0引言
隨著環(huán)保形勢日益嚴峻,國家對環(huán)保更加重視。不少地區(qū)對環(huán)保工作不利的負責人進行了嚴厲的處罰,體現(xiàn)了國家對環(huán)保工作不容置疑的決心。大氣環(huán)保方面,VOCs作為PM2.5形成的重要因子、大氣環(huán)境惡化的關(guān)鍵而被列為重點控制對象?!笆濉逼陂g,全國將重點推進石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷、機動車和油品儲運銷等行業(yè)VOCs減排。大氣復合污染較重的地區(qū)被列為全國VOCs減排重點地區(qū),涉及北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江、山東、廣東、遼寧、安徽、河南、湖北、湖南、重慶、四川、陜西等16個省份,其VOCs排放量占全國總量的70%左右。
乘用車涂裝線VOCs全面治理已提上日程,形勢緊迫。各大車企積極尋求治理措施,對于政策的理解、污染的治理、結(jié)果檢測等方面均有強烈的需求。本文應(yīng)勢對涉及乘用車涂裝線VOCs廢氣治理的法規(guī)、標準及其排放量、排放濃度的測算方法進行了分析,同時提出了VOCs治理的策略與方向,供行業(yè)同仁分享、探討,共同推進涂裝線VOCs廢氣治理的進程。
1乘用車涂裝VOCs有關(guān)法規(guī)、標準
2015年1月1日頒布實施了新的《中華人民共和國環(huán)境保護法》,2016年1月1日頒布實施《大氣污染防治法》,2016年7月1日實施新的《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》,均對建設(shè)單位及監(jiān)管部門均提出了極為嚴格的要求及處罰措施。
本文按照建線前把關(guān)、生產(chǎn)過程審核、末端排放監(jiān)控的思路將相關(guān)法規(guī)、標準分為三大類:
1)《汽車整車制造建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件審批原則》側(cè)重于對生產(chǎn)線建設(shè)方案環(huán)保方面的要求,在生產(chǎn)線建設(shè)前對方案進行環(huán)保把關(guān),新建、擴建線的要求最高,改建線的要求較高;
2)《涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》側(cè)重于過程審核,旨在督促企業(yè)在運行過程中逐步提升清潔生產(chǎn)水平;
3)《大氣污染物綜合排放標準》及一些地方性大氣污染物排放標準、VOCs排污收費標準等均是對末端排放進行監(jiān)控,旨在利用經(jīng)濟杠桿等來刺激企業(yè)進行環(huán)保建設(shè)及生產(chǎn)。
1.1汽車整車制造建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件審批原則
2016年12月26日,環(huán)保部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)水泥制造等七個行業(yè)建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件審批原則的通知》要求執(zhí)行《汽車整車制造建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件審批原則(試行)》。其中涉及到涂裝線的重點規(guī)定有:
清潔生產(chǎn)水平:原材料指標及單位產(chǎn)品的物耗、能耗、水耗、資源綜合利用和污染物產(chǎn)生量等指標達到國內(nèi)清潔生產(chǎn)先進水平(即Ⅱ級水平)。
環(huán)保材料:大氣污染防治重點區(qū)域內(nèi)新建、擴建汽車項目,水性涂料等低揮發(fā)性有機物含量涂料占總涂料使用量比例不低于80%;改建項目水性、高固份、粉末、紫外光固化涂料等低揮發(fā)性有機物含量涂料的使用比例達到50%以上。
廢氣凈化:涂裝車間采用集中自動輸調(diào)漆系統(tǒng)并密閉作業(yè),噴漆室、流平室及烘干室采取封閉措施控制無組織排放;噴漆室配備高效漆霧凈化裝置,流平室、烘干室以及使用溶劑型涂料的噴漆室、調(diào)漆間等應(yīng)配備高效有機廢氣凈化裝置。
