如何控製機械製造行業塗裝工藝的VOCs排放?
來源:科(kē)柏盛環保 發(fā)布時間:2024-09-11
本期,帶大家一起了(le)解機(jī)械製造行業塗(tú)裝工藝,以及企業如何在生產各環節中減少VOCs的產生與排放。
機(jī)械製造業(yè)
機械(xiè)製造業的(de)機械塗(tú)裝生(shēng)產(chǎn)過程(chéng)中會有(yǒu)VOCs的產生和排(pái)放,機械塗裝具有(yǒu)以下的特(tè)點:
1. 機械塗裝主(zhǔ)要是油(yóu)漆噴塗和粉末噴塗,可以使用種類(lèi)較少(shǎo)。
2. VOCs產生在調漆、噴漆、流平、烘幹、清洗等工序,VOCs來(lái)源於塗料(liào)、稀釋劑、清洗劑、固化劑、膠粘劑和密封膠等含VOCs原輔材料。
3. 機械使用環境比較複雜,對塗裝的質量要求較高。因(yīn)此,對原(yuán)輔材料的質量要(yào)求較高,需要(yào)多層噴塗或多次塗(tú)裝,部分還需(xū)要進行特殊的處(chù)理,例如,特殊防(fáng)腐和防水等等,原輔材料的(de)消耗量也會增加。
4. 由於機(jī)械的體積較大,導致塗裝(zhuāng)生產所需要(yào)場地較(jiào)大;由於機械的形(xíng)狀差異較大(dà),增加(jiā)了塗裝生產(chǎn)的複雜性;部分大體積的機械隻能是半開敞環境或開放(fàng)環境中進行(háng)塗裝,收集VOCs難(nán)度大,VOCs無組織排放量大(dà)。
生產工藝
一、基本工藝
機械塗裝工藝可以根據使用(yòng)的原材料(liào)分(fèn)成油漆噴(pēn)塗和(hé)粉末噴塗,油漆噴塗又分水性油漆噴塗和油性油漆噴塗;機械塗裝工藝又可以根據生(shēng)產環境分成密閉(bì)式生產、半密閉(bì)式生產(chǎn)和敞開式生產(chǎn);機械塗裝生產工藝還可以根據使用的工具不同分成自動化生產線噴塗、機械手噴塗和手工噴(pēn)塗。
生產工藝的差別既可能影響VOCs排放總量,例如,粉末(mò)噴塗與油性噴漆兩者的(de)VOCs排放總量差異較大;也可能影響無組織排放量,例如,使用相同的原輔材料,但(dàn)生產環境不(bú)同,密閉式生產和敞開式生產,兩者的無組織排放量相差較(jiào)大。
機械塗裝生產(chǎn)中產生VOCs的工序和場所有噴底漆、流平、烘幹以及調料等等。
二、原輔材(cái)料
01 漆噴塗原(yuán)材料
噴漆所使用的(de)原材料有油性漆和水性漆。在使用油性漆時還需(xū)要使用固化劑和稀(xī)釋劑。VOCs的排放不僅來自油性漆本身,還來自(zì)所使用的輔助(zhù)材料。
①使用油性油漆時不僅油性油漆本身VOCs含量大,所用的助劑VOCs含量也大。
②使用水性油(yóu)漆時不僅水(shuǐ)性(xìng)油(yóu)漆的VOCs含量(liàng)遠低於油性油(yóu)漆,而且所使用助劑的VOCs含量也低。
02 粉(fěn)末噴塗原材料
從(cóng)原材料成(chéng)份分析,粉末是不含VOCs的。但在生產過程中,尤其是高溫(wēn)固化和烘幹的情況,會有少數VOCs逸散出來。
三、VOCs收集與治理
01 收集
在機械塗裝中,VOCs收集是其中重要的一環。一方麵,要進行塗裝的機械體積(jī)較大,塗裝時需要較大的空(kōng)間,空間越大收集VOCs難(nán)度越大。另一方麵(miàn),機械的塗裝生產有相當部分是在半開(kāi)敞環境或開敞環境下進行的,限製了VOCs的收集。
02 預處理(lǐ)
在機械塗裝中含VOCs廢氣的收集應根據各個生產工序收集(jí)到廢(fèi)氣的特點不同分類收集,分類進行預處理。
例如(rú),噴漆工序收(shōu)集的廢氣溫度較低,但因已經過水膜處(chù)理含水量(liàng)大。預處(chù)理中(zhōng)不需要降(jiàng)溫(wēn),要除水。烘幹工序收集的廢物溫度較高,含水量低,需要降溫,而不需要脫水(shuǐ)。
03 治理工藝
