CN113521891A

CN113521891A - 一种组合式VOCs处理系统

Info

Publication number: CN113521891A
Application number: CN202110682799.7A
Authority: CN
Inventors: 邓亚平; 孟百川; 蔡小坤; 时林其; 安全远; 朱玉萍; 孙小贞; 侯露露; 潘丽娟; 张焕焕; 杨云峰; 牛新时; 李敏华; 朱莹; 海江
Original assignee: Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2041-06-21
Also published as: CN113521891B

Abstract

本发明公开了一种组合式VOCs处理系统，用于对汽车涂装车间喷涂线排出的VOCs进行处理，汽车涂装车间喷涂线按照作业流水线依次设置有静置区、内板喷涂区、外板喷涂区、检查区和流平区，内板喷涂区和外板喷涂区分别设置有内板喷涂机器人和外板喷涂机器人，均为喷涂无人化；检查区和流平区连接有新风空调，静置区、内板喷涂区和外板喷涂区连接有循环风空调；按照废气流向，汽车涂装车间喷涂线的外部依次连接有废气过滤装置，废气浓缩装置，废气焚烧装置和排气装置。本发明不仅可以降低能耗，机器人喷涂替代人工喷涂还可以节省人工费和材料费，而且可以减少场地占用，提高收益。

Description

一种组合式VOCs处理系统

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种组合式VOCs处理系统，特别适用于汽车涂装车间喷涂线的废气处理。

背景技术

VOCs（volatile organic compounds）是各种挥发性有机化合物的简称，通常分为非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。

汽车涂装车间喷涂线的废气中含有大量VOCs，如直接排放会造成大气污染，因此，按照国家环保法规要求，涂装废气排放前需进行处理。针对涂装废气的处理，现有技术大多采用“转轮浓缩+RTO（蓄热式焚烧炉）”的处理方式，将大风量低浓度喷涂废气通过转轮装置进行浓缩，然后再采用RTO焚烧处理。

现有技术的处理方式存在以下缺点：（1）能耗高，约100 mg/m³的低浓度废气通过转轮浓缩10倍后得到1000 mg/m³的中浓度废气，达不到RTO的经济燃烧浓度2000 mg/m³，从而导致燃气耗量高；（2）占用场地大：由于喷漆废气风量太大需设置多台转轮装置进行浓缩处理，导致占用场地增大；（3）投资负收益：投资大，能耗高，运行费用高，投资收益为负值。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种组合式VOCs处理系统，不仅可以降低能耗，机器人喷涂替代人工喷涂还可以节省人工费和材料费，而且可以减少场地占用，提高收益。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种组合式VOCs处理系统，用于对汽车涂装车间喷涂线排出的VOCs进行处理，所述汽车涂装车间喷涂线按照作业流水线依次设置有静置区、内板喷涂区、外板喷涂区、检查区和流平区，所述内板喷涂区和所述外板喷涂区分别设置有内板喷涂机器人和外板喷涂机器人，均为喷涂无人化；所述检查区和流平区连接有新风空调，所述静置区、内板喷涂区和外板喷涂区连接有循环风空调；按照废气流向，所述汽车涂装车间喷涂线的外部依次连接有废气过滤装置，废气浓缩装置，废气焚烧装置和排气装置；所述废气浓缩装置为沸石转轮装置，所述沸石转轮装置内部设置有吸附区、冷却区和脱附区；新风和循环风流经所述汽车涂装车间喷涂线后形成一次浓缩废气，所述一次浓缩废气的一部分返回循环风空调，另一部分经过所述废气过滤装置以后形成洁净废气，所述洁净废气的一部分经过所述沸石转轮装置的吸附区处理后变成第一净化气，所述洁净废气的另一部分首先经过所述沸石转轮装置的冷却区，然后经过所述沸石转轮装置的脱附区处理后形成二次浓缩废气，所述二次浓缩废气经所述废气焚烧装置处理后变成第二净化气，所述第一净化气和所述第二净化气共同通过所述排气装置排出。

