文章導讀：VOCs減排控制技術一般分為源頭控制、過程控制和末端治理三個環(huán)節(jié)，集裝箱行業(yè)的VOCs治理也遵循著這個體系。

集裝箱制造業(yè)是典型的高消耗、高污染產業(yè)。我國集裝箱制造業(yè)排放的VOCs總量在各行業(yè)中排名前十。

控制集裝箱行業(yè)的VOCs排放，要從噴涂環(huán)節(jié)下手。VOCs減排控制技術一般分為源頭控制、過程控制和末端治理三個環(huán)節(jié)，集裝箱行業(yè)的VOCs治理也遵循著這個體系。

VOCs排放貫穿集裝箱制造始終

我國生產的集裝箱大致可分為普通（干貨）集裝箱和特種集裝箱。這兩種集裝箱的生產工藝大致相同，都是從鋼板預處理開始，經過冷軋成型加工、焊接組裝、整箱噴砂、噴漆及完工線裝配等十幾道工序，其中關鍵工藝為鋼材預處理、冷加工成型、焊接組裝及噴漆4個部分。

集裝箱制造的第一道工序和最后一道工序都是涂裝，它不僅貫穿著集裝箱制造的始終，而且要與整個集裝箱工藝相適應。

集裝箱生產中的VOCs排放主要來自于富鋅漆、中層漆、瀝青漆、面漆、修補漆等涂料的噴涂、烘干等過程，顆粒物的排放則主要來自于鋼材預處理、焊接、組裝、打砂等過程。另外，在集裝箱生產過程中的局部及死角部位噴涂、修補、零件表面涂裝等亦會產生VOCs排放。這些工藝大多數(shù)為人工操作，分散面廣，VOCs的濃度、流量小。

國內一家集裝箱生產企業(yè)的車間

源頭控制：推廣使用水性涂料

傳統(tǒng)溶劑型涂料中含有大量VOCs成分。樣品檢測結果顯示，集裝箱噴涂工藝所用的底漆中VOCs含量約為17.9%～25%（質量比，下同），面漆中VOCs含量約為25%～70%。溶劑型涂料中的VOCs成分在使用過程中會揮發(fā)出來，產生嚴重的VOCs污染。隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴格，國際集裝箱標準化委員會對集裝箱涂料的環(huán)保和衛(wèi)生提出較高的要求，比如，涂料內不得含鎘、鉛、鉻、汞等重金屬；采用磷酸鹽等無毒的顏料；高固體分低VOCs含量的涂料等。于是用VOCs含量小的水性涂料替代溶劑型涂料成為目前最好的選擇。

但目前水性涂料的推廣應用還存在著許多技術難點：一是在底漆噴涂階段，業(yè)界采用“包絡技術”防止“富鋅底漆”中鋅原子被氧化，即將鋅粉用少量有機溶劑包絡并溶解于低VOCs介質。使用水性涂料后，則必須在協(xié)調包絡技術所采用的有機溶劑含量的極限基礎上達到降低VOCs目的。

二是水性涂料存在的“閃銹”問題。集裝箱在打砂工藝之后，鋼材不能接觸水汽，否則會發(fā)生“閃銹”，即在“打砂”后的粗糙鋼材表面尖峰點上出現(xiàn)快速氧化銹蝕現(xiàn)象。使用水性涂料將大大增加“閃銹”發(fā)生的概率。

三是水性涂料的涂裝工藝技術難點。將溶劑改為水性體系后，由于水和低含量有機溶劑的凝固點約為0℃，加上空氣中有大量的水分，所以，噴涂水性涂料低于一定溫度和高于一定濕度時，就無法形成有效的涂膜。此外，水性涂料在干燥過程中，干燥度需要達到一定要求，否則也無法形成有效涂膜。

