目前，国家又在研究和推行涂装行业清洁生产评价指标体系，其对涂装能源消耗和废气排放提出了更高的要求，要求无论是溶剂型还是水性体系，配套的溶剂清漆喷漆废气都必须净化处理。
1 涂装废气处理现状
以传统溶剂型3C2B 整车涂装工艺为例，其工艺流程及主要废气产生工序为：白车身→脱脂→表调→磷化→阴极电泳→电泳烘干（排废气）→打磨钣金→粗密封→底板防护→细密封→PVC 烘干（排废气）→等离子风→电泳擦净→人工喷中涂（内腔）→自动涂装机喷中涂（排废气）→晾干→中涂烘干（排废气）→中涂强冷→中涂打磨→面漆前准备→等离子风→人工喷面漆（内腔）（排废气）→机器人/自动机喷面（排废气）→空气站自动喷金属漆（排废气）→晾干→机器人/自动机喷罩光漆（排废气）→检查补漆→面漆烘干（排废气）→面漆强冷→修饰→检查→装饰→总装。
在整个工艺过程中VOCs 废气主要来源于烘干废气和喷漆室废气。
1）烘干废气处理情况：涂装电泳、涂PVC 胶、中涂、喷面漆各工序均需进行烘干处理，所有烘干均在用天然气加热空气的烘干室中进行。烘干室产生的有机废气采用直接燃烧法进行处理，燃烧温度为800 ~ 850℃，以天然气作为辅助燃料，二甲苯、甲苯等有机物净化效率大于99%。
2）中涂、面漆喷漆室产生的废气处理情况：涂装车间中涂、面漆喷漆室均采用上送风下抽风的文丘里氏喷漆室。喷漆时产生含二甲苯、甲苯、非甲烷总烃等污染物的有机废气和漆雾。漆雾经文丘里水幕法处理，漆雾与含漆雾絮凝剂的水充分接触形成漆渣，净化效率99%以上。经文丘里水幕法处理后，废气中污染物二甲苯、甲苯去除效率约为2%，非甲烷总烃去除效率约为11.8%，处理后废气由收集装置收集后经大烟囱进行高空排放。
涂装烘干废气已通过高温裂解净化后排放，而喷漆废气只是通过高空稀释排放并未得到真正治理，在大气污染压力越来越大及国家环保政策越来越严的情况下，针对喷漆室高空排放的废气也应该采用专用设施彻底净化治理，控制排放。因此，为满足汽车涂装喷漆室废气VOCs 治理的要求，本文通过对废气的预处理+转轮浓缩+燃烧技术进行探讨，为涂装行业喷漆室废气治理提供参考。
2 喷漆室废气VOCs 处理技术路线
涂装喷漆室废气具有风量大、浓度低的特点，例如20 JPH 的涂装线仅清漆喷漆室的废气量（包含流平和晾干）即可达到近 35 万m3/h，其浓度却只有150 mg/m3右，如果采用直接燃烧则能耗很高，而经过浓缩后再进行焚化处理将会大大节约能源。
本文主要探讨沸石转轮吸附浓缩+RCO 低温催化燃烧法的处理方式，如图1 所示，经漆雾处理后，罩光漆（清漆）喷漆室废 气经过滤后和罩光漆流平室废气进入处理装置。
2.1 预处理工序
针对废气中可能含有的颗粒物、水分等，采用高性能过滤器可以有效去除。过滤器采用干式过滤器，通过设计，采用低效、中效和高效滤网多级组合应用，可以去除95%以上的液滴或颗粒，从而保障沸石转轮的效用和使用寿命。
2.2 浓缩工序
沸石转轮是一种蜂窝式微结构，转轮形状，共分为3 个区域，分别为吸附区、脱附区和冷却区；在连续恒速转动中，对VOCs 进行低温吸附-高温脱附-低温冷却的连续再生循环，是实现VOCs 浓缩富集的一种装置。在吸附区，VOCs 废气进入转轮后，首先经过由疏水性沸石负载的多孔蜂窝进行低温吸附，净化后气体直接排放至大气；在脱附区，经过高温空气吹扫（其高温脱附区的热空气源自冷却区的空气经过燃烧系统热交换后，温度到达180 ~ 220 ℃，浓度已能够满足燃烧系统运行要求，可以进行燃烧处理），使转轮吸附的VOCs 脱附出来，该脱附气体的浓度为初始VOCs 废气浓度的5 ~ 20 倍；在冷却区，高温脱附后的转轮在低温空气吹扫下，很快达到正常使用温度，可以继续吸附VOCs。该装置适用于大风量、中低浓度的VOCs 污染物，在VOCs 实现浓缩后，进入后续处理流程。
2.3 燃烧工序
燃烧工序是整套处理系统的核心工序，是VOCs治理的根本工序，在本工序中，VOCs 在直接热力燃烧或催化剂作用下，快速发生化学反应，生成无毒无害的二氧化碳和水。常用的燃烧方式有蓄热式催化燃烧（Regenerative Catalytic Oxidation, RCO）和蓄热式热力燃烧（Regenerative Thermal Oxidation, RTO），并且2 种技术均已成熟，并在国外汽车涂装行业有很多成功应用经验。
