塗裝行業VOCs排放,VOCs關鍵組分及控製*佳適用技術

選取不同車型（轎車、客車）的典型企業開展VOCs全過程排放特征調查，篩選關鍵排放環節，開展源排放特征與*佳適用技術研究。

1.1單位塗裝麵積VOCs排放量估算

利用物料平衡法計算各車型單位塗裝麵積VOCs排放量，了解不同車型單位麵積VOCs排放總量特征，計算方式如式中E為單位塗裝麵積VOCs排放總量，g/m2；I為各塗裝單元每月使用塗料、稀釋劑、密封膠及清洗溶劑中VOCs的量，kg/月；O1為每月回收VOCs的量（可再利用或進行廢物處置），kg/月；O2為每月汙染控製設備破壞掉的VOCs的量，kg/月；A為每月底塗麵積，指車體底塗之總麵積，計算機輔助設計係統設計的車身本體麵積，m2/月。

1.2源排放測試

采用源排放測試了解企業排氣筒VOCs排放濃度水平與物種組成。企業類彆、廢氣處理設施與采樣情況如表1所示，包括采用不同尾氣處理措施的兩家小轎車生產企業，以及1家輕型客車生產企業，重點針對排放量大的噴漆室和烘乾室進行采樣測試，采樣頻次每天3次，共2天，樣品通過煙囪采集。源排放樣品的測定采用固體吸附/熱脫附-氣相色譜法，用填充聚2,6-二苯基對苯醚（Tenax）采樣管，在常溫條件下，富集環境空氣或室內空氣中的揮發性有機物，對於溫度較高的排氣筒采樣管連入熱脫附儀，加熱後將吸附成分導入帶有氫火焰離子化檢測器（FID）的氣相色譜儀進行分析。2.1塗裝工藝與排汙環節

轎車生產企業大部分采用電泳底漆、中塗、麵漆傳統3層塗層體係，其底漆采用水性環氧樹脂陰極電泳底漆，基本不含有機溶劑，中塗和麵漆主要使用氨酯漆、丙烯酸漆和聚酯漆等塗料，有機溶劑含量較高，使用量占50%以上。為減低VOCs排放，已有兩家企業率先采用了水性免中塗工藝，使單位塗裝麵積的VOCs排放量從50-90g/m2降至小於25g/m2，對於削減VOCs排放量效果顯著。客車和微、輕型貨車表麵塗裝對鏽蝕防護、抗石擊、耐候性和紫外線隔離性能的要求相對較低，故其普遍采用2C2B塗層體係省略了中塗層。目前，省內客車和微、輕型貨車生產企業在底漆噴塗上基本實現了電泳噴塗，而麵漆噴塗主要依據客戶需求，利用人工噴塗的方式進行。根據典型企業調查結果，塗料中含VOCs組分主要包括甲乙酮、間，對-二甲苯、乙苯、甲苯、異丙醇、乙酸乙酯、丙酮、鄰-二甲苯、甲基異丁基酮、1，2，4-**苯、1，3，5-**苯、苯、苯乙烯以及正丁醇、異丁醇和乙酸丁酯。

汽車塗裝工藝過程中VOCs主要產生於：中塗和麵漆的噴塗及烘乾過程和塑料件加工的塗漆工序。車身密封和噴防護蠟兩個步驟中由於PVC和防護蠟中的VOCs含量相對較少，不是主要的排汙環節。車身塗裝產生的有機廢氣具有大風量、中低濃度的特點。（1）噴漆室：噴漆室排放廢氣中主要有害成分為噴漆過程中揮發的有機溶劑。噴漆室的排風量很大，排放廢氣中的有機物總濃度很低，通常在100mg/m3以下。另外，噴漆室的排氣中經常還含有少量未處理完全的漆霧。特彆是乾式漆霧捕集噴漆室，排氣中漆霧較多。（2）烘乾室：烘乾廢氣的成分比較複雜，除有機溶劑本身的成分外，還包含熱分解生成物和反應生成物。電泳塗料雖然屬於水性塗料，但其烘乾氣中仍含有較多的有機成分。除電泳塗料本身含有少量的醇醚類有機物外，還包含烘乾過程中的熱分解生成物（如醛酮類小分子）。電泳烘乾廢氣中的總有機物濃度一般在500-1000mg/m3，比溶劑型塗料的烘乾廢氣低一些。（3）固廢儲存地：廢油漆桶以及漆霧收集後產生的漆渣如不能及時處理，常產生有機廢氣。

2.2單位塗裝麵積排放總量

通過物料衡算法計算的單位麵積VOCs排放總量結果如表2所示，不同車型的單位塗裝麵積VOCs排放情況有較大差異，小轎車由於塗裝車間密閉設施好，塗料用量相對較低，單位塗裝麵積的VOCs排放量低，在40-60g/m2之間，而客貨車特彆是大客車采用人工噴塗，車間密閉等汙染控製措施較為薄弱，排放量達到300g/m2以上。

