機械噴涂類環評廢氣污染分析及防治措施

文_顧慰祖 江蘇錫澄環境科學研究院有限公司

1 機械噴涂類環評廢氣污染問題概述

1.1 油漆分類與污染性

涂料通常由成膜物質樹脂、填料、助劑和溶劑4部分構成，其中溶劑采用酮類、醇類、醚脂類等物質。從環保角度來說，油漆分為水性油漆與溶劑型油漆。和水性油漆比，溶劑型油漆使用過程中，會揮發產生較多的廢氣，對環境產生的污染較大，但溶劑型油漆和稀釋劑仍然是我國機械噴涂業采用的主要原料，其中，高固分溶劑型油漆因采用較少的溶劑，具備較高的固體成分，其對環境的污染較小。水性油漆主要以水為溶劑，有機溶劑含量很低，所以很環保，當前在汽車行業已得到廣泛應用，但因其應用局限性較大，水溶性油漆的發展也較慢。

1.2 油漆的成分與污染性

油漆的成分和用量直接關系到污染源強的排放量和種類，直接決定著對環境的污染程度。在開展環評工作前，一定要準確掌握油漆成分和用量。成膜物質通常由各種不同的樹脂組成，通過掌握油漆的成分，進行環評時，可對污染排放物種類進行判斷。

1.3 機械噴漆工序

機械噴漆工藝流程包括：預處理-調漆-噴漆-固化，開展機械噴涂作業時，要盡可能控制氣體污染的排放量。進行調漆時，通常需要加入適當的稀釋劑、固化劑，該過程加入了有機溶劑，會揮發產生有機廢氣；進行噴漆時，常由工人使用噴槍把油漆涂于工件上，當前噴漆機器人在機械噴涂類作業也得到廣泛應用，具備成膜均勻且效率高的優點，通常在專用的密閉噴漆房進行噴漆，不同工件所需要的噴漆工藝也不同，噴漆過程中，有機溶劑會產生大量的有機廢氣污染，甚至會產生漆霧；最后一道工序是固化，固化方式包括加熱固化與常溫固化，加熱固化通常在烘干室加熱進行，這個過程會揮發出大量有機廢氣，常溫固化時，溶劑也會慢慢揮發，產生有機廢氣。

2 機械噴涂類廢氣環評及廢氣治理的依據

2.1 機械噴涂類廢氣污染源強的核算

對于調漆、噴漆、烘干工序，采用物料恒算法進行噴涂廢氣中污染物的核算，機械噴涂作業過程主要產生有機廢氣和漆霧。物料恒算法的總則為：油漆成分中固體成分部分，通過固化作用全部形成漆膜產品，油漆內含有的溶劑全部揮發成有機廢氣，其他部分則全部形成漆霧廢氣。依據上漆率對固化形成漆膜的量確認，每種涂裝方法的上漆率也各不相同，通常空氣噴涂的上漆率要低于靜電噴涂。

在噴涂過程，有機廢氣揮發量的計算公式如下：

其中：Nx為油漆內有機溶劑百分含量；GX為油漆量，t/a；NZ為固化劑內有機溶劑百分含量；GZ為固化劑量，t/a；NY為稀釋劑中機溶劑百分含量；GY為稀釋劑量，t/a；Qy為有機廢氣揮發量，t/a。

漆霧揮發量的計算方法如下：

其中：b%為上漆率；Qw為漆霧揮發量，t/a。

2.2 機械噴涂類廢氣的治理依據

《揮發性有機物(VOCs)污染防治技術政策》中對涂裝過程中的VOCs污染防治技術措施進行了明確規定，并在機械噴涂過程中對噴漆技術及工件的涂裝要求進行了規定，鼓勵采用高固份涂料和水性涂料和紫外光固化(UV)涂料等環保型涂。同時，盡量采用高效的涂裝工藝，如浸涂、淋涂、靜電噴涂等。使用含有VOCs產品時，要采用廢氣收集措施，使廢氣實現達標排放，避免廢氣的無組織排放。國家工業和信息化部、環境保護部、發展改革委于2016年11月1日推行《涂裝行業清潔生產評價指標體系》，對涂裝行業的清潔生產提出更高的要求，這也是編制環評過程中參考的重要依據。《江蘇省重點行業揮發性有機物污染控制指南》中提出，溶劑型涂料表面涂裝的VOCs總收集、凈化處理率要大于90%。

