汽車噴涂有機廢氣處理技術(shù)的研究歷程（汽車噴漆廢氣處理工藝）

本文淺談了汽車涂裝過程中有機廢氣的來源、危害和減排途徑,并介紹了吸附法、燃燒法、低溫冷凝法、活性炭吸附—催化燃燒法和生物處理法等幾種廢氣處理技術(shù),并加以比較,以期為未來汽車涂裝行業(yè)有機廢氣有效處理提供理論參考和依據(jù)。

噴涂是汽車制造、維修行業(yè)重要的其中一道工序，也是產(chǎn)生氣最多的環(huán)節(jié)。

隨著更嚴(yán)格的《環(huán)境保護(hù)法》、《大氣污染防治法》等新環(huán)保法律法規(guī)的實施，我國對大氣環(huán)境質(zhì)量和企業(yè)廢氣處理要求越來越嚴(yán)格。如何采取有效措施處理噴涂廢氣、減少VOCs排放,是每個汽車制造/維修商應(yīng)該考慮的問題。

1、噴涂廢氣的主要來源

噴涂廢氣主要源于涂料中含有的有機溶劑在噴涂揮發(fā)的漆霧和干燥過程產(chǎn)生的揮發(fā)性廢氣，稱為揮發(fā)性有機化合物(VOCs)，主要成分為苯、甲苯、二甲苯等。一般來說，中涂、面涂和清洗溶劑使用過程中產(chǎn)生的VOCs含量最高。具體到生產(chǎn)車間，產(chǎn)生有機廢氣最多的有噴漆室、晾置室、調(diào)漆間、烘干室等，而不同車間產(chǎn)生的廢氣組分不盡相同。劉郁蔥等對輕型汽車涂裝丁藝過程的VOCs化學(xué)組分分析表明，涂裝工藝過程中最主要的VOCs化學(xué)成分是芳香烴以及乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯等OVOCs物質(zhì)。

2、噴涂廢氣的危害

噴涂漆料的有機溶劑毒性較強，噴涂時苯、二甲苯等揮發(fā)到車間空氣中，對操作工和自然環(huán)境都有害。廢氣經(jīng)呼吸道吸入后可引發(fā)中毒，是目前公認(rèn)的強烈癌物。長期吸人低濃度的噴漆廢氣，會引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘等慢性呼吸道疾病，嚴(yán)重時會發(fā)生抽搐、昏迷;吸人濃度大于1500mg/m3的苯蒸氣，可引起再生障礙性貧血。此外，有機廢氣對光化學(xué)煙霧污染現(xiàn)象以及酸雨的形成起重要作用。所以，企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)采取有效的減排措施和處理技術(shù)，減小廢氣排放量，降低有害物質(zhì)對人體健康和環(huán)境質(zhì)量的危害。

3、噴涂廢氣減排途徑

3.1使用環(huán)保涂料

環(huán)保涂料是符合國家環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品提出的技術(shù)要求的涂料產(chǎn)品，具有VOC含量低、節(jié)能、零污染等特點。一般地，環(huán)保涂料分為水性涂料、溶劑涂料和粉狀涂料。溶劑涂料的溶劑多為甲苯、二甲苯、酯、醇等，最終均以VOCs的形式揮發(fā)至大氣環(huán)境中;水性涂料的溶劑水占85%以上，有機溶劑含量較少;而粉末涂料由聚合物、顏料和添加劑組成，噴涂過程總涂料可回收利用，VOCs產(chǎn)生量極少，對環(huán)境的危害很小，使用粉末涂料排放的VOCs量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體涂料Pl。自從《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)汽車制造業(yè)(涂裝)》(HJAT293-2006)于2006年生效后，市場上的汽車噴涂漆料開始由溶劑型涂料向水性涂料過渡，環(huán)保型粉末涂料如硅藻泥產(chǎn)品、活性炭墻材等對環(huán)境污染極小。

3.2提高噴涂工藝水平

有研究表明，不同的噴涂工藝(人工涂刷、人工噴涂、機械噴涂等)影響噴漆利用率和污染物排放量Pl。在自動化程度越來越高的汽車涂裝生產(chǎn)線上，主要采用自動噴涂工藝。在采用自動噴涂工藝時，合理設(shè)計和調(diào)整風(fēng)速，可以提高噴涂效率，減少過有機廢氣的產(chǎn)生。目前，靜電旋杯噴涂工藝和高壓無氣噴槍噴涂工具在行業(yè)內(nèi)相對較先進(jìn)。所以，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，同時淘汰落后的生產(chǎn)設(shè)備，將有利于減少有機廢氣的排放。另外，在汽車制造和維修過程中，建議采用節(jié)能降耗、無污染的工藝，如磷化工藝、除油工藝等。

4、噴涂廢氣處理技術(shù)

當(dāng)前，國內(nèi)外噴涂廢氣處理方法主要有低溫冷凝法、活性炭吸附一fi化燃燒法、生物處理法等。

4.1低溫冷凝法

冷凝法是利用在不同溫度條件下，不同廢氣組分的飽和蒸汽壓各異，通過降低廢氣溫度，使之凝結(jié)為液態(tài)后進(jìn)行回收的方法。冷凝法處理法所需設(shè)備和操作條件相對簡單，冷凝回收的物質(zhì)純度較高，但該方法需要將廢氣冷卻到很低的溫度，不經(jīng)濟(jì)實用。該方法多用于處理高濃度、水蒸氣含量髙、廢氣成分單純、具回收價值的VOCs廢氣。

4.2活性炭吸附一催化燃燒法

活性炭吸附一催化燃燒法是有效利用活性炭吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點，將兩種方法結(jié)合起來的廢氣處理技術(shù)，實現(xiàn)連續(xù)、高效、節(jié)能的處理效果，處理效率進(jìn)一步提高，運行費用有所降低，總體來看既經(jīng)濟(jì)又有效。該方法主要靠吸附和脫附兩個過程來達(dá)到處理效果。噴涂廢氣經(jīng)過預(yù)處理后，在活性炭的吸附作用下，廢氣得以吸附和凈化治理;活性炭吸附飽和后，在催化床中，通過催化燃燒，將有機物徹底分解。對于低濃度、大風(fēng)量的有機廢氣來說，活性炭吸附_催化燃燒法不失為一種既經(jīng)濟(jì)又具環(huán)保效益的選擇。

4.3生物處理法

生物處理法是在微生物的分解作用下，將有機廢氣氧化分解為二氧化碳和水等無害物質(zhì)的方法。生物處理法具有所需成本低、不易造成二次污染等優(yōu)點，是一種環(huán)境友好型的廢氣治理技術(shù)。根據(jù)處理原理，該方法對氣體的水溶性和生物降解性有一定要求，反應(yīng)所需時間較長、且操作維護(hù)較繁瑣。該方法適合處理中、低濃度的有機廢氣。

鑒于汽車噴涂廢氣的危害性，有必要嚴(yán)格控制和治理汽車涂裝廢氣。在選擇VOCs處理方法時，綜合考慮成本、處理效率等因素，根據(jù)實際情況采取切實有效的處理措施，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，使廢氣治理取得更好效果。