為貫徹落實《工信部、財政部關(guān)于印發(fā)“重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃”的通知》(工信部聯(lián)節(jié)〔2016〕217號),切實減少印刷包裝、涂裝等行業(yè)的揮發(fā)性有機物排放總量,結(jié)合2017年2月開始實施的江蘇省《表面涂裝(家具制造業(yè))揮發(fā)性有機物排放標準》(DB32/3152-2016),根據(jù)環(huán)保局的要求,決定對印刷包裝、涂裝等行業(yè)的揮發(fā)性有機物實施綜合整治。
一、廢氣來源
車間的廢氣主要來源于噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:噴涂時產(chǎn)生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發(fā)時產(chǎn)生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發(fā)性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。這些成份對人的健康和生活環(huán)境有害,并且有惡臭,人如果長期吸入低濃度的有機廢氣,會引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病,是目前公認的強烈致癌物。
二、企業(yè)現(xiàn)狀
2.1經(jīng)濟方面
由于企業(yè)規(guī)模小,效益不穩(wěn)定,經(jīng)濟能力一般,不能承受高昂費用的環(huán)保設(shè)備。
2.2工藝設(shè)施
多數(shù)企業(yè)印刷、噴涂工藝簡單落后,主要以開放式人工作為為主,選用的油墨、涂料也多是溶劑型產(chǎn)品。少數(shù)企業(yè)配有專用作業(yè)區(qū)和廢氣處理設(shè)施,但是作業(yè)區(qū)不規(guī)范、不密閉,處理設(shè)施簡單落后、功能單一,不能滿足現(xiàn)行的環(huán)保治理要求,并且現(xiàn)場缺乏管理,散亂污現(xiàn)象較為嚴重,部分危險品沒有合理安置,存在一定的安全隱患。
2.3運行工況
由于機械行業(yè)的特殊性,多數(shù)企業(yè)不能形成流水線作業(yè),多為階段性噴涂作業(yè)。通過與多家企業(yè)的溝通交流,收集到大致的運行工況數(shù)據(jù),見表1所列。
三、整體解決方案
VOCs廢氣的整體解決方案主要有廢氣減排、廢氣收集、廢氣治理和管理監(jiān)控四個方面。
3.1廢氣減排
3.1.1使用清潔環(huán)保原料
根據(jù)工藝的不同,推薦使用低VOCs含量的環(huán)保型原料,替代原有的溶劑型原料。例如印刷包裝行業(yè)選用水基型、熱熔型、無溶劑型、紫外光固化型、高固含量型和生物降解型膠黏劑,油墨選用水性油墨、UV油墨、凹印油墨、輻射固化油墨等;涂裝行業(yè)選用水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料、UV涂料等綠色涂料產(chǎn)品。
由于近年環(huán)保問題凸顯,國家強力推行環(huán)保涂料的應(yīng)用,目前新建生產(chǎn)線環(huán)評均要求使用環(huán)保涂料,由于水性涂料適用性強、價格合理,已逐漸普及到各涂裝行業(yè)。其主要成分是水,溶劑含量為10%-25%,遠遠低于溶劑型涂料。使用水性涂料,可以從根源上減少廢氣中VOCs的排放量。各種涂料的VOCs含量參考值(《江蘇省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量計算暫行辦法》)見表2所列。
3.1.2工藝改進優(yōu)化,提高原料利用率
鼓勵企業(yè)實施連續(xù)化、自動化技術(shù)改造,推廣使用靜電噴涂、淋涂、輥涂、浸涂等涂裝效率較高的涂裝工藝,推廣使用先進的工藝技術(shù),優(yōu)化工藝和設(shè)備。
涂裝過程中常以噴涂形式使用涂料,在噴涂過程中產(chǎn)生較多漆霧,漆霧是噴漆廢氣中的顆粒物來源,因此,提高涂料利用率可以大大降低廢氣中的顆粒物,降低廢氣處理難度。不同噴涂方法的涂料利用率見表3所列。
由表3可以看出,只有采用大容量低壓空氣噴槍或靜電噴涂才能滿足至少65%的涂料利用率。除此之外,采用機器人噴涂也可以提高涂料利用率,目前國內(nèi)涂裝行業(yè)正在推行內(nèi)噴機器人,即整條涂裝線噴涂實現(xiàn)無人化,全部使用機器人噴涂,極大地提高了涂料的利用率。
3.2廢氣收集
目前多數(shù)企業(yè)采用露天噴涂作業(yè),沒有任何廢氣收集設(shè)施,有機廢氣直接散發(fā)至大氣中。少數(shù)企業(yè)采用集氣罩形式進行廢氣收集,一般的集氣罩廢氣收集效率只有30-50%,未收集氣體仍以無組織形式存在于大氣中,遠遠不能達到廢氣收集的要求。只有收集的廢氣才能進行治理,因此鼓勵企業(yè)實施密閉化生產(chǎn)過程,設(shè)置密閉獨立的作業(yè)區(qū),配備高效的有機氣體收集裝置,形成密閉式負壓收集狀態(tài),車間揮發(fā)的有機廢氣需經(jīng)抽風系統(tǒng)集中抽排,并與生產(chǎn)過程同步運行,杜絕露天和敞開式噴涂作業(yè)。車間應(yīng)配備良好的通風設(shè)備,廠區(qū)內(nèi)車間外的空間無明顯異味。
