2023年02月13日 13:42:06 来源:杭州海州环保设备有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:15
涂层为金属等材料提供装饰和保护功能,涂装是制造业核心生产工艺之一。传统涂料在生产和施工中大量使用有机溶剂,溶剂最终挥发到大气中。随着我国大气污染整治工作持续推进,NOx、SOx、PM等污染物浓度持续降低,臭氧已经成为各地区首要污染物。VOC(挥发性有机物)是生成臭氧,和SOA(二次有机气溶胶)的关键前体物,SOA也将加剧PM2.5等微颗粒物浓度,以有机溶剂为代表的VOC排放控制日趋严格。
随着《重点行业挥发性有机物综合治理方案》等相关法规条例的颁布,各省市也相继制定挥发性有机物治理工作条例或措施,其中工业涂装都是重点整治行业。目前VOC减排主要分为源头消减、过程控制、末端治理3个方向。对于工业涂装领域,三类措施需要综合考虑,灵活运用;单独从某一方面去实现达标排放,其经济效益和环保效益均很难取得满意的结果,不利于企业长期竞争力和绿色发展。
1、源头消减
源头消减是目前关注的方向,被认为是的手段之一。源头消减严格限制涂料中VOC含量,且使用污染更小的有机溶剂,许多省市纷纷出台推进源头减排政策。VOC含量降低能直接减少排放总量和排放浓度,但如果单一追求极小VOC含量,将导致涂料成本显著上升,施工难度增加以及涂膜综合性能下降的风险,最终不利于低VOC产品逐步推进。涂料中VOC限值应充分考虑当前技术水平和成本承受能力。源头消减选用的低VOC含量涂料主要包括:水性涂料、粉末涂料、高固体分(无溶剂)涂料及辐射固化涂料等。
2、过程管控
不论水性涂料还是溶剂型涂料,施工时均有VOC释放,过程管控极为重要。广泛意义的过程管控包括两个方面,一方面控制VOC散逸,另一方面降低VOC排放总量。
涂料从开桶混合搅拌就开始不断向大气中挥发有机溶剂,而目前大部分单位废气处理限于喷涂车间和烘烤车间。调漆间涂料搅拌混合、混合后涂料转运、露天小面积修补、施工工具清洗、废弃物残留VOC等过程的挥发需要纳入相关管理规范中。更加重要的是,部分涂装车间考虑洁净度等原因,喷房和烘烤房为微正压设计,即送风风量略大于排风风量。当室体密封不良时,风机运行过程中不断有含有机溶剂的气体散逸到周边空气中。加强对生产相关区域内各个位置的VOC监控,不断改进和完善收集措施,能有效降低有机溶剂的实际排放量。
通过设计合理的涂膜配套,选用传递效率更高的喷涂设备、更科学的施工工艺方案、更环保的清清除油体系,降低调配及洗枪过程中涂料和溶剂浪费,降低由于涂膜弊病等返工产生的涂料使用量,最终也将减低后续排放压力,同时也降低了生产成本。
3、末端治理
涂装行业废气处理技术路线较多,主要包括活性炭吸附、分子筛吸附、沸石吸附等吸附法,直接燃烧(TO)、催化剂燃烧(CO)、蓄热式催化燃烧(RCO)、蓄热式热氧化燃烧(RTO)等燃烧方案,以及光催化降解法、等离子处理等。每一种处理方法对于废气浓度要求、能源消耗、处理效率等有显著差异,需要根据实际排放要求、废气特点、需要处理总量及成本投资预算等综合考虑选用。
吸附法:利用活性炭、沸石、分子筛和氧化铝等多孔性固体材料吸附并且分离有机溶剂的方法。当吸附达到一定浓度后脱附处理获得高浓度的废气,废气通过燃烧等方式处理实现达标排放,脱附的多孔材料又可以重新利用。此方法初始投资成本相对较低,但对于VOC处理量较大的涂装车间适用性差,吸附材料再生需要结合其他处理方式,且运行维护成本高。
燃烧法:包括热力燃烧和催化燃烧,由于VOC去除效率高、稳定性好等,被广泛推荐应用。
TO直接燃烧:是指利用燃料产生高热量,把有机溶剂直接燃烧而发生降解的处理方法,反应温度一般超过900℃。
CO催化燃烧:废气被加热至可分解温度,经过催化床被分解为CO2和H2O,温度低于TO方案。
RTO蓄热式热氧化燃烧:将含有VOC的废气加热到760℃以上,有机溶剂被分解为CO2和H2O,同时陶瓷蓄热部件回收分解过程中释放出的热量,降低能源消耗。其分解效率高达99%以上。一般适用于处理大风量、VOC浓度范围在2~8g/m3的有机废气。与沸石转轮浓缩等装置联用,能处理浓度更低的废气。
RCO蓄热式催化燃烧:相比RTO,增加了催化剂装置,能处理浓度更低的有机溶剂废气。设备首先通过吸附提高VOC浓度,催化剂同时降低反应活化能,提高反应速率,其反应温度可降低到400℃以下,大幅减少设备运行过程中的能源消耗,且当废气浓度足够高时,设备运行甚至不需要额外燃料。
光催化法:催化剂表面吸附有机溶剂,在紫外光的作用下,分解为CO2和H2O,此类方法的处理效率与VOC的种类及环境条件关联较大。对于排放速度高、VOC含量大的工业有机废气,光催化法去除效率较低。某些光催化后最终产物中还包含了臭氧。
等离子处理:利用射频放电产生高能量处理有机溶剂,有机溶剂被分解为原子、无毒分子或者自由基,最终全部转化为无害产物的一种处理方法,等离子处理法去除效率较低。
当前VOC减排依然是我国大气环境治理的重要内容之一,减排压力依旧严峻,治理过程中,源头消减、过程控制、末端治理缺一不可。根据各个工厂的实际排放特点及减排目标制定策略,是实现可持续发展和绿色发展的必然要求。VOC治理也只有通过系统性考虑、全流程分析以及认真落实才能实现有效减排和经济减排。