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  • 水利机械涂装中挥发性有机化合物的治理形势与谋略

    岁月:2019-04-17   年产量:89

        概述了国内VOCs治理政策形势,对水利工程机械行业涂装生产过程产生VOCs的环节进行了识别。座谈了源头控制、工艺控制和末端治理的VOCs减排效果及优缺点,对水利工程机械涂装VOCs减排途径的取舍进行了分析。


        VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写,重点包括烃类、氮烃、卤代烃、硫烃、含氧烃及低沸点的多环芳烃等,现阶段存在多种概念。VOCs 具有相对强的刚性,是性质比较活泼的大气,在大量中既能以一次挥发物的常态存在,又能在紫外线照射下,在PM10颗粒物中变化而再次生成为病态、液态或二者并存的二次颗粒物。参与反应的那些化合物寿命较长,可以随着风吹雨淋等天气变化,或飘移扩散,或进入水和土壤,造成污染环境。VOCs成份复杂,现阶段已鉴定出的VOCs有300 多种,重点来自建筑装饰、近代史无机、原油化工、包装印刷、表涂装等行业。VOCs是第一的大度污染物之一,能够损害人体神经系统、血液成份和食物中毒系统,对人身健康和软环境环境影响极大。


    涂装作为汽车、船只、轨道交通、水族箱、水利机械等行业生产制造中的一道重要工序,对产品的奇景质量、防腐蚀性能有着至关重要的影响,但也成为了VOCs的着重来源。据相关研究统计,1999 年北京的VOCs一定源中,石材行业占比48% 。另据2013 年相关报道,京师的面包车喷漆等农业喷涂污染占PM2.5的16.3%,在马车尾气排放和煤炭燃烧排放之后位进第三;在银川的PM2.5重组中,二次污染转化占20.9%,而二次污染主要是运用工业涂料所致。故此,江山及中央政权都加大了对涂装VOCs的支配,引导企业运用低VOCs石材,运用高效喷涂技术,并要求采取废气处理设施对涂装废气进行拍卖,达标后才能排放。现阶段各省市都将涂装VOCs表现治理的重中之重目标,不仅制定了建设性的排放标准,而且在相关治理方案中明确了实际方式。水利机械涂装也不特殊,在无数省区的大度污染治理方案中把单列出来,并对她提出了建设性的治理措施及减排目标。


    1 VOCs治理政策形势


    1997年1月1日,根据《中华人民共和国环境保护法》通告了GB 16297–1996《大量污染物综合排放标准》,对VOCs排放规定了限值。2010年6月1日宣布之强制性国家标准GB 24409–2009《面包车涂料中有害物质限量》对客车涂料中VOCs的用电量进行了限制。2013年9月,中科院印发《大量污染防治行动计划》(国发[2013]37 号),强烈“在石化、有机化学、表涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治,“健全涂料、胶粘剂产品挥发性有机物限值标准,拓宽应用水性涂料”。


    2015年6月8日,卫生部、江山发展改革委、原环境保护部下发了关于印发《挥发性有机物排污收费试点办法》的通报(财税[2015]71 号),对有些行业开始征收VOCs电价


    2016年10月8日,由国家发展改革委、原环境保护部、林业和信息化部联合修编的《涂装行业清洁生产评价指标体系》在国家发展和改造委员会官网上公布,并于2016年11月1日起实施。该评论系统适用于汽车及他零部件、机电、家具(种质)、水利机械等行业之稳步涂装生产


    2018年7月3日,中科院再次下发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发[2018]22 号),渴求“挥发性有机物(VOCs)完善履行大气污染物特别排放限值”,其中第二十五枝专门提出“实践VOCs专项整治方案”的要求,强调“重要区域禁止建设生产和运用高VOCs年产量的镇痛剂型涂料”。


    在生态环境部、提高改革委、林业和信息化部、警署、卫生部等多个单位与漳州、内蒙古等省市联合颁发的《长三角地区2018−2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动草案》(环大气[2018]140号)官方,区域内各地市都将环保涂装废气列为治理重点。