環(huán)評其他原則可參照《建設(shè)項目環(huán)境影響技術(shù)評估導則HJ616-2011》。
1.2涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系
依據(jù)環(huán)評要求,新改擴建項目須達到清潔生產(chǎn)國內(nèi)先進水平即Ⅱ級水平。對于企業(yè)的清潔生產(chǎn)等級評價是由高到低適用的。根據(jù)2016年11月1日頒布實施的《涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》,涂裝線清潔生產(chǎn)水平等級評價如表1,限定性指標及具體要求見表2。
涂裝清潔生產(chǎn)標準除了限制排放結(jié)果,也在源頭上對涂裝線的材料、設(shè)備、工藝等進行了約束,包括對原材料固體份的要求,對廢溶劑回收、自動噴涂設(shè)備的要求等。
1.3有機揮發(fā)物排放地方標準
《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996制定的時間較早,要求較寬松,目前多地區(qū)已制定了地方性標準,要求高于國標;未出臺地方性標準的地區(qū)在滿足法律要求的同時,可參照周邊地區(qū)制定目標。
根據(jù)統(tǒng)計,地方標準要求更加嚴格,各地VOCs產(chǎn)生量的要求較行業(yè)標準嚴格;最近一兩年發(fā)布的允許VOCs排放的濃度大幅度降低,為25-30mg/m3。據(jù)行業(yè)調(diào)研了解,為滿足環(huán)保要求,已有部分企業(yè)采取了噴漆室廢氣濃縮凈化處理,處理目標定為排放濃度≤20mg/m3,體現(xiàn)了這些企業(yè)環(huán)保方面的前瞻性。即將進行廢氣凈化處理的企業(yè)可借鑒此做法,避免二次改造風險。
1.4VOCs排污收費標準
大部分地區(qū)已出臺了試點VOCs排污收費辦法,除規(guī)定了試點行業(yè)、收費價格、執(zhí)行時間外,同時也給出了具體的減半、加倍征收政策,鼓勵環(huán)保、懲罰超量排放。目前,北京、上海已將“汽車制造”列入征收范圍,具體收費情況見表3。
2如何開展自查
企業(yè)需清楚自身VOCs的排放量、排放濃度狀況,并核查企業(yè)的材料、工藝、設(shè)備水平,才能目標明確的制定方案。
2.1VOCs濃度測量
涂裝線建設(shè)的時候,留有噴漆室廢氣排放的大煙囪,在煙囪的四周留有檢測孔。平時處于封閉狀態(tài),測量時用工具開啟。
為保證數(shù)據(jù)準確度,應(yīng)在噴漆室工段批量生產(chǎn)開始1小時后,對每個測量孔的VOCs進行測量。根據(jù)中涂、色漆、清漆各段的排風量計算出VOCs的排放濃度。
常用的測量標準為《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的測定固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》HJ734-2014,由第三方檢測。
2.2VOCs產(chǎn)生量計算
VOCs產(chǎn)生量根據(jù)物料平衡及生產(chǎn)線的實際生產(chǎn)量來計算。
乘用車涂裝線產(chǎn)生VOCs的地方有電泳、涂膠、噴漆及涂防銹蠟等。排放VOCs的材料為:電泳漆、電泳溶劑、膠、中涂漆、色漆、清漆、稀釋劑、清洗溶劑、防銹蠟等。其中量比較大的是中涂、色漆、清漆、稀釋劑和清洗溶劑。平時按月份對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析;審核時以年為周期。
1)計算公式:
式中:
VOCs——涂裝單位面積工件產(chǎn)生的VOCs量,g/㎡;
MVOCs——在一定計量時間內(nèi)涂裝產(chǎn)生的總的VOCs量,kg;
Q——在一定計量時間涂裝面積總和,㎡。
2)數(shù)據(jù)取值解釋:
廢溶劑收集、處理:換色、洗槍、管道清洗產(chǎn)生的廢溶劑需要全部收集,廢溶劑處理可外委處理,不計入單位面積的VOCs產(chǎn)生量,在消耗總量中減掉。
