如何控製機械製造行(háng)業塗裝工藝的VOCs排放(fàng)?
來源:科(kē)柏盛環保 發布時間:2024-09-11
本期(qī),帶大家(jiā)一起了解(jiě)機(jī)械製造行業塗裝工藝,以及企業如何在生產各環節中(zhōng)減少VOCs的產生與排放。
機械製造業
機械製造業的機械塗裝(zhuāng)生產過程中會有VOCs的產生和排(pái)放,機械塗裝具有以下的特(tè)點:
1. 機械塗裝(zhuāng)主要是油漆噴塗和粉末噴塗,可(kě)以使用種類較少。
2. VOCs產生在調漆、噴漆、流平(píng)、烘幹、清(qīng)洗等工序,VOCs來源於塗料、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(shǐ)用環境比較複雜,對塗裝的質量要求較高。因此,對原輔材料的質(zhì)量要求(qiú)較高,需要多層噴塗或多次塗裝,部分(fèn)還需要進行特(tè)殊的處理,例如,特殊防腐和防水等等,原輔材料的消(xiāo)耗量也會增加。
4. 由於機械的體(tǐ)積較大,導致塗裝生產(chǎn)所需要場地較大;由於機械的形狀差異較大,增加(jiā)了(le)塗裝生(shēng)產的(de)複雜性;部分大體積的機械隻能是(shì)半開敞環(huán)境或(huò)開放環境中進行塗裝,收(shōu)集VOCs難度大(dà),VOCs無(wú)組織排放(fàng)量(liàng)大。
生產工藝
一、基本工(gōng)藝
機械塗裝工藝可以根據使用的原材料分成油漆噴塗和粉末(mò)噴塗,油漆(qī)噴塗又分水性油漆噴塗(tú)和油性油漆噴塗;機械塗(tú)裝工藝又可以根據生產環境分成密閉式生產、半密閉式生產和敞開(kāi)式生產;機械塗裝生產工藝還可以(yǐ)根據使用的(de)工具不(bú)同分成自動化生產線噴塗、機械手(shǒu)噴塗和手工噴塗(tú)。
生產工藝(yì)的(de)差別既可能影響VOCs排放總量,例如,粉末(mò)噴塗與油性噴(pēn)漆兩者的VOCs排放總量差異較大;也可能(néng)影響無組織排放量,例如,使用相同的(de)原輔材料,但生產環境不同,密閉式生產和敞開式生產,兩者的無組織排放量相差較大。
機械塗裝生產中(zhōng)產生VOCs的工序和場所有噴底漆、流平、烘幹以及調料等等(děng)。
二、原(yuán)輔材料
01 漆噴塗原材料
噴漆所使用(yòng)的原材料有油(yóu)性漆和水性漆。在使用油性漆時還需要使用固化劑(jì)和稀釋劑。VOCs的排放(fàng)不僅來自油性漆本身,還來自所使用的輔助材料。
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(yòng)水性油(yóu)漆時(shí)不僅水性油(yóu)漆的VOCs含(hán)量遠(yuǎn)低(dī)於油性油漆,而且所使用助劑的VOCs含量也低。
02 粉末噴塗原材料
從原材料成份分析,粉末是不含VOCs的。但在生產過程中(zhōng),尤其是高溫固化和烘幹(gàn)的情況,會有少數VOCs逸散出來。
三、VOCs收(shōu)集與治理
01 收集(jí)
在機械塗裝(zhuāng)中,VOCs收集是其中重要(yào)的一環。一方(fāng)麵,要進行塗裝的機械體積較大,塗裝時需要較大(dà)的空間,空間越大收集VOCs難度越大(dà)。另一(yī)方麵,機械(xiè)的塗裝(zhuāng)生產有相當部分是在半開敞環境或開敞環境下進行的,限製了VOCs的收(shōu)集。
02 預處(chù)理
在機(jī)械塗裝中含VOCs廢氣的收集應根據各個生產工序收集到廢氣的特點不(bú)同分類收集,分類(lèi)進行預處理。
例如,噴漆工序收集的廢氣溫度較低,但因已經過水膜處(chù)理含水量大。預處理中不需要降溫,要除水。烘幹(gàn)工序收集的廢物溫度較高,含水量低,需要降溫(wēn),而不需要脫水。
