隨著國家對環(huán)境保護問題及節(jié)能減排重視程度的提高,汽車涂裝過程中的高能耗和產生的大量廢氣、廢渣和廢水對環(huán)境造成的污染已引起了高度的重視。國家對汽車涂裝的廢氣處理也會越來越嚴格,汽車企業(yè)必然通過相應的技術改造及選用先進的涂裝材料及工藝來降低VOC排放,縮短與國外汽車企業(yè)之間的差距。
涂裝車間廢氣的來源
溶劑蒸氣是一種毒性很大的氣體物質,一般液態(tài)涂料的溶劑含量占50%~ 60% (硝基涂料甚至高達80%),這些溶劑在涂裝中全部揮發(fā)成氣體,而涂裝中產生的廢氣主要來源:一是油漆噴涂之后在晾干間流平時溶劑揮發(fā)的蒸氣。二是烘干室的排氣。從烘干室排出的廢氣,包括涂料系統(tǒng)排出的廢氣和燃料系統(tǒng)排出的廢氣。其中涂料系統(tǒng)排出的廢氣含有涂膜中殘留溶劑、部分增塑劑或樹脂單體等揮發(fā)物、熱分解生成物、反應生成物等;燃料系統(tǒng)排出的廢氣為燃料燃燒廢氣。三是噴漆室的排氣。為維持噴漆室內的作業(yè)環(huán)境,噴漆室內的換氣風速應控制在0、30~0、60m/s。噴漆室廢氣由于排氣量大,有機溶劑含量低(1/10000以下),暫無有效的處理大型涂裝噴漆室排除的廢氣方法,僅僅采用高空單點排放,排放點高度應符合GB16297-1996《大氣污染綜合排放標準》的規(guī)定,它是治表的處理方法,對于小型涂裝噴漆室有配置活性炭吸附裝置處理廢氣等方法。一般底色漆粘度較低,稀釋比例在80%以上,含有大量溶劑污染環(huán)境最嚴重,因此底色漆在噴漆室產生的VOC排放60%,晾干間35%,烘干室5%,中涂和清漆粘度較低,稀釋比例在15%左右,含有少量溶劑,并經過高溫烘干,因此中涂、清漆噴漆室VOC排放50%,晾干間20%,烘干室30%。廢氣主要來源于噴涂揮發(fā)的漆霧和溶劑揮發(fā)的蒸氣。
廢氣處理:如何減少涂裝車間廢氣?
常規(guī)的廢氣處理方法的缺點顯而易見,只有除舊更新才能跟得上時代的腳步,從廢氣產生的來源入手,控制其產生量而達到減少廢氣處理的目的,具體有以下幾點:
1、由于晾干間送風風量小,有機溶劑濃度相對較高,因而可考慮將此處廢氣收集至烘干爐焚燒器中,直接燃燒。將噴漆室晾干段和烘干爐內的廢氣盡量引入烘干爐焚燒器中,作為燃燒時新鮮風的補充。
2、采用水性漆涂裝工藝。使有機溶劑排放量已低于歐洲環(huán)保法規(guī)要求的35g/m2。在歐洲,近幾年已經在新建涂裝線上全部采用水性漆工藝,所有新建涂裝線底漆全部采用水性電泳底漆,中涂采用水性噴涂涂料,面漆采用水性底色噴涂涂料加高固體分清漆。
3、工藝布局優(yōu)化。溶劑型涂料的3C1B(三噴涂一烘干)涂裝工藝已是一種將能耗的消減、VOC的消減、成本消減等涂裝課題一并解決的新型工藝節(jié)約型的涂裝方法,此種工藝目前日系涂裝生產線運用較多。
4、采用粉末涂裝工藝。采用粉末涂裝工藝是最佳的環(huán)保型涂裝工藝,其有機溶劑揮發(fā)量可達35g/m2以下。粉末涂料已經開始應用于轎車的車身涂裝。繼粉末罩光漆工業(yè)化應用后,粉末金屬底色也已經商業(yè)化。在北美,粉末中涂已經工業(yè)化應用多年。
5、盡量減少換色頻率和清洗次數。在大批量生產中,應考慮面漆前同一顏色連續(xù)噴涂,加強生產組織管理,盡量減少單車噴漆換色,將長清洗和換色清洗頻率降低到最低值;在小批量生產中,為提高噴漆室利用率,許多生產線采用中涂、面漆合一的工藝方案,即工件在噴漆室內運行兩遍。在該種方案設計時,應避免出現單車噴漆換色的生產方式,不僅會造成成本提高,同時還會加大環(huán)境的污染。
6、排放現狀。為保證噴涂的最佳質量,噴漆室內手工噴涂段和自動噴涂段通常采用上送風、下抽風層流空氣流動方式,其中顏料和樹脂通過廢漆處理裝置進行廢氣處理,其產生廢水通過污水處理站處理,室內截面風速分別要求達到0、45m/s和0、30m/s,同時要求溫度控制在23±3℃,濕度為60%~70%(理想狀態(tài))將噴漆過程產生的漆霧(主要為揮發(fā)性有機溶劑)以及過噴的顏料和樹脂壓入噴漆室水洗系統(tǒng)(如文丘里或水旋式),而揮發(fā)性有機溶劑通過排風系統(tǒng)直接排出廠房外。
7、設計規(guī)范及有關計算。在“大氣污染物綜合排風標準(GB16297—1996)”中,對包括二甲苯在內的各種有機物質允許排放濃度和對應各種排氣煙囪高度而制定的排放速率進行了規(guī)定。由于噴漆室排風量大,噴漆過程產生的有機溶劑含量在噴漆室排風量中濃度很低,滿足國標中規(guī)定的允許排放濃度。由于采用集中排風,排放速率與涂料小時平均消耗量(節(jié)拍和噴涂面積)有直接關系,因此在各個涂裝車間項目建設中,集中排風的煙囪高度不同。為了滿足此“大氣污染物綜合排風標準(GB 16297—1996)”的規(guī)定,在實際工廠設計方案中,通常根據每小時車身二甲苯排放量反推計算排氣煙囪高度。在噴漆室內揮發(fā)性有機溶劑中,主要危害物質為微量的苯和甲苯以及二甲苯。由于二甲苯在廢氣中含量較高,對眼睛及上呼吸道有刺激作用,高濃度時對中樞神經系統(tǒng)有麻醉作用,同時二甲苯在大氣中主要通過光解進行轉化,轉化速度慢,滯留大氣時間相對較長,因而涂裝車間通常以其排放濃度和排放速率作為對環(huán)境影響的主要依據。
8、盡量采用先進的噴涂設備?煽紤]采用機器人靜電噴涂和手工靜電噴槍噴涂,減少空氣噴涂。通過提高噴涂效率和涂料利用率,降低材料消耗,達到減少有機溶劑揮發(fā)量的目的。
目前涂裝就是汽車制造業(yè)中的高能耗、高污染環(huán)節(jié),其中涂裝車間的噴漆室更是重中之重的污染點,也是大氣污染的主要來源,對于噴漆室廢氣處理已經迫在眉睫,全球大批的專家學者都在關注這個課題。由于汽車制造業(yè)是一個高污染的產業(yè),在現代全球提倡環(huán)保、全世界號召保護環(huán)境的背景下,汽車制造業(yè)得到了更多的重視和關注,同時也出現了很多問題有待解決,很多的工藝技術有待優(yōu)化和提升。
|