    《黑龙江省环境保护厅关于重点行业挥发性有机物综合整治的实践方案(2014−2017年)》(豫环[2014]130 号)渴求:表涂装行业提高低挥发性有机物含量的纸制使用比例,勉励企业运用符合环保要求的水基型、高固分、粉末、紫外光固化等低VOCs年产量的纸制;推动涉及企事业涂装工艺的零售业集团逐步采用最新和金融业型涂装材料,运用先进可靠的涂装工艺技术及装备,降低单位产品的挥发性有机物排放量;各项表面涂装、烘干等产生VOCs煤层气的生产工艺应尽可能设置于密闭工作间内,集中排风并导入VOCs污染控制设施进行拍卖,无法设置密闭工作间的工序应在VOCs 排放工段尽可能设置由集气罩、排风管道组成的排气系统;运用兴奋剂型涂料的面包车涂装工艺线、流平室、烘干室的VOCs煤层气收集率应不低于95%,任何使用兴奋剂型涂料的涂装工艺线的VOCs煤层气收集率应达到90%上述;VOCs污染控制装置应与工艺设备同步运转,宜采用吸附法、吸附浓缩−(催化)燃烧法、蓄热式直接焚烧法(RTO)、蓄热式催化焚烧法(RCO)等净化处理后达标排放,运用兴奋剂型涂料涂装工艺的VOCs删去率应达到90%上述。2018年4月10日,黑龙江省印发了《黑龙江省挥发性有机物(VOCs)整治与减排工作方案(2018−2020年)》(豫环发[2018]6号),水利机械把列在电力涂装VOCs 概括整治名单中,渴求工程机械制造行业推广应用高固体分和粉末涂料,运用比例在2020年年底前达到30%上述,并试点推行水性涂料,主动行使自动喷涂、静电喷涂等先进涂装技术,增强政法废气的搜集与治理,近代史废气收集率不低于80%,振兴吸附燃烧等高效治理设施,落实达标排放。


    2018年1月22日,辽宁省镇政府印发《辽宁省挥发性有机物污染防治管理方式》(辽宁省镇政府令第119号),其中第十五枝要求:排放挥发性有机物的实干家应当执行防治挥发性有机物污染之无偿,根据国家和区相关标准以及防治技术指南,运用挥发性有机物污染控制技术,专业操作规程,集体生产经营管理,确保挥发性有机物的排放符合相应的排放标准。先后十七枝又要求:挥发性有机物排放单位应当按照有关规定和监测规范自行或者委托有关监测机构对她排放的挥发性有机物进行监测,记录、保留监测数据,并按照规定向社会公开;监测数据应当实事求是、保险,保留时间不得半点3 年。


    2016年5月24日,海南省财政局、地矿厅、环保厅联合颁发《关于挥发性有机物排污收费等有关问题的通报》(鲁价费发[2016]47 号)。但是随着《关于停征排污费等行政事业性收费有关事务的通报》(财税[2018]4 号)的发放,《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税[2015]71号)把揭示废止,海南省下发的《海南省财政局关于公布保留、解除和揭示失效的规范性文件目录的通报》(鲁价综发[2018]99号)官方宣告“鲁价费发[2016]47 号”文件失效。任何省份出台的相关VOCs排放收费文件也都废止。从一地政策尚不明朗。


    海南省涉及汽车行业之DB 37/ 2801.1–2016《挥发性有机物排放标准 先后1 有些:面包车工业》于2017年1 月1日开始履行。而2017年12月29日,海南省环境保护厅、海南省发展和改造委员会、海南省财政厅、海南省交通运输厅、海南省农业厅、海南省质量技术监督局联合颁发《海南省“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》(鲁环发[2017]331号),强烈要求工程机械行业“拓宽应用高固体分、粉末涂料,到2020岁尾前运用比例达到30%上述;试点推行水性涂料。主动行使自动喷涂、静电喷涂等先进涂装技术。增强政法废气收集与治理,近代史废气收集率不低于80%,振兴吸附燃烧等高效治理设施,落实达标排放”。2018年4月23日,涉及到水利机械行业的DB 37/2801.5–2018《挥发性有机物排放标准第5 有些:表涂装行业》通告,2018年10月23日开始执行。该地方标准较国家标准GB 16297–1996更加严峻,见表1。