03 治理(lǐ)工藝
當機械塗裝使用油性漆噴塗時,廢氣中VOCs的濃度較大,風量也大,應(yīng)以吸附—催化燃燒或吸(xī)附—蓄熱燃燒為主要的治理工藝。當機械塗裝使用水(shuǐ)性油漆噴塗(tú)或粉(fěn)末(mò)噴塗,廢氣的風量較大,而VOCs濃度較低(dī),可以選擇活性炭(tàn)吸附為治理工藝。
機械塗裝清潔化生產途徑
一、綠色產品設計與生產
01 合理搭配底漆、中間(jiān)漆和麵漆
合理搭配底漆、中間漆和麵漆(qī)是可以減少漆(qī)的消耗,從而達到減少VOCs排放的目的。合理搭配底漆、中間漆和麵漆的工作包括(kuò)減少各層漆的用量、使用VOCs含量較少的漆等等。
02 合理確定產品質量標準
提(tí)高產品(pǐn)質量標準勢(shì)必會增加原輔材料的消耗,導致增大VOCs量的排放。因此,合理確定產品的質量標(biāo)準十分重要的,既不過分提(tí)高(gāo)產品質量標準,又要滿足機械使用的要求。嚴格控製質量標準就可(kě)以嚴格控(kòng)製原輔材料的消耗量,最終達到嚴格(gé)控製VOCs的排放量。
二、原(yuán)輔(fǔ)材(cái)料的改進和選擇
01 用水(shuǐ)性漆(qī)替代油性(xìng)漆
在機(jī)械塗裝中,減少VOCs排(pái)放量實用(yòng)性強(qiáng)和有效性高的(de)方法是使用水(shuǐ)性(xìng)漆(qī)。水性漆技術趨向成熟,在許多機械製(zhì)造(zào)中(zhōng)廣泛應用,例如,風機、壓機、分條機、橫切機、泵、擠出機、電櫃等等產品,基本上都可以使用水性漆(qī)。水(shuǐ)性漆的使用有以下幾種情況:
①水性底漆+低VOCs含量油性麵(miàn)漆;
②水性底漆+低VOCs含量油性(xìng)中間漆(qī)+低VOCs含量油性麵(miàn)漆;
③水性底漆+水性中間漆+低(dī)VOCs含量油性麵(miàn)漆。
④底漆、中間漆和麵漆均用(yòng)水性油漆。
企業可以根據產品的特點和水性漆的質量采用(yòng)不(bú)同的方法。
02 粉末塗料替代油性油漆
粉末塗料基本上不含(hán)VOCs,用粉末塗(tú)料取代油性漆可以減少VOCs的排放。在某些方麵,粉末噴塗的質(zhì)量又優於水性漆。因此,粉末噴塗(tú)代替(tì)油漆噴塗是減少VOCs排放的有效(xiào)途徑。然而,機械常常是體(tǐ)積較大的,在使用粉末噴塗還需要解決一些實際的技術難題(tí)。對於體積較小、重量(liàng)較(jiào)輕的機械組(zǔ)合件是可以用(yòng)粉末噴塗代(dài)替漆(qī)噴塗。
03 選擇VOCs含量較低(dī)的原輔材料
含VOCs的原輔材料(liào)中,由於所含VOCs的種類不同或所含的量不(bú)同,導致有不(bú)同的VOCs排(pái)放(fàng)量。在生產過程中應選擇VOCs含量較(jiào)低的原輔材料。
三、改進生產工藝與裝備
01 提高噴塗量的精度
在漆噴塗中,提高噴塗量的精度就是(shì)減少漆和(hé)粉末的用量,不(bú)僅可以減少(shǎo)VOCs的排放(fàng)量,還可以(yǐ)降低生產成本。要提高(gāo)噴塗量的精度就(jiù)要(yào)做(zuò)好消耗量的計(jì)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,在噴塗方式方麵有緊湊式(shì)塗裝(zhuāng)、靜電噴塗、高壓無氣噴塗、空氣輔助無氣噴塗、熱噴塗等等。企業可以(yǐ)根(gēn)據產品的(de)特點和生(shēng)產的環境,選擇不同的噴塗方式,提高生產效率,減少噴塗時的原(yuán)輔材料的逸散。
03 提(tí)高噴塗的自(zì)動化(huà)程度