當機械塗裝使用油性漆噴塗時,廢氣中VOCs的濃度較大,風(fēng)量也大,應以吸附—催化燃燒或(huò)吸附—蓄熱(rè)燃燒為主要的治理工(gōng)藝。當機械塗裝使用水性油漆噴塗或粉(fěn)末噴塗,廢氣的風量較大,而VOCs濃度較低,可以選擇活(huó)性炭吸附(fù)為治理工藝。
機(jī)械塗(tú)裝清(qīng)潔化生產途徑
一、綠色產品設計(jì)與生產
01 合理搭配(pèi)底漆(qī)、中間漆和麵漆(qī)
合理搭配底漆、中間漆和麵漆是可以(yǐ)減少漆的消耗(hào),從(cóng)而達到減(jiǎn)少(shǎo)VOCs排(pái)放的目(mù)的。合理搭(dā)配底漆、中間漆和麵(miàn)漆的工作包括減少各層漆的用量、使用VOCs含量較少(shǎo)的漆等等。
02 合理確定產品質量標準
提高產(chǎn)品質(zhì)量標準(zhǔn)勢必會增加原輔材料(liào)的消耗,導致增大VOCs量的排放。因此,合理確定產品的質量標準十分重要的,既不過分(fèn)提(tí)高產品質量標準,又要滿足機械使用的要求。嚴格控製質量標(biāo)準就可以嚴格(gé)控製原輔材料(liào)的消耗量(liàng),最終達到嚴格控製VOCs的排放(fàng)量。
二、原輔材料的改進和選(xuǎn)擇
01 用水性漆替代油性漆
在機(jī)械塗裝中,減少VOCs排放量實用(yòng)性強和有效性高的方法是使用水性(xìng)漆。水性漆技術趨向成熟,在許多(duō)機械製造中廣泛應用,例如,風機、壓(yā)機、分條機、橫切機、泵(bèng)、擠出機、電櫃等等產品,基本上都可以使(shǐ)用水性漆。水性漆的使(shǐ)用有以下幾種情況:
①水性底漆(qī)+低VOCs含量油性麵漆;
②水性底漆+低VOCs含量油性中(zhōng)間(jiān)漆+低VOCs含量油性麵漆;
③水性底漆(qī)+水性(xìng)中間漆+低VOCs含量油性麵漆。
④底漆、中間漆(qī)和麵漆均用水性油漆。
企業可以根據產品的特點和水性漆的質量采用不同的方法。
02 粉末塗料替代油性油漆
粉(fěn)末塗料(liào)基本上不含VOCs,用粉末塗料取代油性漆(qī)可以減少VOCs的排放。在某些方麵,粉末噴塗的質量又優於水性漆。因此,粉末噴塗代替油(yóu)漆噴塗是減少VOCs排放的有效(xiào)途徑。然而,機械常常是體積較大的,在使用粉末噴塗(tú)還需要解決一些(xiē)實(shí)際的技術難題(tí)。對(duì)於體積較小、重量較輕的機械組合(hé)件是可以用粉末噴塗代替漆噴塗。
03 選擇VOCs含量較低(dī)的原輔材料(liào)
含VOCs的原輔材料中,由於所含VOCs的種類不同或所含的量不同,導致有不同的VOCs排放量。在(zài)生產過程中應選擇VOCs含量較低的原輔材料。
三(sān)、改(gǎi)進生產工藝(yì)與裝備
01 提高噴塗量的精度
在漆(qī)噴塗中,提高噴塗量的精度就是減少(shǎo)漆和粉(fěn)末的用量,不僅可以減少(shǎo)VOCs的排放量,還(hái)可以降低生產成本。要提(tí)高噴塗量的精度就要做好消耗量的計算、噴塗時的風量和速度等等。
02 改進噴塗的方式
隨著技術的進步,在噴塗(tú)方式(shì)方麵有緊湊式塗裝、靜電噴塗、高(gāo)壓無氣噴塗、空(kōng)氣輔助無(wú)氣噴(pēn)塗、熱噴(pēn)塗等等。企業可(kě)以(yǐ)根據產品的(de)特點和生產的環境(jìng),選擇不同的噴塗方式,提高生產(chǎn)效(xiào)率,減少噴塗時的原輔材料(liào)的逸散。
03 提高噴塗的自動化程度(dù)
提高噴塗自動化程度不僅可以提高生產效率,降低(dī)員工勞動強度,也可以減少VOCs的排放。例如,機械手噴塗可以提高噴塗精度。由於機(jī)械具有體積大、重量重的特點,不能采用自動化(huà)噴塗生產線的形式,更(gèng)適合采用機械手噴塗的方式。
04 嚴格(gé)控製工藝參數
