汽車涂裝VOCs減排途徑探究

高菲

摘要：汽車涂裝VOCs的大量排放嚴(yán)重污染環(huán)境且危害人體健康，需對(duì)其排放水平加以控制。根據(jù)汽車涂裝VOCs的產(chǎn)生環(huán)節(jié)，從原料替代、工藝改善和VOCs治理方式等方面探究其減排途徑，提高治理水平。采用環(huán)保型涂料從源頭減少VOCs排放，優(yōu)化涂裝工藝、采用高涂著率噴槍，優(yōu)化噴槍與涂裝面角度、霧化壓力、涂裝面距離等可以提高噴涂效率，減少過(guò)量噴涂。就治理方式而言，吸附技術(shù)適用于中低濃度需回收的VOCs氣體，燃燒技術(shù)幾乎不產(chǎn)生二次污染物，吸附濃縮+燃燒技術(shù)因治理效果好而被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物;汽車涂裝;減排

中圖分類號(hào)：X511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）01-00-02

Abstracts：The emission of VOCs from automobile coatings pollutes environment and endangers human health， so it is necessary to control the emission level of VOCs.According to the generation of VOCs in automobile coatings，the ways of reducing VOCs emission are explored from raw material substitution， production technology improvement and optimizing exhaust treatment， so as to improve the treatment level of VOCs.Using environmentally friendly paint to reduce VOCs emission from source.Coating efficiency could be improved by optimizing the coating process， using high coating rate spray guns， optimizing the angle of spray gun and coating surface， atomization pressure， coating surface distance.As far as the method is concerned，the adsorption technology is suitable for low and medium concentration VOCs which needs to be recovered， and the combustion technology hardly produces secondary pollutants. The technology combines adsorption with combustion is widely used because of high efficiency.

Key words：Volatile organic compounds;Automobile coatings;Emission reduction

2018年中國(guó)汽車市場(chǎng)產(chǎn)銷量連續(xù)十年奪得全球首位，產(chǎn)銷量分別達(dá)到了2780萬(wàn)輛及2808萬(wàn)輛，汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展[1]。與此同時(shí)，汽車涂料原廠漆消耗量也隨之增長(zhǎng)，2018年達(dá)到65萬(wàn)噸左右[2]。伴隨汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的還有逐年增長(zhǎng)的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放量，VOCs的大量排放嚴(yán)重威脅環(huán)境質(zhì)量與人體健康。VOCs易與NOx等反應(yīng)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，是誘發(fā)灰霾的主要原因，且易導(dǎo)致復(fù)合型污染。幾乎全部種類的VOCs會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生刺激，醛類有機(jī)物對(duì)人的皮膚和眼睛刺激性較大，醛類、苯類和含氯有機(jī)化合物等通過(guò)對(duì)人體血液、神經(jīng)系統(tǒng)和肝腎臟產(chǎn)生刺激，易于引發(fā)白血病、肝、腎功能衰竭，以苯系物為代表的VOCs具有“致癌、致畸、致突變”的影響。近些年來(lái)，為改善空氣質(zhì)量，在國(guó)家、省、市等各個(gè)層面相繼出臺(tái)大氣污染防治相關(guān)規(guī)劃，強(qiáng)化VOCs治理工作。在汽車涂裝行業(yè)，從原料替代、工藝改善和VOCs治理方式方面探究減排途徑，提高其治理水平。

1 汽車涂裝VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)

汽車涂裝過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)多次噴漆和烘干階段，導(dǎo)致漆液中VOCs散發(fā)，此外調(diào)漆、打蠟修補(bǔ)、打膠等過(guò)程中也伴隨少量VOCs排放，圖1所示為某公司汽車涂裝典型工序。

