4S店VOCs废气治理方式探讨

摘要：调查收集汽车4S店VOCs废气治理情况，汽车4S店喷漆房废气量及VOCs浓度大小的相关参数，结合目前市场上VOCs的相关治理技术，从技术稳定性、投资建设成本、运营成本以及操作难易程度上进行对比分析，比选出技术稳定、建设以及运营成本低、操作简单的技术进行推广，从而使汽车4S店VOCs废气治理达标、规范。

1VOCs的定义及危害

挥发性有机物（简称VOCs）是指在正常状态下（20℃,101.3kPa）蒸汽压在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸点在260℃（500°F）以下的有机化学物质。这类物质因其分子量小、沸点低、易挥发，一般以气态的形式存在，主要包括脂肪族、芳香族碳氢化合物、卤代烃、醛、酮、醇等。同时，这类物质也是大气臭氧和二次有机气溶胶污染的关键前提物。

VOCs的主要危害有：室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。

24S店喷漆房的主流形式

4S店喷漆房主要分为：横流式烤漆房、侧面下冲式烤漆房、全下冲式烤漆房。

横流式烤漆房：气流从房的一端流向另一端。此种机型成本低，易安装。缺点是雾状物沿着车身侧面移动，且雾气不能从操作者的面部周围除去，工作环境不尽人意。室内烤漆温度不平衡。影响质量。

侧面下冲式烤漆房：空气通过天棚的过滤装置进入烤漆房，由房的侧面墙根排出。这是中档价格的烤漆房。由于雾状物远离车身，且能从操作者的周围除去雾气，因而喷漆效果和工作环境均较理想。

全下冲式烤漆房体现了当今最先进的技术。空气从天棚进入，通过地坑或地下室排放到外面。

目前4S店主要采取侧面下冲式烤漆房和全下冲式烤漆房两种形式。

3店喷烤漆房风量及VOCs的浓度估算

根据统计，汽车4S店喷烤漆房的内部空间在70m3～75m3，换气次数在220次/h～320次/h之间，则喷烤漆房废气量在15000m3～25000m3之间，本次计算按照20000m3计算。4S店油漆/色漆量使用量一般在2～5kg/d。

油漆用量存在较大的波动，特别是在喷整车漆的时候，油漆用量更大，这也直接造成喷漆废气中污染物浓度波动值较大。在实际喷漆过程中，由于喷漆工操作原因，油漆用量可能更大，需要喷漆车辆较多时，喷漆+烤漆时间也可能被压缩。

根据用漆量、漆成分以及喷漆特性，VOCs平均含量为20%，油漆使用量一般在0.2～3.2L/次，烘干工段二甲苯产生量为20.0～436.8mg/m3，TVOC产生量为39.9～873.6mg/m3。

由此可见，污染物浓度波动范围大，且属于间歇性排放。

4现有治理技术

根据调查统计，目前汽车4S店喷烤漆废气基本都采用的活性炭吸附法。活性炭吸附容量有限，需要在运行管理中严格按照要求或者使用频率进行更换、解吸附，以保证活性炭对废气的处理效果，但因管理和监管的实际困难，采用活性炭吸附法处理废气的店大多没严格按照要求进行活性炭的更换或者解吸附，因此后期处理效果并不理想。

5其他处理技术

末端治理技术分两两大块：回收利用技术、销毁技术以及这两种技术的组合工艺形式。回收利用技术包含：冷凝法、吸收（洗涤）法、吸附法、膜分离法；销毁技术包含：燃烧法、催化燃烧法、生物降解法、光催化降解法、等离子体技术。其中膜分离技术、光催化降解法以及等离子体技术为近几年兴起的新技术。

光催化降解法：光催化降解VOCs有两种形式:一种是一定波长的光直接照射使VOCs分解；另一种是催化剂存在下，光照VOCs使之分解。田中启一和三口伸一郎等利用紫外光分解VOCs作了研究，有机氯化物和氟氯烃在波长185nm的紫外光照射下，两种物质都能在极短的时间内分解，卤代物的分解速度大于氟氯烃；三氯乙烯几秒钟内即能分解成氧气、氯气、氟气等。光分解可产生中间产物，可通过氢氧化钠溶液处理或延长滞留时间等手段最终去除。光催化剂的基本原理就是在一定波长照射下，光催化剂使H2O生成(-H)，然后-OH将(VO)氧化成二氧化碳、水。由于其相中具有较高的分子扩散和质量传递速率及较易进行的链反应，光催化剂对气相化学污染物的活性比水溶液中高得多。

低温等离子体催化技术：采用等离子体技术分解VOCs污染物时，等离子体中的高能电子起决定性的作用。数万度的高能电子与气体分子（原子）发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子（原子）的内能，发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态。电子能量较低（<10eV）时，产生活性自由基，活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时，分子键断裂，污染物分解。

用等离子体联合催化剂处理挥发性有机化合物，降解率比较高，一般都能达到90%以上。

6不同治理技术的相关参数

6.1催化氧化法，废气量1000m3/h～100000m3/h，浓度范围2000mg/m3～8000mg/m3，适宜温度范围≥0℃，适合处理喷涂、化工等行业中高浓度有机废气的治理，废气中无催化剂中毒物质，单位处理能力投资8～10万元/1000m3，处理单位气体运行费用0.4~1元/1000m3。

6.2吸附-蒸汽脱附-回收，废气量10000m3/h～150000m3/h，浓度范围1000mg/m3～662500mg/m3，适宜温度范围0℃～45℃，适合处理印刷、化工等行业，中等浓度，废气成分较为单一废气。单位处理能力投资0.5～4.2万元/1000m3，处理单位气体运行费用4~8元/1000m3。

6.3低温等离子法：废气量1000m3/h～60000m3/h，浓度范围<2000mg/m3，适宜温度范围<80℃，适合处理大风量低浓度有机废气的治理，对油漆雾废气处理更适用。单位处理能力投资1.5～3万元/1000m3，处理单位气体运行费用0.8～1.4元/1000m3。

6.4光催化降解法：废气量1000m3/h～60000m3/h，浓度范围<1000mg/m3，适宜温度范围<80℃，适合处理大风量低浓度有机废气的治理，对油漆雾废气处理更适用。单位处理能力投资1～2万元/1000m3，处理单位气体运行费用0.8～1.4元/1000m3。

7投资成本

4s店废气量一般在15000m3/h～25000m3/h，本次投资计算按照处理能力20000m3/h核算。

7.1吸附-蒸汽脱附-回收法投资10～84万元。

7.2低温等离子法投资30～60万元。

7.3光催化降解法20～40万元。

选择不同的设备厂家投资价格有一定波动，关键的电控设备采用进口的相对价格较高、稳定性更好。

8运行成本

根据各处理技术与工艺的特点，适合4S店喷烤漆阶段废气治理的主要技术有等离子体法、光催化降解技术、活性炭吸附技术。运行过程中主要消耗为风机和设备的电耗、原材料消耗、其它易损耗件及人工费用等。活性炭每两周更换一次，UV灯管使用寿命按照8000h计。

8.1等离子体法：10.5～16.5元/1×104m3

8.2光催化：11.5～17.5元/1×104m3

8.3吸附：21.5～23.5元/1×104m3

9治理技术推荐

总的来说，4s店喷漆废气中VOCs浓度较低，但变化较大，等离子法虽然一次性投入较高，但对VOCs的浓度适应范围广，处理效果稳定，运行成本较低，适合处理4s店VOCs废气。