喷涂VOCs治理中沸石的应用与后期处理

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【中国铝业网】沸石（zeolite）是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。

在喷涂过程中产生“三废”是不可避免的，其中喷涂废气是“三废”的主要部分。喷涂废气来自于稀释剂的挥发，有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释放，形成挥发性有机物（VOCs），主要成分有苯、甲苯及二甲苯等苯系物及其他非甲烷总烃等，这些物质的危害性极大，被誉为人类的“隐形杀手”。特别是在无防护的情况下喷涂，作业场所空气中苯浓度相当高，对工人的身体危害也很大，轻则出现再生障碍性贫血，重则患上白血病。直接排放至大气中，会导致酸雨、雾霾及光化学烟雾等污染问题，危害人类健康和生态环境安全。

喷涂废气主要来自于喷涂和干燥过程，发生源为喷漆房、晾干室和烘干室。

目前国家针对VOCs排放量的控制，出台了征收挥发性有机物排污费政策，按斤收费。无论企业排放达标与否，排污费都别想逃掉。工业不能停，所以VOCs势必要产生的，最直接有效的方式就是：有效捕集释放的VOCs，并加以治理。

那么问题来了，喷漆房和晾干室排出废气中的VOCs浓度很低，但是风量特别大，污染物的主要成分为芳香烃、醇醚类及酯类有机物。这种场所产生的VOCs有什么方法可以有效治理？

目前，国外较成熟的方法是：先将低浓度大风量气体浓缩成高浓度小风量气体，采用吸附法对低浓度常温喷漆废气进行吸附，利用高温气体脱附，浓缩后的气体采用RTO和RCO的工艺进行处理。在整个工艺中，浓缩装置非常重要，根据废气的成分和工况，浓缩装置可选择活性炭吸附和沸石转轮吸附。

市面上的沸石转轮有很多，到底如何选购沸石转轮呢？

1.选择沸石含有率高的

沸石含有率直接决定了吸附效率，所以沸石含有率至关重要。

2.选择疏水性好的

沸石的吸附性能好不好，不仅要看其比表面积是否足够大，还要看疏水性是否卓越，尤其是在废气湿度大于60%的环境下，更是考验沸石的疏水性，疏水性差的沸石易堵塞细孔，从而降低吸附效率。因此为了保证吸附性能，比表面积和疏水性缺一不可。

3.选择脱附效率高的

沸石的净化效率高不高，不能只看吸收性，脱附功能也相当重要。若脱附功能不能达到近乎完全的话，久而久之就会非常影响沸石的吸附效率，直接影响沸石的使用寿命。而沸石耐高温，脱附温度较高，不会发生反应热。

大家看了，是不是感觉条件很苛刻呢？

其实能够达到以下条件，这些问题都能迎刃而解。

蜂窝状

将沸石结构设计成蜂窝状，有利于沸石对VOCs成分的吸附，适用于低浓度、大风量的场所。

【适用的VOCs：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、己烷、环己烷、MEK、MIBK、丙酮、乙酸乙酯、NMP、THF、甲醇、乙醇、丙醇-1C、丁醇及各种氯体系溶剂等】

吸附浓缩原理

含有低浓度VOCs的废气通过蜂窝状沸石时，VOCs成分被吸附在沸石中，净化后的气体排放至大气中，或排放至室内进行循环处理，通过循环处理，回收热能。此时，已吸附VOCs的蜂窝沸石连续旋转，利用少量的加热空气在解吸附模块进行吸附再生，此过程中，能够从低浓度的废气中得到高浓缩气体。

沸石要求

采用天然沸石（铝硅酸钠），结合实际应用需求，将沸石设计加工成筒式和盘式，用户可根据废气中VOCs的性状、成分以及风量选用不同形式的沸石。

沸石含有率一定要高，才能使沸石的吸附浓缩性能更加卓越，特别是芳香族类有机物，吸附能力更强，并且在处理相对湿度较高的废气有明显优势，不会出现水分吸收量急剧增加情况。

除了技术要求之外，还要要求服务商有足够的VOCs治理经验，面对含有任何成分的废气，都能做出精准完善的方案，确保方案的可执行性，并且达标排放。