活性炭吸附 ＋ＲＴＯ 燃烧工艺在矿用设备 喷漆生产线的应用

１　 矿用设备喷漆生产线项目概况

矿用设备喷漆生产线主要用于液压支架底座、顶梁、掩护梁、连杆、侧护板、推杆、片帮、前梁、立柱、千斤顶等外表面的喷漆、烘干。 喷漆生产工艺流程

为工件运入→预热→底漆喷涂→底漆流平→底漆烘干→平移车→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干→强冷→下件。

１． １　 喷漆生产线概况

矿用设备喷漆生产线整体为箱式结构，设置有能够自动开合的进料门系统，中间设置隔离门系统，末端设置出料门系统，形成整套流水作业。 工件使用平板车运入，经预热室预热，进入底漆室喷底漆，后进入流平室流平，再通过烘干室烘干，经摆渡车运输至面漆室喷漆，再经流平室流平，烘干室烘干，强风冷却后输出成品。 喷漆室废气采用活性炭吸附浓缩 ＋ ＲＴＯ 终处理的方式，为在线脱附方式，２ 台喷漆室合用一套活性炭吸附催化净化装置，同时考虑底漆

、面漆单线运行的需求，烘干产生的有机废气通过废气引风机将废气引到喷漆室废气中，经活性炭吸附浓缩 ＋ ＲＴＯ 装置焚烧处理后高空排放。 燃气燃烧机采用低氮燃烧机，氮氧化物 ＮＯｘ＜ ５０ ｍｇ ／ ｍ３。

１． ２　 涂料类别

原漆主要由非挥发的固体分和有机溶剂等组成，涂料在喷涂前需要加入稀释剂进行调制。 水性涂料的稀释剂主要为水，溶剂型涂料稀释剂主要为可挥发性有机化合物。 涂料成分见表 １。

２　活性炭吸附 ＋ ＲＴＯ 焚烧工艺

矿用设备喷漆生产线废气采用“活性炭吸附 ＋ＲＴＯ 燃烧装置”处理。 生产线喷漆废气通过废气风机送入干式过滤装置，干式过滤装置内置初效 Ｇ４、

Ｆ５ 二级过滤，去除废气中未处理干净的少量漆雾（去油漆漆雾），达到进活性炭吸附床的固体颗粒物洁净要求。 干式过滤装置出口气体通入放置有蜂窝

状活性炭的活性炭吸附床，与蜂窝状活性炭充分接触，利用活性炭对有机物质的强吸附性将气体净化，处理后的气体达标排放。 吸附床经过一段时间的运

行后会达到吸附饱和，与此同时，自动开启脱附再生系统，对活性炭进行脱附再生，脱附出来的气体通过ＲＴＯ 氧化分解生成二氧化碳、水和部分的热量等无害气体。

２． １　活性炭吸附 ＋ ＲＴＯ 焚烧工艺流程

主要包括有机废气吸附流程、活性炭脱附流程、电气控制系统 ３ 部分。

２． １． １　 ＲＣＯｓ 废气吸附流程

待处理的有机废气由风管引出后进入过滤器，颗粒物及杂质被过滤材料拦截，再进入活性炭吸附床，气体中的有机物质被活性炭吸附而附着在活性炭的表面

，从而使气体得以净化，净化后的气体再通过风机排向高空，排放烟囱高度原则不低于 １５ ｍ，具体高度由经批复的环境影响评价文件确定。

２． １． ２　 活性炭脱附流程

当吸附床活性炭吸附饱和后，脱附气体首先经过 ＲＴＯ 装置，在燃烧机加热的作用下，使气体温度加热到 ８００ ℃ 左右，使有机物质氧化分解为 ＣＯ２

和Ｈ２Ｏ，同时放出大量的热量，一部分进入吸附床对活性炭进行脱附再生，另一部分直接排放。

２． １． ３　 电气控制系统

控制系统对风机、加热器、温度、阀门进行控制，当系统温度达到预定的氧化温度时，系统自动停止燃烧器的加热，当温度不够时，系统又重新启动燃烧器

，使氧化燃烧温度维持在一个适当的范围，此外，系统中还有阻火器，可有效地防止火焰回串，确保系统安全。

２． ２　 活性炭吸附 ＋ ＲＴＯ 焚烧装置设备选型

２． ２． １　 过滤装置

废气中含有一定量的漆雾，为了防止漆雾进入到活性炭吸附净化装置，影响吸附效果，过滤材料采用合成纤维无纺布和铝复合物制成褶皱状，具有通风量大

、阻力小、容尘量大的特点。

２． ２． ２　 活性炭吸附装置

吸附箱采用碳钢制作，外涂油漆，内部装有一定量的活性炭，并设置高温检测装置，当含有机物的废气经风机的作用经过活性炭吸附层（整齐堆放），有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部，洁净气体排出；经过一段时间活性炭吸附饱和时，停止吸附。 活性炭吸附技术参数见表 ２。

