排出される汚染物質は主にスプレー塗装時に発生するペイントミストや有機溶剤、乾燥揮発時に発生する有機溶剤です。ペイントミストは主にエアスプレーの溶剤塗装の部分から発生し、その組成は使用される塗料と一致します。有機溶剤は主に塗料の使用過程での溶剤や希釈剤から発生し、そのほとんどは揮発性の排出物であり、主な汚染物質はキシレン、ベンゼン、トルエンなどです。したがって、塗装中に排出される有害な排ガスの主な発生源は、スプレー塗装室、乾燥室、乾燥室です。
1. 自動車生産ラインの排ガス処理方法
1.1 乾燥工程における有機排ガスの処理スキーム
電気泳動室、中塗り乾燥室、表面塗布乾燥室から排出されるガスは高温・高濃度の排ガスに属し、焼却処理に適しています。現在、乾燥工程で一般的に使用されている排ガス処理手段としては、再生熱酸化技術（RTO）、再生触媒燃焼技術（RCO）、TNV回収熱焼却システムなどが挙げられます。
1.1.1 蓄熱型熱酸化技術（RTO）
サーマルオキシダー（Regenerative Thermal Oxidizer、RTO）は、中・低濃度の揮発性有機排ガスを処理するための省エネ環境保護装置です。高容量、低濃度に適しており、100 PPM ～ 20000 PPM の有機排ガス濃度に適しています。有機排ガス濃度が 450 PPM を超える場合、RTO 装置は補助燃料を追加する必要がなく、運用コストが低くなります。浄化率が高く、2床RTOの浄化率は98%以上、3床RTOの浄化率は99%以上に達し、NOXなどの二次汚染がありません。自動制御、簡単な操作。安全性が高いです。
再生熱酸化装置は熱酸化法を採用し、中低濃度の有機性排ガスを処理し、セラミック蓄熱床熱交換器を使用して熱を回収します。セラミック蓄熱床、自動制御弁、燃焼室、制御システムで構成されています。主な特徴は、蓄熱層底部の自動制御弁に吸気主管、排気主管がそれぞれ接続されており、蓄熱層に流入する有機性排ガスを予熱して蓄熱層を蓄熱します。熱を吸収し放出するセラミック蓄熱材を使用。一定温度（760℃）に予熱された有機性排ガスは、燃焼室の燃焼により酸化されて二酸化炭素と水が生成され、浄化されます。典型的な 2 ベッド RTO の主構造は、1 つの燃焼室、2 つのセラミック パッキング ベッド、および 4 つの切り替えバルブで構成されます。装置内の再生セラミック充填床熱交換器は、95% 以上の熱回収を最大化できます。有機廃ガスの処理には燃料がまったくまたはほとんど使用されません。
利点: 高流量かつ低濃度の有機廃ガスを処理する場合、運用コストが非常に低くなります。
欠点: 一回限りの投資が高い、燃焼温度が高い、高濃度の有機排ガスの処理には適さない、可動部品が多い、より多くのメンテナンス作業が必要。
1.1.2 熱触媒燃焼技術 (RCO)
再生触媒燃焼装置 (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) は、中濃度および高濃度 (1000 mg/m3 ～ 10000 mg/m3) の有機排ガス浄化に直接適用されます。RCO 処理技術は、熱回収率に対する高い要求に特に適していますが、製品が異なるため、排ガス組成が頻繁に変化したり、排ガス濃度が大きく変動したりする同じ生産ラインにも適しています。企業の熱エネルギー回収や幹線排ガス処理の乾燥のニーズに特に適しており、エネルギー回収を幹線の乾燥に使用して、省エネの目的を達成できます。
再生接触燃焼処理技術は典型的な気固相反応であり、実際には活性酸素種の深酸化です。接触酸化のプロセスでは、触媒表面の吸着により、触媒表面上の反応物質分子が豊富になります。触媒の活性化エネルギーの低減効果により酸化反応が促進され、酸化反応速度が向上します。特殊な触媒の作用により、低い開始温度（250～300℃）で有機物が酸化燃焼することなく生成し、二酸化炭素と水に分解され、多量の熱エネルギーを放出します。
RCO装置は主に、炉本体、触媒蓄熱体、燃焼システム、自動制御システム、自動バルブ、その他いくつかのシステムで構成されています。工業的な生産プロセスでは、排出された有機排ガスは誘引通風機を通って装置の回転弁に入り、回転弁を通じて入口ガスと出口ガスが完全に分離されます。ガスの熱エネルギーの貯蔵と熱交換は、触媒層の触媒酸化によって設定される温度にほぼ達します。排気ガスは加熱領域（電気加熱または天然ガス加熱のいずれか）を通じて加熱され続け、設定温度に維持されます。それは触媒層に入り、触媒酸化反応を完了させます。つまり、反応により二酸化炭素と水が生成され、大量の熱エネルギーが放出されて、目的の処理効果が達成されます。酸化により触媒されたガスはセラミック材料層２に入り、熱エネルギーはロータリーバルブを通って大気中に放出される。浄化後の排気温度は、排ガス処理前の温度よりわずかに高くなるだけです。システムは連続的に動作し、自動的に切り替わります。回転バルブの働きにより、すべてのセラミック充填層が加熱、冷却、浄化のサイクルステップを完了し、熱エネルギーを回収できます。