具体地，所述废气过滤装置包括依次设置的板式过滤粘、初效过滤袋、中效过滤袋、中高效过滤袋、活性炭过滤器和高效过滤袋。

优选地，所述废气焚烧装置为RTO。

优选地，进入所述汽车涂装车间喷涂线的循环风比例为70-90%，新风比例为10%-30%；所述一次浓缩废气返回循环风空调的比例为70-90%；所述洁净废气经过所述沸石转轮装置的冷却区及脱附区的比例为10%-20%。

优选地，作为最佳比例，进入所述汽车涂装车间喷涂线的循环风比例为80%，新风比例为20%；所述一次浓缩废气返回循环风空调的比例为80%；所述洁净废气经过所述沸石转轮装置的冷却区及脱附区的比例为20%。

优选地，所述排气装置为排气筒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）现有的汽车涂装线一般仅对车体外板采用机器人进行无人化喷涂，本发明不仅对车体外板采用机器人进行无人化喷涂，而且对车体内板也采用机器人进行无人化喷涂，这样可以显著提高循环风的比例，从而实现送风循环利用，极大地降低能耗；

（2）本发明的组合式VOCs处理系统，创造性地将喷涂自动化、循环风、转轮浓缩、RTO焚烧组合起来，废气经过循环风和沸石转轮两级浓缩后可以达到经济燃烧浓度，从而在RTO焚烧时可以自燃，不需要额外加入燃气，实现RTO能耗最小化。

（3）本发明中的废气经过两次浓缩后，需处理的废气风量减少到原来的不到二十分之一，可以缩减废气处理装置的投入数量及场地占用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的范围，而是仅仅表示本发明的最佳实施例，基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本文使用的术语“汽车”或其他类似术语，通常包括机动汽车，如包括运动型多用途汽车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用汽车的载客汽车，包括各种小船和轮船的水运工具，飞机等等，且包括混合动力汽车、电动汽车、以及其它替代燃料汽车等。

另外，本文使用的术语“包括”等类似术语用于本说明书时，其指定所述特征、步骤、操作、要素、成分存在，但并非排除其一个或多个其它特征、步骤、操作、要素、成分和/或其组群的存在或加入。此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，可以包含相对的概念。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义的理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1对本发明的具体实施方式进行详细说明。本发明提供一种组合式VOCs处理系统，特别适用于对汽车涂装车间喷涂线1排出的VOCs进行处理。

如图1所示，汽车涂装车间喷涂线1按照作业流水线（即车体前进方向）依次设置有静置区A、内板喷涂区B、外板喷涂区C、检查区D和流平区E。与现有技术不同的是，本发明中的汽车涂装车间喷涂线1的内板喷涂区B和外板喷涂区C分别设置有内板喷涂机器人和外板喷涂机器人，均为喷涂无人化，由于循环风中的中高浓度VOCs对人体有害，因此这样设置可以显著提高循环风的比例，从而实现送风循环利用，降低能耗。

检查区D和流平区E连接有新风空调2，由新风空调2向其送入一定比例的新风。静置区A、内板喷涂区B和外板喷涂区C连接有循环风空调3，由循环风空调3向其送入一定比例的循环风。优选地，上述新风比例为10%-30%，循环风比例为70-90%；作为更优选的一种实施例，上述新风比例为20%，循环风比例为80%。

按照废气的流向，汽车涂装车间喷涂线1的外部依次连接有废气过滤装置4，废气浓缩装置5，废气焚烧装置6和排气装置7。作为一种优选的实施例，废气浓缩装置5为沸石转轮装置，废气焚烧装置6为RTO（蓄热式焚烧炉），排气装置7为排气筒。如图1所示，沸石转轮装置内部依次设置有吸附区5.1、冷却区5.2和脱附区5.3。

具体地，新风和循环风流经汽车涂装车间喷涂线1后形成一次浓缩废气E1，一次浓缩废气E1的一部分返回循环风空调3，一次浓缩废气E1的另一部分经过废气过滤装置4以后形成洁净废气F，洁净废气F的一部分经过沸石转轮装置的吸附区5.1处理后变成第一净化气P1，洁净废气F的另一部分首先经过沸石转轮装置的冷却区5.2，然后经过沸石转轮装置的脱附区5.3处理后形成二次浓缩废气E2，二次浓缩废气E2经废气焚烧装置6处理后变成第二净化气P2，第一净化气P1和第二净化气P2共同通过排气装置7排出。