嚴格控製VOCs產(chǎn)生工序工藝參數是有利於減少VOCs的排放,例如,嚴格控製噴漆的速(sù)度、嚴格控製烘幹(gàn)的(de)溫度以及嚴(yán)格控製流平的溫度和時(shí)間都有利於減少VOCs的(de)釋放。
四、生產環境(jìng)清潔化
01 減少原輔材料的揮發
保持盛含(hán)VOCs原輔材料容(róng)器的密封,嚴格控製和適當地降低儲存(cún)含VOCs原(yuán)材料的溫度,在稱量、配料(liào)和輸送含(hán)VOCs原輔材料時要盡量避免在空氣中暴露(lù)等等(děng)。
02 改進原輔材料的稱量、調配和輸送
由於機械塗裝的麵積大,使用的原輔材料(liào)量大。人工進行稱量和調配所需要的時間較長(zhǎng)。在(zài)原輔材料稱量、調配和輸送過程中會造成液體的擾動和揮發。為了減少(shǎo)在稱量、調配和輸送過程的VOCs釋放,盡可能運用自動(dòng)化設備。使用自動化設備具有速度快、密(mì)封性好(hǎo)、準確、失誤可能性少。
03 減少生產(chǎn)過程的(de)泄(xiè)漏
機械塗裝生產應該在生產車間進行,禁止(zhǐ)在(zài)露天操作。在生產車間進行塗裝生產時,噴漆等工序應做到在密閉(bì)空間進行。如果不能全密(mì)閉時,應做可移動的半密閉隔離空間,並安裝抽氣係統,收集無組織排放的VOCs。如果(guǒ)隻能敞開式生產,則生產車間需要進行密閉,並在車(chē)間安裝集氣裝置收集VOCs。
五、優化(huà)收集和(hé)治理工藝
01 加強VOCs的收集
①加強VOCs的無(wú)組(zǔ)織排放。要減少VOCs的無組織排放就是(shì)要強化生(shēng)產(chǎn)車間的密封(fēng)性以及做好集氣係統。
②提高生產環境的密封性。噴漆、流平和晾幹/烘幹等工序要在密閉條件下進行(háng)。鼓勵企業針對小工件噴塗采用自動化密閉收集,大工件設備采用軌道輸送+密閉噴塗方式進行,落實調漆房和噴塗作業廢氣收集。
③符合條(tiáo)件的情況下做(zuò)好廢氣分類收集和分(fèn)類預處理。例如,有噴漆房、流平隧道或烘幹房的情況下,做(zuò)好廢氣分(fèn)類收集和分類預處理。
02 優化處理工藝組合
合理選(xuǎn)擇廢(fèi)氣治理工(gōng)藝組合以及(jí)合理調整廢(fèi)氣治理工(gōng)藝的順序是(shì)實(shí)現(xiàn)穩定達標(biāo)排放的必要條件。
03 嚴格控製治理工藝參數(shù)
除(chú)了選擇合理的廢氣治理工藝外,根據生產的實際情況及時調整治理工藝參數以及(jí)嚴格控製治理工藝參數(shù)是十分必(bì)要的。廢(fèi)氣治理工藝參數主要有風量、風速、廢(fèi)氣溫度、燃燒(shāo)溫度以及活性炭(tàn)的飽和度等等。
典型(xíng)案例
該公司是國內大(dà)型的風機製備企業,該企業重視節能(néng)減排、環境保護以及碳減排(pái)。該企業安裝的太陽能光(guāng)伏發電係統(tǒng),其發電量已經能夠滿足該企業的所有用電。
隨著水性漆技術的不(bú)斷成熟,該企業經過了較長期的研究,不斷調試,常規的風機、水泵、電櫃等產品均可以使用(yòng)水性漆,而不使用油性漆。企業水性漆產品占全部(bù)產(chǎn)品(pǐn)的(de)80%以上(shàng)。核電站和水電(diàn)等(děng)的專用設備由於使用條件的限製仍是使用油性漆。
該企業根據產品的特點,創造密閉的生產環境進行生產。調漆間與噴漆(qī)房相(xiàng)連接,僅與對應工序(xù)的噴(pēn)漆房有門進出,噴漆房使用軌道輸送,內設(shè)小型吊機,方便(biàn)噴塗作業時做好廢氣收集工作;水性漆噴塗生產線和油性漆噴塗(tú)生產線獨立運行,分類收集處理。
該企業經過較長時間的研究和探索(suǒ),決定根據不同的廢氣采用分類收集和分類治理(lǐ)。水性漆生產(chǎn)線的廢氣采用水(shuǐ)射(shè)流混動塔+活性炭吸附的治理工藝。油性漆生產線的廢氣采用水射流混動塔+三級過濾器+筒式轉輪吸附+蓄熱式催化燃燒。