RTO 系统的基本工作原理是把VOCs 加热升温至750 ℃以上，在燃烧室内停留0.5 ~ 2.0 s，将废气中的VOCs 直接氧化分解为无毒无害的二氧化碳和水。燃烧产生的热量被蓄热体储存，用于预热新进入的废气，从而节省废气升温所需要的辅助燃料消耗，降低运行成本。RCO 系统的工作流程与RTO 相近，但氧化分解VOCs 的原理完全不同，RCO 通过一种负载贵金属（能够大大降低VOCs 燃烧活化能并提高反应速率的氧化性催化剂），在其表面发生化学反应，将VOCs 氧化分解为无毒无害的二氧化碳和水。2 种技术的工程流程相近，处理效果相近，应用领域相近，本文对比了RCO 和RTC 系统运行的一般性能参数，见表1。
通过对比，可以看出：
1）从安全角度考虑，RCO 处理VOCs 过程中，系统处于300 ~ 500 ℃区间且为无焰燃烧，较RTO 系统的直接热力燃烧，可以降低多种风险，安全性有较大保障。
2）从处理效果角度考虑，RCO 和RTO 均具有非常高的VOCs 处理能力，能够满足国家VOCs 排放目标。但是RTO 系统会产生一定量NOx，导致NOx 排放可能超标，随着国家对NOx 排放日益加严，未来几年后可能需要对VOCs 处理装置转接一脱硝装置，方能满足排放要求。而RCO 系统则不存在此类问题，在300~ 500 ℃的温度和系统压力下，几乎不产生NOx，不会造成二次污染。
3）从投资角度考虑，RCO 和RTO 系统均采用模块化设计布置，RCO 系统占地更少，规模更小，一次性投入也更少，对于不产生效益的VOCs 废气治理来讲，更少的投资意味着更多的效益。
4）从运营和维护角度考虑，RCO 系统在VOCs 浓度大于500 mg/m3 即可实现自运行，不需要消耗辅助燃料，而RTO 系统要实现热循环自运行则至少需要VOCs 浓度大于1 000 mg/m3。
结合以上对比分析结果，本文推荐RCO 技术更适合汽车涂装VOCs 排放治理，更能够满足汽车涂装工艺治理VOCs 排放的需要。
此外，RCO 还具有以下独有的特点：
1）起燃温度低，反应速度快，节省能源。催化燃烧过程中，催化剂起到降低VOCs 分子与氧分子反应活化能，改变反应路径的作用。
2）转化率高，二次污染和温室气体排放量低。采用催化燃烧处理VOCs 废气的转化率通常在95%以上，产物为二氧化碳和 水。由于反应温度低，大大减少NOx 生成。辅助燃料产生的CO2 量在总CO2 中占很大比例，辅助燃料消耗量减少，能明显减少温室气体CO2的排放量。
3）适用范围广。RCO 几乎可以处理所有的烃类废气以及恶臭气体，适合处理的VOCs 浓度较广。对大流量、低浓度、多组分且无回收价值的VOCs 废气，采用RCO 技术是最经济合理的。
综上所述，面对汽车涂装工艺风量大、浓度低、成分复杂等特点，结合公司的投资和运行成本等诸多因素，本文推荐的处理路线为预处理+浓缩转轮+RCO 技术路线。即先通过活性炭纤维/颗粒吸附废气中的水分、灰尘等杂质，再通过沸石转轮提升VOCs 浓度，最后经过催化燃烧反应器处理VOCs，实现排放目标。
3 预期的社会效益、经济效益、环境效益
汽车涂装生产过程中，溶剂型涂料在生产过程中产生的挥发性有机物废气主要是苯、二甲苯、非甲烷总烃等有机溶剂类碳氢化合物。对风量大、浓度低的喷漆室VOCs 废气来说，先采用浓缩转轮吸附后再采用RCO 设施进行处理，净化率大于95%，可以达到国家环保要求，既节能又环保。以20 JPH 的涂装线清漆工序为例，按照某涂装车间全年VOCs 数据均值计算得出其涂装车间喷漆室VOCs 浓度为157.20 mg/m3。需要处理的废气量为324 000 m3/h，净化率为95%，按照产能为两班251 d/a，设备开动率93%，经过计算，通过沸石转轮吸附及蓄热催化氧化焚烧装置处理，可减少VOCs 的排放量为180.72 t/a，为改善周边大气环境作出巨大贡献。
4 结语
1）随着VOCs 治理政策、法规的不断严格，汽车涂装行业VOCs 治理已迫在眉睫。
2）汽车涂装车间喷漆室废气VOCs 排放风量大、浓度低、种类多样，采用“预处理+浓缩转轮+RCO”路线能够实现VOCs 治理目标。
3）采用“预处理+浓缩转轮+RCO”治理汽车涂装车间VOCs 排放，具有安全、高效、投资少、运行成本低和可持续发展的特点，是较为可行的废气治理路线。