    2018年8月3日,《海南省镇政府关于印发山东省打赢蓝天保卫战作战方案暨2013−2020年大气污染防治规划三期行动计划(2018−2020年)的通报》(鲁政发[2018]17 号)下发,渴求“挥发性有机物(VOCs)完善履行大气污染物特别排放限值”,“增强环境质量和垃圾排放VOCs 机关检测工作,深化VOCs管辖能力建设,完善提升VOCs拍卖业监管能力”。


    《合肥市挥发性有机物深化防治工作方案(2018−2020 年)》(闽环保防[2018]324 号)提起:林业行业全面推进低(无形化)VOCs年产量原辅材料和产品源头替代,加紧扣除高挥发性溶剂生产使用;到2020年,面包车制造、包装印刷、家具、水族箱制造等重要行业推广低挥发性产品;到2020 年,全省工商涂装VOCs存量比2015年调减50%上述。此外还要求工程机械制造行业:拓宽应用高固体分、粉末涂料;试点推行水性涂料,到2019 年低VOCs年产量涂料使用比例达30%上述;主动行使自动喷涂、静电喷涂等先进涂装技术;增强政法废气收集与治理,近代史废气收集率不低于80%;振兴吸附燃烧等高效治理设施,落实达标排放。


    除了下发打赢蓝天保卫战作战方案,各省市还陆续颁布了中央有机废气排放标准,部分专门针对林业涂装制定了中央标准,外部2是一些已经宣布之涉及到工程机械涂装的中央废气排放标准。




    有的省市虽然没有公布涉及工程机械涂装的中央标准,但在发放的公文中对排放限制作了规定。如陕西省污染防治攻坚战领导小组办公室在2018年11月9日印发的《全市大气污染防治重点项目和季节错峰生产状况调研方案》的公报中宣告了种养业集团挥发性有机物排放建议值和重要行业超低排放限值,对外部涂装业有机废气排放口排放的苯、非甲烷总烃(NMHC)等浓度作了规定。


    2 水利机械涂装的工艺流程及VOCs产生环节


    风的水利工程机械涂装分为零部件涂装和一体化涂装,即零部件先进行底漆喷涂,组建后再进行整体面漆喷涂,如图1 所示。2000年以来,有些企业初步履行零部件面漆化装配,即零部件喷涂底漆和面漆后组建,总体不再整体喷涂面漆,只进行一些的补充,如图2所示。现阶段,不同企业、不同产品的面漆化水平不同,部分集团一些产品全部实现了零部件面漆化,部分仅仅是有的面漆化,也有些仍然采用传统的完全整体面漆工艺。



    不论采用底漆装配工艺流程还是运用面漆装配工艺流程,只要使用兴奋剂型涂料,在涂料施工及干燥过程中就会释放出VOCs。宁夏、内蒙古、海南是国内工程机械产业高度集中的3 个直辖市,但是当前这3个直辖市的中央标准在外部涂装行业VOCs的排放指标上有稳定距离。海南省通告了涵盖工程机械行业的DB37/2801.5–2018,而宁夏和澳门在已发表之中央标准中没有实际包含工程机械的,只有专门针对汽车行业之DB 43/1356–2017《表涂装(面包车制造及维修)挥发性有机物、镍排放标准》和DB32/ 2862–2016《表涂装(面包车工业)挥发性有机物排放标准》。


    3 应对措施


    机械涂装VOCs减排可分为源头减排(源头控制)、经过减排(工艺控制)和末端治理减排,重点措施如图3所示。



    源头减排即运用低VOCs年产量的纸制,如电泳涂料、粉末涂料、水性涂料、高固体分涂料等。其次源头上不产生或少产生VOCs,是减排效果最好的路线,而且对涂装操作人员危害小。