VOCs凈化處理部分:由于VOCs產(chǎn)生量是指處理設(shè)施處理后出口的含量,廢氣凈化設(shè)備作為工藝設(shè)備之一,因此其處理的廢氣應(yīng)減掉設(shè)備處理的量。廢氣凈化設(shè)備對進入其中的VOCs處理效率一般為85-93%。
烘干爐處理部分:進入烘干室的廢氣經(jīng)過焚燒處理,應(yīng)核減掉。其中,涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系中統(tǒng)一了認識:RTO(三室)、TNV等焚燒法處理VOCs的效率均≥98%;RTO(兩室)等焚燒法處理VOCs的效率均≥95%;活性炭吸附濃縮+催化燃燒等聯(lián)合處理的VOCs的效率≥85%。
涂裝面積:按照電泳面積進行計算。
上述公式重點在于MVOCs的計算。按照《涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》最新定義,工藝設(shè)備處理的VOCs應(yīng)從總使用量中減去。即:
MVOCs=①材料使用量×VOCs含量-②廢溶劑回收量×廢溶劑VOCs含量-③烘干室處理的VOCs量-④廢氣凈化處理設(shè)備處理的VOCs量。
其中,烘干室處理的VOCs量=進入烘干室的VOCs量×烘干設(shè)備處理效率%。不同材料進入烘干室的VOCs比例也不同,需實際測量;烘干設(shè)備處理效率可根據(jù)設(shè)備形式確定。
噴涂廢氣凈化處理設(shè)備處理的VOCs量=進入噴涂廢氣凈化處理設(shè)備的VOCs量×烘干設(shè)備處理效率%。對于乘用車涂裝線上的涂料而言,其進入噴涂廢氣凈化處理設(shè)備的VOCs即噴漆室和流平室所揮發(fā)的VOCs,揮發(fā)比例采用濕膜固體份測量的方法來確定。
涂覆總生產(chǎn)面積㎡/a=車型Ⅰ的產(chǎn)量×車型Ⅰ的電泳面積+車型Ⅱ的產(chǎn)量×車型Ⅱ的電泳面積+……+車型n的產(chǎn)量×車型n的電泳面積。
3VOCs治理主要策略
源頭控制及末端治理相結(jié)合:既要滿足VOCs排放標準要求;同時也要滿足對工藝、設(shè)備的硬性規(guī)定;污染治理設(shè)施進出口設(shè)置采樣口及采樣平臺等,要設(shè)置運行、排放監(jiān)控措施,便于檢查運行情況及處理效果。
材料方面:采用環(huán)保型涂料從源頭降低VOCs的產(chǎn)生。乘用車涂裝常用的有高固含涂料、水性涂料。
工藝方面:采用緊湊型工藝。可有效降低膜厚,減少涂料的用量,從而降低VOCs產(chǎn)生量。
設(shè)備方面:外表面采用機器人自動噴涂,配備先進的封閉式廢溶劑回收設(shè)備,減少廢溶劑回收時的飛濺、揮發(fā);內(nèi)表面采用靜電噴槍或內(nèi)噴機器人,降低涂料消耗;噴漆室及流平室的廢氣不能再直接排放至大煙囪,要采用廢氣凈化設(shè)備進行處理,目前有濃縮+RTO焚燒設(shè)備、濃縮+催化氧化設(shè)備等。
現(xiàn)場方面:安排集中顏色生產(chǎn),減少換色次數(shù),從而減少機器人長清洗的溶劑消耗;回收的廢溶劑循環(huán)利用,代替新鮮溶劑擦洗噴漆室鏈條、設(shè)備、室體;噴漆室內(nèi)壁由全面擦洗改為局部擦洗觀察窗位置等。
質(zhì)量方面:嚴格定義各涂層的質(zhì)量,包括膠、油漆、蠟的噴涂范圍、厚度等參數(shù),避免質(zhì)量過剩造成的材料浪費。盡量采用自動化設(shè)備,減輕質(zhì)量波動幅度。
4結(jié)語
目前國家及地方在對大氣環(huán)境污染治理的法規(guī)、標準已基本完善,方向明確,汽車涂裝行業(yè)已有企業(yè)率先進行了改革。無論是在材料、工藝還是設(shè)備方面都有可借鑒的經(jīng)驗。既然工業(yè)涂裝已經(jīng)成為大氣環(huán)保治理的重點,我們涂裝行業(yè)的各位同仁也需要多了解行業(yè)動態(tài)及國家法規(guī)現(xiàn)狀,總結(jié)分享,為自己企業(yè)的環(huán)保提出適宜的方案,為國家的環(huán)保大業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。希望本文能夠為大家在大氣環(huán)保、VOCs治理方面的研究提供一些思路。
來源:現(xiàn)代涂料與涂裝 作者:田云
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