噴漆過(guò)程中，噴漆室和流平室排放的VOCs占比達(dá)到80%～90%，剩下的VOCs在烘干過(guò)程中排放。噴漆室廢氣排放量高達(dá)15萬(wàn)～70萬(wàn)m3/h，主要成分為揮發(fā)的有機(jī)溶劑及漆霧，較高的排風(fēng)量導(dǎo)致其有機(jī)物濃度較低（100mg/m3以下）[3]。噴漆室廢氣需先通過(guò)預(yù)處理去除其中的漆霧，防治細(xì)小顆粒物堵塞吸附材料從而影響吸附效率。流平室廢氣為不含漆霧的有機(jī)廢氣，常與噴漆室廢氣共同收集后集中處理。烘干室廢氣主要包括有機(jī)溶劑揮發(fā)氣體及熱分解生成物，廢氣排放量較小，通常在3000～60000m3/h，廢氣濃度相對(duì)較高，且廢氣組分及濃度隨涂料類型變化而差異較大[4]。

2 汽車涂裝廢氣VOCs減排途徑探究

2.1 源頭控制技術(shù)

涂料類型的使用直接影響到噴涂過(guò)程中VOCs排放水平，傳統(tǒng)溶劑型涂料溶劑成分高達(dá)為65-80%，VOCs產(chǎn)生量較大。高固體份溶劑型涂料固體成份可達(dá)到為45%～60%，與傳統(tǒng)溶劑型涂料對(duì)比，VOCs削減量為40%～60%。水性涂料溶劑含量?jī)H為5%～10%，固體含量為20%～35%，其余成分為水，與傳統(tǒng)溶劑型涂料對(duì)比，VOCs削減量達(dá)到75%。粉末涂料涂裝過(guò)程中僅產(chǎn)生涂料粉塵，因不含溶劑，極大地減少了VOCs污染，與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，VOCs削減量可達(dá)到95%。使用環(huán)保型低VOCs含量涂料替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑型涂料可有效降低涂裝過(guò)程中VOCs排放。以某汽車制造公司車身涂裝工序?yàn)槔?，使用不同類型涂料的車身涂裝工藝VOCs排放量見(jiàn)表1。

2.3.4 吸附濃縮+燃燒技術(shù)

汽車涂裝廢氣多是濃度低、風(fēng)量大的廢氣，采用單一的吸附技術(shù)，其治理效果不理想;采用單一的燃燒技術(shù)，其運(yùn)行成本過(guò)高。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)汽車涂裝廢氣的特點(diǎn)將吸附技術(shù)和催化燃燒技術(shù)結(jié)合起來(lái)，目前常用的主要有兩種：

2.3.4.1活性炭吸附+催化燃燒技術(shù)

活性炭吸附+催化燃燒技術(shù)的吸附裝置多采用以蜂窩狀活性炭為吸附材料的固定床式吸附裝置，氣體經(jīng)吸附后進(jìn)入催化燃燒裝置燃燒。固定床式吸附裝置動(dòng)力學(xué)性能好、床層阻力低，適用于低濃度有機(jī)廢氣治理。但固定床中的活性炭吸水能力強(qiáng)，對(duì)高濕度VOCs（>60℃）的凈化效果會(huì)大大降低。

2.3.4.2沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)+催化燃燒技術(shù)

沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)+催化燃燒技術(shù)是近些年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，它首先通過(guò)疏水性沸石分子篩吸附VOCs，再通過(guò)催化燃燒裝置燃燒治理廢氣。該技術(shù)采用疏水性的吸附材料，可用于處理高濕度VOCs，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)式吸附濃縮裝置配以高性能吸附材料，大大提升了吸附效率，適用于低濃度、大風(fēng)量、高濕度和成分復(fù)雜的VOCs治理。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代汽車制造行業(yè)不斷更新發(fā)展，但仍然存在環(huán)保型涂料推廣應(yīng)用不足、涂裝工藝及設(shè)備有待改進(jìn)、VOCs治理技術(shù)需進(jìn)一步提升等問(wèn)題。國(guó)家和地方也先后制定頒布了一系列規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)不斷加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)企業(yè)自主采取有效措施，從原料替代、工藝改善和VOCs治理方式方面減少VOCs排放，堅(jiān)決打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]閆福成.2018年中國(guó)汽車涂料工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及2019年展望（下）[J].中國(guó)涂料，2019，34（04）：12-20.

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[8]李守信，蘇建華，馬德剛.揮發(fā)性有機(jī)物污染控制工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017.

收稿日期：2019-12-03

作者簡(jiǎn)介：高菲（1988-），女，漢族，碩士學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)、大氣環(huán)境管理相關(guān)工作。