隨著經濟快速發展，應用噴漆工（gōng）藝的化工、汽（qì）車、機械、電子產品、船舶（bó）等行業也隨之不斷壯大。噴塗過程中（zhōng）排放的有機廢氣對周圍環境甚至（zhì）人類健康（kāng）帶來危害，噴漆廢氣主要以三苯為主，有些還兼具酯類、醚類（lèi）、酮類等組分。這些揮發（fā）性有機物輕則使人頭痛惡心，重則抽（chōu）搐昏迷，傷害人（rén）體免疫係統。為有效（xiào）解決這些（xiē）問（wèn）題，國家及部分省市（shì）已頒布一係列（liè）法律法規和大氣環（huán）境保護標準（zhǔn）限製和治理廢氣產生的危害。

一、慨述

  催化燃燒是典型的氣—固相催化反應，它在催化劑（jì）的作用下（xià）降低反應的活化能（néng），使其在較低的起燃溫度250～350℃下（xià）進行無焰燃燒，在固體催化劑表麵有機物質發生氧化，同時產生CO2 和H2O，並放出大（dà）量的熱量，因其氧化反應溫度低（dī），所以大（dà）大地抑（yì）製了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由於催化劑有選擇性催化作用，有可能限製燃料中含（hán）氮化合物的氧化（huà）過程（chéng），使其多（duō）數形成分（fèn）子氮。

二、催化噴漆廢氣的成分及危害

  在噴漆塗裝過程中高壓空氣（qì）噴射的（de）油漆絕大（dà）部分停留在工件上（shàng），其他未到達噴（pēn）塗表麵的噴（pēn）霧微（wēi）粒與溶（róng）解噴漆微粒的水珠懸浮在空氣中，以及噴塗過程中產生的揮發性有機化合物形（xíng）成噴漆廢氣（qì）汙染環境。由於不同油漆塗料所用溶劑不同，因而在噴塗過程中產生的廢氣組分也不同。以汽車噴（pēn）塗為例檢測標準，不同油漆以及采用不同（tóng）工藝生產的塗料其VOCs 成分及比例也大不相同。[1]某規模較大汽車塗料企業中（zhōng）發現（xiàn）VOCs 主（zhǔ）要成分為乙酸仲丁酯（zhǐ）、甲基異丁酮、甲苯、乙酸丁酯、乙苯和二甲苯，且二甲苯和乙酸丁酯所占比例接近50%。某工業園有關塗料的眾多企業時檢（jiǎn）測出苯、甲苯、二甲苯和正乙烷為VOCs主要成分（fèn）。研究塗裝排放VOCs 特征譜後得出其主要VOCs 依次為（wéi）乙酸乙酯、乙苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯和乙酸丁酯（zhǐ）等。噴漆廢氣對人類危害不容忽視，散發在空氣中的漆（qī）霧經呼吸道吸入後會引發急慢性中毒，損害人（rén）體的神經和造血係統。吸入高濃度的苯、甲苯、乙酸乙酯等廢氣短時間內會抑製人（rén）的記憶力、注意（yì）力和感覺運動速度（dù），長時間接觸會對肝髒造成毒性反應，甚至對（duì）中樞神經造成破壞（huài）。

三、噴漆廢（fèi）氣處理技術

  噴塗廢氣不僅含有揮發（fā）性有機物，還包含噴塗過程中懸浮在空氣中的漆霧，漆霧（wù）會影響後續有機廢氣（qì）處理，所以噴漆廢氣淨化前需要去除其中的漆霧，以便對其中揮發性（xìng）有機物淨化治理。