3.3廢氣治理
3.3.1廢氣治理技術(shù)分析
目前,廢氣治理行業(yè)公認的處理技術(shù)可分為回收技術(shù)和銷毀技術(shù),整體的VOCs污染防治技術(shù)具體細分見圖1,
3.3.1.1吸收法是利用低揮發(fā)性或者不揮發(fā)的有機溶劑對VOCs進行吸收處理,由于在廢氣處理過程中添加了有機溶劑,產(chǎn)生混合溶劑廢水等二次污染,不符合清潔生產(chǎn)理念,并且常規(guī)的機械企業(yè)不具備廢水處理能力,所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.2吸附法是利用固體吸附劑(活性炭、分子篩等)對污染物進行吸附凈化。雖然吸附法工藝成熟,有一定的處理效果,設(shè)備投入適中,但是吸附劑是易耗品,雖然可以配置吸附劑再生功能,但再生后的吸附劑性能下降幅度大,壽命短,更換下來的吸附劑屬于危廢品,需要投入額外的處理費用,而且一般設(shè)備體積比較大,占地較多,而多數(shù)機械企業(yè)內(nèi)部用地緊張,不能提供過大的空間用于放置廢氣處理設(shè)備,所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.3冷凝法是通過降低溫度,使VOCs廢氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),雖然可以起到回收的作用,但是其回收率不高,一般只有40-60%,并且只適用于高濃度的廢氣預(yù)處理,所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.4膜分離法是利用膜對不同物質(zhì)的選擇性穿透的能力來進行VOCs的治理,設(shè)備投入較高,并且膜的選擇性能力有一定的局限性,所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.5燃燒法以及催生的活性炭吸附/沸石轉(zhuǎn)輪吸附+RTO/RCO,是目前公認的VOCs治理最為徹底的技術(shù),但是其設(shè)備投入高,通常100-500萬不等,設(shè)備占地也較大,遠遠超出中小微企業(yè)的經(jīng)濟承受范圍,所以不適合中小微企業(yè)。
3.3.1.6生物法是利用微生物代謝活動降解VOCs.將其轉(zhuǎn)化為無害的小分子物質(zhì)的工藝,因生物菌種對有機物的消化具有很強的專一性,對環(huán)境條件比較敏感,而且在降解過程中會產(chǎn)生大量排泄物,造成固廢污染,整體設(shè)備占地大,所以不適合中小微企業(yè)。
3.3.1.7低溫等離子技術(shù)是利用介質(zhì)放電產(chǎn)生的帶有極高溫度的等離子體以極快的速度反復(fù)轟擊廢氣中的氣體分子,去激活、電離、裂解廢氣中的各種成分,通過氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(zhì)(如二氧化碳和水),或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質(zhì)。雖然該技術(shù)VOCs去除效率高,但是其等離子體溫度高,處理易燃易爆揮發(fā)性有機物時存在很大的安全隱患,因此天津市安監(jiān)局印發(fā)的《關(guān)于吸取事故教訓(xùn)開展環(huán)保治理設(shè)施專項安全檢查的通知》中,官方首次叫停低溫等離子技術(shù)。
3.3.1.8UV光解技術(shù)是利用高能UV紫外線使有機氣體分子發(fā)生裂解,化學(xué)鍵斷裂,形成游離狀態(tài)的原子或基團(C*、H*、O*等),同時,混合氣體中的氧氣被紫外線光裂解形成游離的氧原子并結(jié)合生成臭氧【UVO2→O-O*(活性氧)O*O2→O3(臭氧)】;混合氣體中的水蒸氣被紫外線光裂解產(chǎn)生羥基【UVH2O→HOH-(羥基)】,而這些生成的臭氧和羥基具有極強的氧化性,可將廢氣分子裂解產(chǎn)生的原子和基團氧化成H2O和CO2等無污染的低分子化合物。
3.3.2整體方案開發(fā)
現(xiàn)有集廢氣收集和處理的成套裝置,整套裝置廢氣收集效率達90%以上,廢氣處理效率達95%以上,廢氣排放滿足現(xiàn)行排放標準。充分考慮中小微企業(yè)的實際情況,設(shè)備價格經(jīng)濟合理,安全性高,占地面積小,適應(yīng)性強,運行成本低,日常維護簡單方便。
整套裝置由ALF-PF密閉噴漆房、ALF-AH除塵過濾、ALF-UV光解、ALF-AC活性炭吸附、管路、風機組成。
3.4管理監(jiān)控
為確保廢氣處理裝置長期有效運行,企業(yè)應(yīng)編制規(guī)范的管理條例,同時嚴格按照設(shè)備說明做好維護保養(yǎng)工作,積極響應(yīng)《江蘇省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物污染控制指南》的有關(guān)要求,將在線監(jiān)控和廢氣采樣設(shè)施納入規(guī)劃范圍,通過管理和監(jiān)控措施保證公司廢氣排放滿足環(huán)保要求。
來源:北極星VOCs在線