    经过减排是在涂料使用过程中运用高效的涂装工艺,如静电喷涂、浸涂等,加强涂料利用率,在施工过程中运用密闭容器存储涂料和颗粒剂,调减VOCs无效挥发。经过减排有稳定力量,但变化范围大,图很简单。


    末端治理减排实际上是先产生,然后治理,即对涂装生产过程产生之VOCs 开展采访处理,降低其浓度后进行排放。VOCs治理技术有两大类──回收和销毁涂装产生之VOCs通常浓度较低,回收难度大,回收价值低,因此以销毁基本。广大的销毁方法有燃烧、等离子体、荣誉催化降解、生物降解等。


    3.1 源头控制


    运用不含VOCs或低VOCs石材,就不产生或少产生VOCs,之所以实现零排放或少排放。切实而言,粉末涂料和电泳涂料是时下涂料利用率最高、VOCs排放最低的两种涂料,因此是VOCs减排最好的取舍。但是,电泳涂层和粉末涂层的烘干温度较高,仅适用于板材比较薄的工件,否则能耗过大。水利机械产品零部件只有少量之薄板件,大部分是女方厚板件。对于驾驶室、发动机罩等薄板件,若采用电泳底漆+粉末面漆,可基本落实VOCs 的零排放。对于机架、做事设置等厚板件,运用水性底漆+水性面漆,也可实现VOCs 的源头减排。


    要求指出的是,水性涂料虽然已经在巴士行业应用近10年,涂层性能指标也已不亚于溶剂型涂料涂层,但是其施工条件要求比较苛刻。面包车涂装生产线建设等级高,对温度、湿度等工艺条件控制严格,因而涂装质量稳定性。而工程机械涂装线相对简单,对温度、湿度等工艺条件控制不十分严厉,因而无法套用汽车水性涂料工艺。不过近年来轨道交通、水族箱、农机等行业也大规模采用水性涂料,这为工程机械中推广水性涂料提供了较好的操作。特别是自2013 年大气环境污染治理政策趋严以来,诸多石材厂家也开始加大水性涂料的调研,生产了面向工程机械的医道涂料产品,工艺窗口宽,推动了水利机械水性涂料的运用。现阶段,境内一些知名工程机械集团公司已经大规模使用水性涂料或进行水性涂料应用研究。


    但是,水性涂料目前在工艺性上与溶剂型涂料相比还有许多差距。初次,水性涂料对被涂工件表面温度有要求,通常需要在15°C 上述,有的石材厂家提供的纸制已经能在10°C 谱下施工。因而,运用水性涂料需要对已有涂装生产线进行改造,增设工件预热室,在冬天气温时对工件进行预热后才能展开喷涂。副是水性涂料的漆膜干燥较慢。在同样的烘烤条件下,油漆漆膜已赶到半硬干,而水性漆漆膜只能是指触表干。因而,名将油漆切换为水性漆需进行设备改造及大量之手艺试验。


    此外,水性漆仍然含有少量溶剂,根据各省市的排放标准,部分可能达标直接排放,部分有可能在排放速率上超标,还要求对天然气进行采访处理。按照每小时使用30kg调配好的镇痛剂型涂料和水性涂料,以某品牌水性漆对VOCs排放速率及达标情况进行测算,结果见表3。如果排放速率要求在3.0kg/h及以上,每小时使用30kg调配好的医道涂料的话,VOCs排放速率不会超标,但如果排放速率的限值是2.4kg/h 及以下,就会超标。