利点: シンプルなプロセスフロー、コンパクトな装置、信頼性の高い動作。高い精製効率（一般に 98% 以上）。低い燃焼温度。使い捨て投資が少なく、運用コストが低く、熱回収効率は通常 85% 以上に達します。全プロセスで廃水が発生せず、浄化プロセスではNOX二次汚染が発生しません。RCO精製装置は乾燥室で使用でき、精製されたガスは乾燥室で直接再利用でき、省エネと排出削減の目的を達成できます。
短所：触媒燃焼装置は、低沸点有機成分と低灰分を含む有機排ガスの処理にのみ適しており、油煙などの粘着性物質の排ガス処理には適しておらず、触媒が被毒する必要があります。有機廃ガスの濃度は20%未満です。
1.1.3TNV リサイクル型加熱焼却システム
リサイクル型熱焼却システム（ドイツのThermische Nachverbrennung TNV）は、ガスまたは燃料を直接燃焼させ、有機溶剤を含む廃ガスを加熱し、高温の作用下で有機溶剤分子を酸化分解して二酸化炭素と水、高温排ガスを生成するシステムです。多段熱伝達装置のサポートにより、空気または熱水が必要な生産プロセスを加熱し、有機排ガスの熱エネルギーを完全にリサイクルして酸化分解し、システム全体のエネルギー消費を削減します。したがって、TNV システムは、生産プロセスで多量の熱エネルギーが必要な場合に、有機溶剤を含む排ガスを処理する効率的かつ理想的な方法です。新しい電着塗料塗料生産ラインには、TNV回収熱焼却システムが一般的に採用されています。
TNV システムは、排ガス予熱および焼却システム、循環空気加熱システム、外気熱交換システムの 3 つの部分で構成されます。このシステムの排ガス焼却集中加熱装置は、炉体、燃焼室、熱交換器、バーナー、主煙道調整弁で構成される TNV の核心部分です。その作業プロセスは次のとおりです。高圧ヘッドファンを使用して、有機性排ガスを乾燥室から排出し、排ガス焼却後、中央加熱装置内蔵の熱交換器を予熱し、燃焼室に送り、バーナー加熱を経て高温にします（約750℃）で有機排ガスを酸化分解し、有機排ガスを二酸化炭素と水に分解します。発生した高温の排ガスは、炉内の熱交換器および排ガス主管を通って排出されます。排出された排ガスは乾燥室の循環空気を加熱し、乾燥室に必要な熱エネルギーを提供します。システムの最後には外気伝熱装置が設置され、システムの廃熱を回収して最終回収します。乾燥室で補充された新鮮な空気は排ガスで加熱されて乾燥室に送られます。また、メイン排ガスパイプラインには電気調整弁も設置されており、装置出口の排ガス温度を調整するために使用されており、最終的に排出される排ガス温度を約160℃に制御することができます。
排ガス焼却セントラルヒーティング装置の特徴は次のとおりです。燃焼室内の有機排ガスの滞留時間は1〜2秒です。有機廃ガスの分解率は99%以上です。熱回収率は76%に達します。バーナー出力の調整率は26∶1、最大40∶1に達します。
短所：低濃度の有機廃ガスを処理する場合、運転コストが高くなります。チューブ状熱交換器は連続運転のみで使用できるため、長寿命です。
1.2 スプレー塗装室および乾燥室における有機性排ガスの処理スキーム
スプレー塗装室、乾燥室から排出されるガスは低濃度、大流量の常温排ガスであり、汚染物質の主成分は芳香族炭化水素、アルコールエーテル、エステル系有機溶剤です。現在、外国のより成熟した方法は、有機排ガスの総量を削減するための最初の有機排ガス濃縮と、低濃度の室温スプレーペイント排気吸着のための最初の吸着方法（吸着剤として活性炭またはゼオライト）を使用することです。高温ガスストリッピング、触媒燃焼または再生熱燃焼法を使用した濃縮排ガス。
1.2.1 活性炭吸着・脱離・浄化装置
吸着剤としてハニカム活性炭を使用し、吸着浄化、脱着再生、VOCの濃縮と触媒燃焼の原理を組み合わせ、ハニカム活性炭吸着による大風量、低濃度の有機排ガスを実現し、空気浄化の目的を達成します。活性炭が飽和状態になった後、熱風を用いて活性炭を再生すると、脱離した濃縮有機物は触媒燃焼床に送られ、触媒燃焼が行われ、有機物は無害な二酸化炭素と水に酸化され、燃焼した高温の排ガスにより活性炭が加熱されます。熱交換器を通る冷気、熱交換後の冷却ガスの一部排出、ハニカム活性炭の脱着再生用部品、廃熱利用と省エネルギーの目的を達成します。装置全体は、プレフィルター、吸着床、燃焼触媒床、難燃剤、関連ファン、バルブなどで構成されています。