  1、濕式淨化法。濕式淨化法是依據相似相溶原理，通過溶劑吸收噴（pēn）漆廢氣中的漆霧，常用的處理法。

  （1）水簾式淨（jìng）化法。水簾式淨化法是經過水泵循環（huán）噴淋產（chǎn）生流動的簾狀水層，水幕捕集飛散的漆霧（wù），一般大型水簾式噴（pēn）漆室將水簾斜坡放置在室底，通過專用循環水泵調節水簾（lián）形狀，當噴漆氣流通（tōng）過水簾時，漆霧被附著（zhe）留下。工業上常見的水簾（lián）式噴漆（qī）室設備（bèi）主要由噴漆室室體、漆霧淨化器、水氣分離器、水過濾器、水（shuǐ）循環管、照明裝置、風機（jī）、水泵及電器（qì）控製係（xì）統等部分組成。水簾式淨化法可有效降低噴漆廢氣中漆霧的排放量，操作（zuò）方便，結構簡單。但水幕淨化產生含有漆霧的廢水，需廢（fèi）水處理（lǐ）防止二（èr）次汙（wū）染；對於大型水簾噴漆室，大麵積水簾會增（zēng）大室內空氣濕度（dù），影響工（gōng）人工作環境和塗層質量。

  （2）無泵水幕式淨化法（fǎ）。無泵水幕式淨化法是利用空氣（qì）誘導提水形成水幕，當噴漆廢氣（qì）與水（shuǐ）幕碰撞後，水幕截留霧狀微粒及（jí）其攜帶油漆的水珠；然後廢氣穿過水簾進（jìn）入氣（qì）水攪拌通道，在通道中與水混合；進入集氣箱後由於氣速降低發生氣（qì）液分離，淨化後的氣體排放到大氣中，被分（fèn）離的水在集氣箱中匯集流向溢水槽，再通過泛水板形成水幕（mù），循環重複（fù）淨化噴漆廢氣，相對於水簾（lián）式（shì）淨化法，無泵式淨化法去除（chú）了水泵設備，優化了淨化流程，節約成本和占地麵積，同（tóng）時克服了漆霧黏附管道內壁（bì）導致水泵阻塞的現（xiàn）象。

  2、幹式淨化法。幹式淨化法是將噴漆廢氣進入過濾器，利用（yòng）濾（lǜ）層阻（zǔ）留噴漆廢氣中的漆霧和顆粒物，常用玻璃纖維棉、爐渣等作為濾料。過濾法可以（yǐ）去除大部（bù）分漆霧，並對其中的揮發性有機物進行少量吸附。該方法無二次汙（wū）染，不產生廢水；缺點是（shì）過濾不夠徹底，對設備汙染嚴重，易堵塞。從（cóng）表5 可以看出，相對於（yú）濕式淨化法，幹式淨化法（fǎ）在性能上不夠穩定，但由於美國等已（yǐ）將濕式淨化排放的（de）含塗料廢水視（shì）為危險廢棄物，企業開（kāi）始（shǐ）放棄濕（shī）式淨化法，轉而使（shǐ）用沒有廢水排（pái）出的幹式（shì）淨化法。

三、有（yǒu）機廢氣的淨化處（chù）理

  經去除漆霧處理後的噴塗廢氣主要含有揮發性有機物，其處理技術包括傳統淨化技術（shù）、新型（xíng）淨化技術（shù）和複合型淨化技術。燃燒法是將噴（pēn）漆廢氣中的有機物燃燒氧化，轉換（huàn）成CO2 和H2O 無害物質（zhì）達到廢氣淨化目的。燃燒法可分為直接燃燒法、熱力（lì）燃燒法、催化燃燒法、蓄熱燃燒法等類型。

  1、直接燃燒法。高濃度可燃有機廢氣宜采用直接燃燒法。直接燃燒法需要足夠高溫度（dù），並保證燃燒空間內擁有足夠氧（yǎng）氣。若氧氣量不足則燃燒不完全（quán）；若氧（yǎng）氣量過多，會使可燃物濃度不在著火界限範圍內導致不完（wán）全燃燒。為防止氣體爆炸，一般在鍋爐（lú）或敞（chǎng）開的燃燒（shāo）器中燃燒廢（fèi）氣，燃燒溫度大（dà）於1100℃；但當燃燒不（bú）完全時，會導致一（yī）些汙染物和煙塵排放到大氣中，同時（shí）燃燒（shāo）的熱能無（wú）法回收，造成（chéng）燃料能量損失。