    其次政策来看,水性涂料将是未来VOCs减排的重中之重趋势。诸多政策文件中都明白提出推广应用水性涂料。2015年1月26日,卫生部与税务总局联合颁发《关于对电池、石材征收关税的通报》(财税[2015]16号),对施工状态下挥发性有机物含量高于420 g/L的纸制征收关税。2015年6月1日起,3项水性工业涂料产品行业标准──《水性聚氨酯涂料》(HG/T 4761–2014)、《水性环氧树脂防腐涂料》(HG/T4759–2014)和《水性丙烯酸树脂涂料》(HG/T 4758–2014)专业实施,这是我国水性工业涂料发展进程中又一个重要的横幅。2016年6月21日,新的《江山生死存亡废物目录》(原环境保护部令第39 号)由原环境保护部联合国家发展改革委员会、警署发布,自2016年8月1日起施行,水性漆不再列入其中。此外,水性漆由于以河作为溶剂,对工作健康和安全生产而言都是最好的取舍。而且,水性涂料的VOCs减排效果明显。据报道,12m的家常公交车更换为水性涂料后,每台车涂装产生之VOCs其次4.10kg降至0.51kg,零度达87.56%。2018年11月6日,山西省镇政府印发《山西省打赢蓝天保卫战三年行动计划执行方案》(闽政[2018]25号),勉励重点行业企业进行生产工艺和装置水性化改造,加大水性涂料、粉末涂料等绿色、低挥发性涂料产品的运用,加紧涂料水性化进程,其次生产源头削减挥发性有机物排放。在《长三角地区2018−2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动草案》官方,三亚将整车制造行业、面包车零部件以及涂料和油墨生产行业之低VOCs年产量产品源头替代列为VOCs专项整治的重中之重任务,并在艺术中明确禁止生产高VOCs年产量有机溶剂型涂料、油墨和胶黏剂的新、改、扩建项目。


    因而,对水利工程机械而言,运用水性漆虽然眼下仍然存在工艺难点和耗资增加问题,但是其娱乐性比电泳涂装、粉末涂装要强,VOCs含量比高固体分涂料低得多,而且国家及大街小巷政府也在倡导,因此是一种主流趋势。另外,天涯冬聚脲涂料作为一种流行性建材,在VOCs年产量、涂层质量、概括成本、能量消耗、入股费用等综合评价方面优势显著,初步受到关注,但是在水利机械行业应用仍处于试验阶段。


    3.2 工艺控制


    工艺上控制主要是调减涂料浪费,加强产销率。一般说来空气喷涂的纸制利用率只有25% ~ 40%,汪洋石材被浪费,同时消耗大量之镇痛剂,产生大量之VOCs。如果采取高效的喷发工具,名将涂料利用率提高,石材消耗及VOCs排放也会减少。如图4所示,理论上(即利用率100%的情况下)要求采取1kg石材的工件,如果利用率只有20%,这就是说实际要求5 kg石材;如果利用率为30%,这就是说需要3.33kg 石材;如果利用率提高至40%,这就是说需要2.5 kg石材;如果利用率达到50%,这就是说2kg石材即可。名将涂料利用率从30%加强到40%,石材消耗量减少0.83kg,相对减少25%;如果涂料利用率能从30%加强到70%,这就是说涂料消耗量将下3.33kg调减到1.43kg,相对减少57%。因而从理论上看来,穿越加强涂料利用率来促成减排的空中很大。



    不同涂装方式的纸制利用率见表4。虽然不同喷涂方式的纸制利用率差别很大,但受工件结构、外形喷涂尺寸等影响,想将环境喷涂都更换成无气喷涂或混气静电喷涂也不现实。比如,对于外形尺寸较小的零件,更换成无气喷涂后利用率不一定能加强,反而可能会更低。一般说来,喷涂尺寸较小的零件时,石材利用率肯定会比喷涂大平面尺寸工件时低。对于小工件,除了可以通过吊具的宏图优化,追加悬挂数量来提高涂料利用率,还可以使用浸涂方式,避免喷涂造成的浪费。穿越喷涂顺序的多样化也得以增进涂料利用率。此外,在涂料使用的历程中,应保持涂料及稀释剂容器的关门,以调减溶剂的挥发。



    3.3 末端治理


    在溶剂型涂料仍然广泛采用的情况下,末端治理依然是一种有效的减排途径。末端治理的手艺方法很多,它们的拍卖效率差距大,公用的煤层气不同,拍卖成本也存在较大差异。因而在选择废气处理办法和武装时要充分调研,根据喷漆线排风量、用漆量、地面排放标准等来选择,并且应考虑处理成本高低、是不是存在危废、运作是否平安等因素。一般来说,单纯的煤层气处理工艺难以达到要求,因而需要采取组合处理工艺。外部5 是一些有机废气处理工艺的比较,可供参考。