3 漆霧污染治理措施

3.1 過濾棉干式漆霧凈化器

以通風機為動力，漆霧進入過濾器，噴漆廢氣流過多重逐漸加密的過濾棉，不斷的被粘附搜集，濾網采用過濾棉制成，漆霧粒子在碰撞、攔截等作用下，被過濾棉吸收，實現凈化的目的，但需要定期對過濾棉更換與拆除，這種方法工作效率高達90%以上。這種處理方式采用的設備結構簡單且壽命長、能耗低，沒有二次水污染，但需要經常更換過濾器，適用于噴涂間歇式工作的小批量工件。

3.2 水簾漆霧濕式凈化器

借助水泵提水產生循環水幕，對工件進行噴漆時，要面對水幕進行作業，水幕與含漆霧的空氣產生撞擊，經過水簾后流入氣水通道，通過與水相互作用，漆霧結成渣塊，實現油漆顆粒物去除的目的，處理效率約70%。這種處理方式使用水為原料，設備運行能耗低，設備結構簡單，便于維護保養，但系統會產生廢水，這些廢水經過處理后，含有水汽和顆粒物，易對下一道處理裝置如活性炭裝置等產生堵塞，通常在大批量產生漆霧的噴漆室內采用水簾漆霧凈化系統。

4 有機廢氣治理措施

4.1 冷凝回收法

將廢氣引入冷凝器，對冷凝液進行分離，可對有價值的有機物進行回收，該方法適用于廢氣溫度低、有機物濃度高和風量小的情況。該處理裝置一次投資不高，對于中高濃度的有機廢氣，處理成本較低，但系統需要設置冷卻附屬裝置，且經過冷凝后，尾氣中還存在低濃度的有機物，屬于二次污染。

4.2 吸附法

因活性炭的比表面積很大，且內部具有豐富的孔隙結構，可對有機氣體分子進行吸附，該方法適用于間歇式生產的工序，待處理的有機物含量要低，處理效率大于90%。這種處理方法采用的設備很簡單，且一次投資很小，但運行過程需定期更換活性炭。在小型機械涂裝企業廣泛采用活性炭吸附法。

4.3 物理吸收法

“三苯”氣體的化學穩定性較高，適用于中高濃度且溫度低的廢氣，該套處理裝置一次性投資不高，運行維護經濟，對較低濃度的有機廢氣進行處理時，運行費用更低，但系統要設置加熱解析冷凝等回收裝置，這套裝置價格較高，且體積也大，還存在二次污染，選擇低揮發性且價格經濟的吸收液也較難，凈化效率也不高。

4.4 催化燃燒法

首先將廢氣加熱至200～300℃后，使其經過催化床，廢氣通過催化燃燒作用生成水與二氧化碳，實現廢氣的凈化。該套裝置一次性投資不高，維護成本不高，但待處理的有機廢氣濃度不能低于20%，對于大風量且低濃度的有機廢氣處理時，處理效率不高，運行時要注意催化劑中毒的問題。

4.5 直接燃燒法

以燃油或燃氣為燃料，把含有機廢氣的混合氣體加熱到700～800℃，這些有機物進行高溫分解轉化為無害物質。設備投資不高，處理工藝簡單，適用于處理小風量且有機物濃度高的廢氣，且余熱可進行再利用，但燃燒過程能源消耗大，運行成本高。

4.6 有機廢氣綜合處理技術

在汽車涂裝車間，廣泛使用RTO蓄熱式燃燒爐處理烘干廢氣和活性炭裝置吸附噴漆廢氣相結合的處理方法。油漆量大的公司，有機廢氣產量也較高，為減少購買活性炭與處置廢活性炭危廢的成本，通常配置活性炭吸附再生裝置，以減少活性炭的更新數量。但對活性炭的飽和情況不易判斷，對活性炭的更換情況的也不易監管。近年來，使用抽屜式活性炭、定期檢測活性炭碘值、氣體排放口設置在線TVOC檢測儀來對活性炭的飽和情況進行監測，取得很好的效果。

5 結語

在開展機械噴涂類環評工作工程中，首先要掌握機械噴涂類車間的生產工藝，對污染源強進行核算，對該類環評編制過程中各環節的編制要點進行總結，針對現場實際情況，提出切實可行和操作性強的防治措施，從而為企業開展環保管理和環保設施建設提供參考。