活性炭吸着脱着浄化装置は、吸着と触媒燃焼の2つの基本原理に従って設計されており、二重ガス経路の連続作業、触媒燃焼室、2つの吸着床を交互に使用します。まず活性炭を吸着させた有機廃ガスが急速に飽和すると吸着が停止し、次に熱風を利用して活性炭から有機物を除去し、活性炭を再生します。有機物は濃縮され（元の濃度の数十倍）、触媒燃焼室に送られ、接触燃焼して二酸化炭素と水蒸気が排出されます。有機排ガスの濃度が 2000 PPm 以上に達すると、有機排ガスは外部から加熱することなく触媒床内で自然燃焼を維持できます。燃焼排ガスの一部は大気中に排出され、大部分は吸着床に送られて活性炭が再生されます。これにより、必要な熱エネルギーの燃焼と吸収を満たし、省エネの目的を達成できます。再生は次の吸着に入ることができます。脱着では、精製操作を別の吸着床で実行でき、連続操作と断続操作の両方に適しています。
技術的性能と特徴：安定した性能、シンプルな構造、安全で信頼性の高い、省エネと省力、二次汚染なし。この装置は狭い面積をカバーし、軽量です。大量の使用に非常に適しています。有機排ガスを吸着する活性炭床は、接触燃焼後の排ガスをストリッピング再生に利用し、ストリッピングガスは触媒燃焼室に送られて浄化され、外部エネルギーを必要とせず、省エネルギー効果が大きい。欠点は、活性炭が不足しており、運用コストが高いことです。
1.2.2 ゼオライトトランスファーホイール吸着・脱着精製装置
ゼオライトの主成分は、シリコン、アルミニウムであり、吸着能力があり、吸着剤として使用できます。ゼオライトランナーは、ゼオライト特有の開口部の有機汚染物質の吸着・脱着能力を利用し、低濃度から高濃度のVOC排ガスを排出し、後段の最終処理装置の運転コストを削減します。その装置特性は、さまざまな有機成分を含む大流量、低濃度の処理に適しています。デメリットは初期投資が高額なことです。
ゼオライトランナー吸着精製装置は、連続的に吸着・脱離動作が可能なガス精製装置です。ゼオライトホイールの両側は特殊なシール装置により吸着エリア、脱着（再生）エリア、冷却エリアの3つのエリアに分割されています。システムの動作プロセスは次のとおりです。ゼオライト回転ホイールは低速で連続回転し、吸着領域、脱着 (再生) 領域、冷却領域を循環します。低濃度・強風量の排ガスがランナーの吸着領域を連続的に通過すると、排ガス中のVOCは回転ホイールのゼオライトに吸着され、吸着・浄化後に直接排出されます。ホイールに吸着された有機溶剤は、ホイールの回転に伴って脱着（再生）ゾーンに送られ、その後、少量の風量で熱風を連続的に脱着エリアに送り込み、ホイールに吸着したVOCを脱着ゾーンで再生します。 VOC排ガスは熱風とともに排出されます。冷却エリアへの冷却ホイールは再吸着が可能で、回転ホイールが常に回転することで、吸着、脱着、冷却サイクルが行われ、排ガス処理の継続的かつ安定した運転が保証されます。
ゼオライトランナー装置は本質的には濃縮装置であり、有機溶剤を含む排ガスはそのまま排出できるクリーンエアと、高濃度有機溶剤を含むリサイクルエアの２つに分けられます。直接排出でき、塗装された空調換気システムでリサイクルできるきれいな空気。高濃度のVOCガスはシステムに入る前のVOC濃度の約10倍です。濃縮されたガスは、TNV 回収熱焼却システム (またはその他の装置) による高温焼却によって処理されます。焼却により発生する熱は、それぞれ乾燥室の暖房とゼオライト剥離暖房として利用され、その熱エネルギーを最大限に活用して省エネ、排出削減効果を発揮します。
技術的性能と特徴: シンプルな構造、簡単なメンテナンス、長い耐用年数。高い吸収およびストリッピング効率、元の高風量および低濃度VOC排ガスを低風量および高濃度排ガスに変換し、バックエンド最終処理装置のコストを削減します。圧力損失が非常に低く、電力エネルギー消費を大幅に削減できます。システム全体の準備とモジュラー設計を最小限のスペース要件で実現し、連続的かつ無人制御モードを提供します。国の排出基準に達することができます。吸着剤には不燃性のゼオライトを使用しており、より安全にご使用いただけます。欠点は、一度限りの投資でコストがかかることです。
投稿時刻: 2023 年 1 月 3 日