    过去为了大气治理,诸多地方采取了一刀切的章程。近些年,有的地方的第三产业部门开始区别对待,给予一些环保设施完备、运作良好的集团定位的豁免政策,比如黄色预警时可以不停机而限产,但是对农业设施有特别要求,如要求涂装废气处理采用复合工艺才能获得决赛权。


    对于VOCs减排计算,有的地方出台了实际的测算方法或标准。《甘肃省农业涂装工序挥发性有机物排放量计算暂行办法》(浙环发[2017]30号)对不同涂装废气处理技术规定了不同之调节系数(见表6)。如果最终排放量与电费挂钩,这就是说企业应结合当地计算标准或方法,既要确保达标排放,又要考虑降低税费。


    大街小巷除了对涂装行业VOCs治理有总体要求之外,还对水利工程机械行业提出了唯一的要求。比如《甘肃省挥发性有机物深化治理与减排工作方案(2017−2020年)》、《海南省“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》和《黑龙江省挥发性有机物(VOCs)整治与减排工作方案(2018−2020 年)》都要求工程机械推广应用高固体分和粉末涂料,到2020年年底前使用比例达到30%上述,试点推行水性涂料,主动行使自动喷涂、静电喷涂等先进涂装技术,增强政法废气收集与治理,近代史废气收集率不低于80%,对使用溶剂型涂料的航天废气建设吸附燃烧等高效治理设施。



    末端治理只能说是当前的一种补救措施,其次遥远来看,还得下源头控制着手。山西省镇政府印发的《山西省打赢蓝天保卫战三年行动计划执行方案》、生态环境部印发的《长三角地区2018−2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动草案》、四川省镇政府办公厅印发的《关于开展2018−2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动促进空气质量进一步改进的通报》(晋政办发电[2018]67号)、西安印发的《济南市2018−2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动草案》(津政办发[2018]44 号)、甘肃省发布之《甘肃省打赢蓝天保卫战三年行动计划》(浙政发[2018]35 号)和四川省印发的《辽宁省打赢蓝天保卫战三年行动计划执行方案》(苏政发[2018]122号)都明白禁止建设生产和运用高VOCs年产量的镇痛剂型涂料的品种。因而,不仅溶剂型涂料VOCs拍卖需要资金,而且溶剂型涂料的源泉也会变窄。随着水性涂料的运用范围扩大,产能扩充,艺术发展,以及工艺性能改善,她优势会不断加大。


    4 结束语


    大量污染治理是一番长期的历程,短期内各项方针、专业不会放松。涂装工序VOCs表现大气处理的一个专项,专业、办法不断细化。打好蓝天保卫战,水利机械涂装责无旁贷,否则不仅仅是大量环境污染问题,还是集团健康生产经营题材。因而,水利机械涂装应积极主动地使用VOCs减排措施,名将VOCs排放降低到符合国家、中央的规范要求,为打赢蓝天保卫战做出应有贡献。


    源头控制是VOCs减排的极品选择途径。但是,工件外形尺寸、质、板材厚度等因素限制了电泳涂装、粉末涂装的运用,局限在调度室、集装箱、飞机罩等薄板件上。因而,水性喷涂必然是水利机械涂装源头减排的提高趋势,而且推广应用速度在加紧。虽然眼下水性涂料的资产与溶剂型涂料相比还较高,但广大地方已经在打赢蓝天保卫战三年行动计划或相关文件中明确禁止建设生产和运用高VOCs年产量的镇痛剂型涂料的品种。因而,下溶剂型涂料的资产优势会削弱,甚至消失。总的看,即使采用了末端治理的集团,也急需将“油改河”投入计划。


    对于目前仍利用溶剂型涂料的集团,稳定要参照地方相关标准,抓好溶剂型涂料的运用记录和新葡京官网的运作记录并存档。


    (来源:《电镀与涂饰》



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