具体地，废气过滤装置4包括依次设置的板式过滤粘4.1、初效过滤袋4.2、中效过滤袋4.3、中高效过滤袋4.4、活性炭过滤器4.5和高效过滤袋4.6。经废气过滤装置4多级过滤后，可有效去除一次浓缩废气E1中的颗粒物、聚合物及高沸点溶剂等，从而保护后序工艺顺利进行。

优选地，一次浓缩废气E1返回循环风空调3的比例为70-90%，洁净废气F经过沸石转轮装置的冷却区5.2及脱附区5.3的比例为10%-20%。作为最佳比例，一次浓缩废气E1返回循环风空调3的比例为80%，20%的一次浓缩废气E1进入废气过滤装置4，并且，洁净废气F经过沸石转轮装置的冷却区5.2及脱附区5.3的比例为20%，这部分净化气脱附以后形成小风量、高浓度的二次浓缩废气E2，此时，二次浓缩废气E2的浓度达到了RTO的最佳经济燃烧浓度，可使其能耗最小。

需要说明的是，过滤后的洁净废气F进入废气浓缩装置5的吸附区5.1和脱附区5.3风量的比例可以根据一次浓缩废气E1的实际浓度值进行适当调整，以保证二次浓缩废气E2的浓度达到设定的即经济又安全的浓度，只要能够实现本发明的技术效果，均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，本实施例中所选装置和气体比例均为优选的实施方式，本发明的保护范围不限于此。

以上所述实施例仅仅是对本发明技术方案的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种组合式VOCs处理系统，用于对汽车涂装车间喷涂线排出的VOCs进行处理，所述汽车涂装车间喷涂线按照作业流水线依次设置有静置区、内板喷涂区、外板喷涂区、检查区和流平区，其特征在于，所述内板喷涂区和所述外板喷涂区分别设置有内板喷涂机器人和外板喷涂机器人，均为喷涂无人化；所述检查区和流平区连接有新风空调，所述静置区、内板喷涂区和外板喷涂区连接有循环风空调；按照废气流向，所述汽车涂装车间喷涂线的外部依次连接有废气过滤装置，废气浓缩装置，废气焚烧装置和排气装置；所述废气浓缩装置为沸石转轮装置，所述沸石转轮装置内部设置有吸附区、冷却区和脱附区；新风和循环风流经所述汽车涂装车间喷涂线后形成一次浓缩废气，所述一次浓缩废气的一部分返回循环风空调，另一部分经过所述废气过滤装置以后形成洁净废气，所述洁净废气的一部分经过所述沸石转轮装置的吸附区处理后变成第一净化气，所述洁净废气的另一部分首先经过所述沸石转轮装置的冷却区，然后经过所述沸石转轮装置的脱附区处理后形成二次浓缩废气，所述二次浓缩废气经所述废气焚烧装置处理后变成第二净化气，所述第一净化气和所述第二净化气共同通过所述排气装置排出。

2.根据权利要求1所述的组合式VOCs处理系统，其特征在于，所述废气过滤装置包括依次设置的板式过滤粘、初效过滤袋、中效过滤袋、中高效过滤袋、活性炭过滤器和高效过滤袋。

3.根据权利要求2所述的组合式VOCs处理系统，其特征在于，所述废气焚烧装置为RTO。

4.根据权利要求1所述的组合式VOCs处理系统，其特征在于，进入所述汽车涂装车间喷涂线的循环风比例为70-90%，新风比例为10%-30%；所述一次浓缩废气返回循环风空调的比例为70-90%；所述洁净废气经过所述沸石转轮装置的冷却区及脱附区的比例为10%-20%。

5.根据权利要求4所述的组合式VOCs处理系统，其特征在于，进入所述汽车涂装车间喷涂线的循环风比例为80%，新风比例为20%；所述一次浓缩废气返回循环风空调的比例为80%；所述洁净废气经过所述沸石转轮装置的冷却区及脱附区的比例为20%。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的组合式VOCs处理系统，其特征在于，所述排气装置为排气筒。