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VOCs治理之汽車噴涂有機廢氣處理
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在汽車工業制造流程中,汽車涂裝工藝在整車、零配件生產過程中均需使用,而且是工藝流程中耗時最長、技術復雜程度最高的環節之一,也是目前汽車制造過程中,公認為三廢排放最多的環節之一,是汽車行業產、排污系數研究中的重點。

 

汽車檢測領域的專家表示,隨著新近《環境保護法》、《大氣污染防治法》等環保法律法規的實施,我國對大氣環境質量和企業廢氣處理要求越來越嚴格。如何采取有效措施處理噴涂廢氣、減少VOCs排放,是每個汽車制造/維修商應該考慮的問題。

 

噴涂廢氣主要來源

 

 

 

資料表明,噴涂廢氣主要源于涂料中含有的有機溶劑在噴涂揮發的漆霧和干燥過程產生的揮發性廢氣,稱為揮發性有機化合物(VOCs),主要成分為苯、甲苯、二甲苯等。一般來說,中涂、面涂和清洗溶劑使用過程中產生的VOCs含量最高。具體到生產車間,產生有機廢氣最多的有噴漆室、晾置室、調漆間、烘干室等,而不同車間產生的廢氣組分不盡相同。輕型汽車涂裝丁藝過程中的VOCs化學組分分析表明,涂裝工藝過程中最主要的VOCs化學成分是芳香烴以及乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯等OVOCs物質。

 

噴涂廢氣的危害

 

筆者從汽車檢測部門獲悉,噴涂漆料的有機溶劑毒性較強,噴涂時,產生的苯、二甲苯等揮發到空氣中,經呼吸道吸入后可引發中毒,是目前公認的強致癌物。長期吸人低濃度的噴漆廢氣,容易引發咳嗽、胸悶、氣喘等慢性呼吸道疾病,嚴重時會發生抽搐、昏迷;吸人濃度大于1500mg/m3的苯蒸氣,可引發再生障礙性貧血。此外,此類有機廢氣也是光化學煙霧污染現象以及酸雨的形成的罪魁禍首之一。企業有責任和義務采取有效的減排措施和處理技術,減小廢氣排放量,降低有害物質對人體健康和環境質量的危害。

 

 

 

噴涂廢氣減排途徑

 

1. 使用環保涂料

 

環保涂料是符合國家環境標志產品提出的技術要求的涂料產品,具有VOC含量低、節能、零污染等特點。一般地,環保涂料分為水性涂料、溶劑涂料和粉狀涂料。溶劑涂料的溶劑多為甲苯、二甲苯、酯、醇等,最終均以VOCs的形式揮發至大氣環境中;水性涂料的溶劑水占85%以上,有機溶劑含量較少;而粉末涂料由聚合物、顏料和添加劑組成,噴涂過程中涂料可回收利用,VOCs產生量極少,對環境的危害很小,使用粉末涂料排放的VOCs量遠遠低于液體涂料Pl。自從《清潔生產標準汽車制造業(涂裝)(HJAT293-2006)2006年生效后,市場上的汽車噴涂漆料開始由溶劑型涂料向水性涂料過渡,環保型粉末涂料如硅藻泥產品、活性炭墻材等對環境污染極小。

 

2. 提高噴涂工藝水平

 

有研究表明,不同的噴涂工藝(人工涂刷、人工噴涂、機械噴涂等)影響噴漆利用率和污染物排放量Pl。在自動化程度越來越高的汽車涂裝生產線上,主要采用自動噴涂工藝。在采用自動噴涂工藝時,合理設計和調整風速,可以提高噴涂效率,減少過有機廢氣的產生。目前,靜電旋杯噴涂工藝和高壓無氣噴槍噴涂工具在行業內相對較先進。所以,不斷改進生產工藝,同時淘汰落后的生產設備,將有利于減少有機廢氣的排放。另外,在汽車制造和維修過程中,建議采用節能降耗、無污染的工藝,如磷化工藝、除油工藝等。

 

 

 

噴涂廢氣處理技術

 

當前,國內外噴涂廢氣處理方法主要有低溫冷凝法、活性炭吸附——催化燃燒法、生物處理法等。

 

1. 低溫冷凝法

 

冷凝法是利用在不同溫度條件下,不同廢氣組分的飽和蒸汽壓各異,通過降低廢氣溫度,使之凝結為液態后進行回收的方法。冷凝法處理法所需設備和操作條件相對簡單,冷凝回收的物質純度較高,但該方法需要將廢氣冷卻到很低的溫度,不經濟實用。該方法多用于處理高濃度、水蒸氣含量髙、廢氣成分單純、具回收價值的VOCs廢氣。

 

2. 活性炭吸附-催化燃燒法

 

活性炭吸附-催化燃燒法是有效利用活性炭吸附法和催化燃燒法的優點,將兩種方法結合起來的廢氣處理技術,實現連續、高效、節能的處理效果,處理效率進一步提高,運行費用有所降低,總體來看既經濟又有效。該方法主要靠吸附和脫附兩個過程來達到處理效果。噴涂廢氣經過預處理后,在活性炭的吸附作用下,廢氣得以吸附和凈化治理;活性炭吸附飽和后,在催化床中,通過催化燃燒,將有機物徹底分解。對于低濃度、大風量的有機廢氣來說,活性炭吸附-催化燃燒法不失為一種既經濟又具環保效益的選擇。

 

 

 

3. 生物處理法

 

生物處理法是在微生物的分解作用下,將有機廢氣氧化分解為二氧化碳和水等無害物質的方法。生物處理法具有所需成本低、不易造成二次污染等優點,是一種環境友好型的廢氣治理技術。根據處理原理,該方法對氣體的水溶性和生物降解性有一定要求,反應所需時間較長、且操作維護較繁瑣。該方法適合處理中、低濃度的有機廢氣。

 

汽車檢測部門專家提示,鑒于汽車噴涂廢氣的危害性,汽車涂料生產企業和使用企業需關注此類產品中有毒有害物質的含量,避免因產品不符合標準要求,而引起的市場風險,并有必要嚴格控制和治理汽車涂裝廢氣。

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