耗高、成本贵。近年来,沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧(或RTO)组合工艺成为主流,尤其适合低浓度、大风量的喷漆室废气治理。

喷漆废气治理棘手,原因在于其典型特征。单个喷漆房排风量可达数万至数十万立方米/小时,VOCs浓度通常在100 - 500 mg/m³,远低于直接燃烧的经济浓度。而且成分复杂,包含多种有机溶剂,还间歇排放,浓度波动大。若直接用RTO或RCO处理,能耗高,还可能因浓度过低无法稳定燃烧,导致运行失败或二次污染。
沸石转轮吸附浓缩技术应运而生,解决了上述难题。其原理是利用疏水性沸石分子筛对VOCs的选择性吸附能力,常温下将大风量、低浓度废气中的有机物“捕获”并富集,再通过小风量高温脱附,形成高浓度、小风量的浓缩气流,供后续燃烧设备高效处理。
具体工艺流程为:含VOCs的喷漆废气进入转轮吸附区,VOCs被吸附,洁净空气达标排放;转轮旋转至脱附区,180 - 220℃热空气解吸吸附的VOCs,形成5 - 15倍浓缩的高浓度废气;脱附后的沸石经冷却恢复吸附能力,循环使用;浓缩后的高浓度VOCs进入RCO或RTO彻底氧化分解,生成CO₂和H₂O。该技术典型浓缩比为10:1 - 15:1,VOCs去除率≥90%,部分项目可达95%以上。

与过去广泛使用的活性炭吸附相比,沸石转轮优势明显。在耐湿性上,疏水性沸石抗水干扰,而活性炭遇湿易失效;安全性上,沸石不燃、热稳定性好,活性炭易燃有爆炸风险;寿命上,沸石可用8 - 10年,活性炭仅1 - 2年需频繁更换;脱附温度上,沸石能耗较低,活性炭操作复杂;自动化程度上,沸石全自动连续运行,活性炭多为间歇操作。
随着环保要求趋严和“双碳”目标推进,沸石转轮技术不断升级,智能控制系统可优化能耗,余热回收集成能提升能效,还探索VOCs资源回收。对于低浓度、大风量的喷漆室VOCs废气,沸石转轮技术凭借诸多优势,成为可靠、经济的治理路径,助力企业绿色制造转型升级,未来必将在工业清洁生产中发挥更大价值。