2.3VOCs排放濃度與組分特征

典型VOCs排放的主要物種組成如表3，苯係物是汽車塗裝企業VOCs排放的重要組分，各企業排放*高占比在33.2%-64.6%之間。苯係物中*主要的物種是二甲苯，噴塗車間占比10.3%-22.9%。乙酸丁酯、異丙醇、丁醇等醇酯類物質占比也相對較高，各企業排放*高占比在29.6%-61.2%之間。隨著溶劑行業的汙染控製逐步加嚴，排放成分產生了顯著的變化。酯類和醇類等物質在近年來作為苯係物溶劑的代替成分，它們的使用量大大增加，特彆是一些稀釋劑和清洗劑。總體來看，各家企業的排放物種大類有相似性，但具體物種組成與濃度貢獻仍存在較大的差異，一是由於使用塗料成分不同，稀釋比例也不一樣；二是由於使用不同的末端處理技術對尾氣排放組分產生影響，很難用統一的源譜代表整個汽車噴塗行業的排放特征。

2.4*佳適用技術

根據汙染排放特征研究結果，汽車塗裝行業VOCs排放集中在噴塗與烘乾環節，主要來源於使用的塗料，排放組分基本與使用塗料中組分一致。汙染控製措施可分為源頭控製和末端治理兩大類。

采用粉末塗料、水性塗料和高固體成分塗料等代替溶劑型塗料，能有效降低VOCs排放量。國內轎車塗裝絕大多數采用陰極電泳+溶劑型中塗+溶劑型色漆+單組分罩光清漆工藝體係。轎車底漆已實現了**的更新換代，但是中塗、麵漆還是以溶劑型為主，VOCs排放量高於發達國家（地區）的排放水平，距環保型（低VOCs化、水性化）塗料的應用發展仍有一定的距離。目前，國內少數大型汽車企業新建生產線采用了水性塗裝工藝，大大降低了汽車表麵塗裝VOCs排放水平，接近或達到歐洲汽車塗裝VOCs排放標準。

采用先進的塗裝工藝，可減少塗料使用量，配合使用低VOCs含量的塗料，可大幅度削減VOCs排放。目前先進的塗裝工藝包括3C1B技術和水性免中塗工藝。3C1B塗裝工藝取消了3C2B工藝的中塗烘烤和打磨工序，待中塗、色漆、罩光漆三層塗裝後一起進行烘乾固化處理，可節省塗料使用量。水性免中塗工藝將經濟型轎車和商用車車身由3塗層體係簡化為2塗層體係，與3C2B塗裝工藝相比，簡化了車身塗裝工藝，能減少20%的VOCs排放。

汽車噴塗行業的末端處理措施包括噴漆室漆霧收集措施、VOCs廢氣收集與治理措施。噴漆室內的漆霧收集是汽車塗裝行業重要的廢氣前處理措施，對VOCs的末端治理效果起關鍵作用。漆霧處理方法主要有過濾法、冷凝法和液體吸收法等，其中過濾法（乾式）和液體吸收法（濕式）適用性較廣，我國應用*廣的文丘裡型水旋（漩渦）漆霧分離技術是濕式處理法的一種。由於濕式（水洗）漆霧分離技術會產生漆渣等危險廢棄物，美國和歐洲已限製其使用，並逐漸采用乾式漆霧分離技術，有效降低能耗，且基本不產生化學凝結物。

經漆霧處理後的噴漆廢氣和流平、烘乾廢氣主要含有VOCs有機廢氣，普遍采取吸附、燃燒和一些組合方式進行降解處理。采用直接燃燒法處理廢氣時，為提高廢氣處理的溫度、減少燃料的消耗，通常使燃燒後的廢氣與燃燒前的廢氣進行熱交換，根據熱交換與廢熱利用形式的不同，常見的直接燃燒形式有RTO(蓄熱式熱力燃燒係統)和TAR（回收式熱力燃燒係統），國內大型汽車企業塗裝多采用RTO進行VOCs廢氣末端治理。對於新建的汽車塗裝生產線，歐美汽車企業優選TAR來進行烘乾室末端VOCs廢氣處理，處理效率可達到99%以上。采用吸附法-脫附再生技術如設備維護長長也可達到90%以上處理效率。由於噴漆室風量大、濃度低，往往不能直接采用焚燒法處理，轉輪濃縮吸附-蓄熱式焚燒技術是目前噴塗廢氣治理效果*好的技術之一，采用吸附－脫附－濃縮焚燒等三項連續程序，將低濃度廢氣吸附濃縮，而後附采用焚燒技術處理，處理效率達到99%以上。

（1）汽車塗裝行業VOCs排放主要來自中塗和麵漆噴塗、烘乾過程，排放量主要受使用塗料、塗裝工藝、廢氣收集與處理措施影響。

（2）苯係物是汽車塗裝企業的重要組分，典型企業排放*高占比在33.2%-64.6%之間，其中*主要的成分是二甲苯，占噴塗車間占比10.3%-22.9%。近年來乙酸丁酯、異丙醇、丁醇等醇酯類等物質廣泛用來代替苯係物溶劑，典型企業排放*高占比在29.6%-61.2%之間。

（3）大客車麵漆普遍采用人工噴塗，車間密閉等汙染控製措施較為薄弱，單位塗裝麵積VOCs排放量達到300g/m2以上，而小轎車在40-60g/m2間。

（4）采用3C1B技術、水性免中塗等先進塗裝工藝，並使用粉末塗料、水性塗料和高固體成分塗料等代替溶劑型塗料，能有效從源頭控製VOCs排放。采用乾式漆霧分離技術、轉輪濃縮吸附-蓄熱式焚燒技術等先進技術VOCs去除率可達到99%以上。