四是水性涂料的成膜質量缺陷。水性涂料在涂裝過程中會有較多的成膜質量缺陷，如起泡、開裂、流掛、針孔、發(fā)霉、閃銹等。

過程控制：改進集裝箱生產工藝

現(xiàn)有涂裝工藝改進主要集中在一次底材處理涂裝方式、內表面的自動噴涂、靜電涂裝等方面，這些工藝的改進具體如下：

一次打砂車間底漆輥涂工藝。傳統(tǒng)集裝箱生產過程中鋼板預處理是在自動打砂機中一次完成的，這種車間底漆噴涂方式存在涂料損耗大、占用場地大等缺點。2007年中集集團嘗試使用自動輥涂工藝進行車間底漆的施工，實現(xiàn)生產過程在自動流水線中一次完成，從而大幅降低涂料損耗：涂料用量減少20%，溶劑用量減少50%，每個集裝箱能減排15%。經濟方面也能節(jié)約成本20～30美元/標準集裝箱。

整箱自動噴涂工藝。傳統(tǒng)集裝箱箱體部分位置采用人工噴涂的方式，噴涂損耗大、施工節(jié)奏慢。2007年起，部分集裝箱生產企業(yè)開始采用“噴槍固定、集裝箱移動”的噴涂方式，將涂裝的條件參數(shù)輸入電腦程序，由電腦控制噴槍和涂裝機工作，提高了涂裝效率，節(jié)省了涂料，還降低了工作人員的健康風險。

靜電噴涂。目前集裝箱涂料的大部分損耗發(fā)生在快速施工過程中的漆霧飛濺。為了降低涂料損耗，中集集團和勝獅集團的部分箱廠先后進行了靜電噴涂試驗，通過對環(huán)氧富鋅底漆和環(huán)氧中間漆、內面漆進行靜電噴涂，可以降低涂料損耗近20%。

末端治理：治理技術的革新

在集裝箱制造業(yè)VOCs末端治理中，“活性炭吸附—水蒸氣脫附—溶劑回收”工藝得到普遍應用。該工藝原理是將漆房排出的含有機溶劑的廢氣由排風機抽送入回收系統(tǒng)；在回收系統(tǒng)中先進行過濾、冷卻等預處理，去除廢氣中部分有害成分；之后廢氣抽送進入復合炭床吸附罐內，溶劑分子被罐中活性炭吸附在縫隙中，凈化氣體排入大氣。一定時間后吸附罐吸附達飽和，系統(tǒng)會自動通入水蒸氣脫附，脫附下來的有機溶劑和水蒸氣的混合液體冷卻后進入自動分離器分離，分離的溶劑為噴漆所用。

上述溶劑回收方法對油性漆的污染氣體回收率可達90%，但隨著水性漆在行業(yè)內的推廣應用，這種末端治理技術已經無法滿足新的生產工藝需求，比如水性漆VOCs含量比油性漆少得多，繼續(xù)用溶劑回收技術處理廢氣，會使成本大幅提高。所以，越來越多的集裝箱制造企業(yè)采用了新的治理工藝——“固定床活性炭吸附—熱風脫附—催化燃燒”工藝。

從近年來集裝箱制造企業(yè)有機廢氣處理的實踐看，新的處理工藝具有較好的技術經濟適用性，能適應集裝箱制造廠有機廢氣的大風量、低濃度的特點。新方法采用的活性炭吸附—熱風脫附—催化燃燒—余熱利用這一工藝路線，與溶劑回收法相似，同樣經過活性炭的吸附和脫附的過程，不同之處在于，新方法將脫附出的有機廢氣經過催化燃燒。目前，多家集裝箱企業(yè)已采用這種工藝治理有機廢氣，經多次環(huán)保驗收監(jiān)測及許多次的內部監(jiān)測，排放濃度穩(wěn)定達標。相比溶劑回收法，這種工藝所需的運行成本、占地面積、操作簡便等性能指標均有明顯改善，取得較好的社會效益和經濟效益。

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