２． ２． ３　 ＲＴＯ 燃烧装置

ＲＴＯ 燃烧装置包括主体室、陶瓷蓄热体、风向切换阀、风压检测装置及燃烧器。 ＲＴＯ 燃烧装置技术参数见表 ３。

主室体：

外板为 ６ ｍｍ 钢板，外设加强筋，壳体无缝焊接；主室体内衬防火材料内设蓄热陶瓷体和格栅等；整体装置外表面温度不超过室温 １５ ℃。ＲＴＯ 陶瓷蓄热体：

每个蓄热室装有一定量陶瓷蓄热体，且每个蓄热室的侧面安装有温度传感器，用来检测废气进口和陶瓷换热后废气温度的情况，同时在主体设备的进出管路上安装有压力传感器，以监测填料的阻力变化，并在阻力超高时提供安全报警，进出管路的压力是启动燃烧程序的条件。

风向切换阀：

由于风向快速切换阀性能的好坏对 ＲＴＯ 设备的运行非常关键，因此系统中风向切换阀要求，切换阀精度高，泄漏量小（≤１％ ），寿命长（可达 １００ 

万次），启闭迅速（１ ｓ）。风阀气动执行器设有限位开关，显示阀门的位置并反馈信号。 为确保风阀工作稳定，配备有储气罐稳压。

风压检测装置：ＲＴＯ 装置的主进风管上配备风压检测装置，确保主风管的微负压，避免废气外溢；炉膛按照压力检测装置，防止炉膛超压危险。

燃烧器：

主件为机体、马达、叶轮、电磁阀、风门控制器、旋流板、火焰监测器、火焰筒、自动点火变压器、程序控制器；使用燃料天然气（热值 ８ ０００ ｋｃａｌ／ ｈ，表压 １０ ～ ３０ ｋＰａ）。

２． ２． ４　 控制系统

系统控制面板采用触摸屏，可显示设备运行主要参数及设备的运行状态，出现异常情况可报警及自动停机，具有启动、运行、停机等功能。 设备可采用自动

、手动 ２ 种控制方式，自动控制具有自动启动、运行、停机及连锁功能；手动控制用于装置调试及维修。催化脱附再生装置具备温度过热保护，若系统处自动运行状态，不会因停电造成系统退出运行，但可根据工艺条件退出运行。设备具有自动和手动两种操作方式。 当采取自动工作方式时，设备自动运行；

当采用手动工作方式时，可根据需要随意启闭任一密闭阀。 可根据工况条件而改变吸附、再生周期及排气时间程序。 设备带有触摸屏显示器，具有显示废气温度、故障报警等功能。

３　 应用效果

该生产线自使用以来，运行稳定。 根据 ２０２１ 年２ 次废气监测结果，颗粒物平均为 ６． ２ ｍｇ ／ ｍ３，氮氧化物 及 二 氧 化 硫 均 未 检 出， 非 甲 烷 总 烃 平 均 为３． ４４ ｍｇ ／ ｍ３，二甲苯平均为 ０． ０７６ ９ ｍｇ ／ ｍ３。 废气排放达到国家及陕西省排放标准；喷漆废气采用干式过滤装置去除漆雾，再与流平和烘干废气一并经活性炭吸附浓缩 ＋ ＲＴＯ 燃烧装置处理，挥发性有机物去除效率高，可确保达标排放。

４　 结论

（１）喷漆生产工艺流程为工件运入→预热→底漆喷涂→底漆流平→底漆烘干→平移车→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干→强冷→下件。

（２）矿用设备喷漆室废气采用活性炭吸附浓缩＋ ＲＴＯ 终处理的方式，生产线喷漆废气进入干式过滤装置，去除漆雾，干式过滤装置出口气体通入活性

炭吸附床净化达标排放。 吸附床吸附饱和后自动开启脱附再生系统， 对活性炭进行脱附再生， 通过ＲＴＯ 氧化分解生成二氧化碳、水和部分的热量等害气体。

（３）活性炭吸附 ＋ ＲＴＯ 燃烧工艺在矿用设备喷漆生产线的应用具有运行稳定性好、处理效率高的特点，挥发性有机物处理效果好，可满足清洁生产要

求，在挥发性有机物废气治理方面具有借鉴意义。