  2、熱力燃燒法。低濃度可燃有（yǒu）機廢氣可采用（yòng）熱力燃燒法處理。濃度低可燃（rán）性物質導（dǎo）致在燃燒過程（chéng）中不足以釋放支持整個（gè）燃燒過程所（suǒ）需的（de）能量，因此（cǐ）需（xū）加輔（fǔ）助燃料作為助燃氣體，通過燃燒助（zhù）燃氣體提高熱量，使廢（fèi）氣達到反應溫度並充分（fèn）燃燒，熱力燃燒法溫度一般在500～900℃範圍內，低於直（zhí）接燃燒法溫度。

  3、催化燃燒法。催化燃燒（shāo）法被視為處（chù）理VOCs 的一種高效技（jì）術，在催化劑作用下VOCs 可在較低溫度下（通常為200～400℃）氧化生成無汙（wū）染（rǎn）的CO2 和（hé）H2O。催化（huà）燃燒法無二次汙染，工藝操（cāo）作簡（jiǎn）單，安全（quán）性高，起燃溫度低；但（dàn）催化劑（jì）性能優劣決定VOCs 淨化（huà）效果，因此（cǐ），高性能催化劑選擇和研究開發（fā）是高效新型催化燃燒法，處理高濃度、小風量有機廢氣可采（cǎi）用催化燃燒法，但（dàn）噴漆廢氣風量大、VOCs 濃度一般低於300mg/m3，不（bú）太（tài）適合處理噴漆（qī）廢氣。

  4、蓄熱燃燒法。當有機廢氣濃度不高時（shí），常規的（de）熱力燃燒和催化燃燒（shāo）不足以維持（chí）自燃，需要額外補充（chōng）大量熱能，因此宜采用蓄熱燃（rán）燒。目前應用（yòng）的蓄熱（rè）燃燒器分兩種：蓄熱式熱力燃燒反應器（RTO）和蓄熱式催化燃燒（shāo）反應器（qì）（RCO）。對於RTO 裝置，一般由蓄熱式換（huàn）熱器、熱力燃燒室和切換（huàn）閥門（mén）組成，常見的基本形式有二室、三室（shì）和（hé）多室RTO。二室RTO在進行閥門切換過（guò）程中（zhōng）會發生管道殘留有機廢氣同淨化後的廢氣一同排放問題，導（dǎo）致在淨化周期（qī）內有一半以上時（shí）間內無法實（shí）現達標排放，淨（jìng）化效（xiào）率低於80%；三室RTO 在（zài）二室RTO 的基礎上增加了衝洗室，解決了廢氣未處理就排出問題，但閥門過（guò）多很（hěn）難實現同步切換，使（shǐ）未處理廢氣同淨化氣體混合，無法實現（xiàn）達標排放；對於多室RTO 亦是如此（cǐ）。RCO 裝置一（yī）般由蓄熱催化爐和旋轉換向閥組成，蓄熱（rè）催化爐內分隔成（chéng）多個蓄熱催化室，有機廢氣通過旋轉換向閥的進氣口進入蓄熱催化室（shì）中加熱，待氣體溫度達到200～500℃後通（tōng）過另一個蓄熱（rè）催化室，在（zài）催化（huà）劑（jì）作用下得到淨化並釋（shì）放熱量，淨化後的高溫氣體被（bèi）蓄熱體吸收能量並降低溫度，最後（hòu）通過旋轉換向（xiàng）閥的排氣口排出，蓄（xù）熱燃燒技術（shù）優勢在於淨化效率高、無二次汙染，同時實現（xiàn）能量回收（shōu），節（jiē）約燃（rán）料，具有良（liáng）好應用（yòng）前景。

  選擇合適工藝治理（lǐ）噴漆廢氣汙染很有必要，幹式淨化漆霧過濾效率較低，應用範圍較窄；濕式淨化前期設備投資較（jiào）高，但性能穩（wěn）定、淨化效率高、運行成本較低，大部分企業選（xuǎn）用該方法。 隨著科技不（bú）斷（duàn）進步和實驗研究的不斷深入，噴漆廢氣治理由單一淨（jìng）化工藝向多種工藝結合的方向（xiàng）發展，在發揮（huī）不同工藝優勢的同時，也規避單一工藝的不足，最大程度提高噴漆廢氣的處（chù）理效（xiào）率（lǜ）。