提高噴塗自動化程度不僅可以提高生產效率,降低員工勞動強度,也可以減少VOCs的排放。例如,機械手噴塗可以提高噴塗精度。由於機械具有體積大、重量重的特點,不(bú)能采用自動(dòng)化噴塗生產線的形式,更適合采用機械手噴塗的方式。
04 嚴(yán)格控製(zhì)工藝參數
嚴格控製(zhì)VOCs產生工序工藝參數是有利於減少VOCs的排放,例如,嚴格(gé)控製噴漆(qī)的速度、嚴格控製烘幹的溫(wēn)度以及嚴格控製流平的溫度和時間都有利於減少VOCs的釋放。
四、生產環境清潔化
01 減少原輔材料的揮發
保(bǎo)持盛含VOCs原輔材料容器的密封,嚴格控(kòng)製和適當地降低儲存含VOCs原材料的溫(wēn)度,在稱量、配料和輸送含VOCs原輔(fǔ)材(cái)料時要盡量避免(miǎn)在空氣中(zhōng)暴露等等。
02 改進原(yuán)輔材料的稱量、調配和輸送
由於機械塗裝的麵積(jī)大,使用(yòng)的原輔材料量大。人工進行稱(chēng)量和調配所需要的時間較長。在原輔材料稱(chēng)量、調配(pèi)和輸送過程中會造成液體的擾動和揮(huī)發。為了減少在稱量、調配和輸送過(guò)程的VOCs釋放(fàng),盡可能運用自動化(huà)設備。使用自動化設備具(jù)有速度快、密封性好、準確、失誤可能性少。
03 減(jiǎn)少生產過程的泄(xiè)漏(lòu)
機械塗(tú)裝生產應該在生產車間進(jìn)行,禁止在露天操作。在生產車間進行塗裝(zhuāng)生產時,噴漆等工序應做到在密閉空間進行。如果不能全密閉時(shí),應做可移動的半密閉隔(gé)離空間,並安裝抽氣係統,收集(jí)無組織排放的VOCs。如(rú)果隻能敞開式(shì)生產,則生產車間需要進行密閉,並(bìng)在車間安裝集氣裝置收集VOCs。
五(wǔ)、優化(huà)收集和治理工藝
01 加強VOCs的收集(jí)
①加強VOCs的無組織排(pái)放。要減少VOCs的無組織排放就是要強化生產車間的密封性以及做好(hǎo)集氣(qì)係統。
②提高生產環境的密封性。噴(pēn)漆、流平和晾幹/烘幹等工序要在密閉條件下進行。鼓勵企(qǐ)業針對小工件噴塗采用自動化(huà)密閉收集,大工件設備采用軌道輸送+密閉噴(pēn)塗方式進行,落實調(diào)漆房和噴(pēn)塗(tú)作(zuò)業廢氣收集。
③符合條件的情況下做好廢氣分類收集(jí)和分類預處理。例如,有(yǒu)噴(pēn)漆房、流平隧(suì)道或(huò)烘幹(gàn)房的情況下,做好廢氣分類收集和分類預處理。
02 優化處理工藝組合
合理選擇廢氣治理(lǐ)工藝組合以及合理調整廢氣治理工(gōng)藝的順序是實現穩定達標排放的必要條件。
03 嚴格(gé)控製治理工藝參數
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(jí)時(shí)調整治理工藝參數以及嚴格控製治理工藝參數是十分必要(yào)的。廢氣治理工藝參數主(zhǔ)要有(yǒu)風量、風速、廢氣(qì)溫度(dù)、燃燒溫度(dù)以及活性炭的飽和度等等。
典型案例
該公司是國內大(dà)型的風(fēng)機製備企業,該企業重視節(jiē)能減排(pái)、環境保護以及碳減排(pái)。該(gāi)企業安裝的太陽能光伏發電係統,其發電量已(yǐ)經能夠滿足該企業的所有用電。
隨著水性漆技術的不斷成熟,該企(qǐ)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水性漆(qī),而不使用油性漆(qī)。企業水性漆(qī)產品占(zhàn)全部產品的80%以上(shàng)。核電站和水電等的專用設備由於使用條件的(de)限製仍是使用油性漆。
該企業(yè)根據產品的特點,創造密閉的生產環境進行生產。調(diào)漆(qī)間與噴漆房相連接,僅與對應工序的噴漆房(fáng)有門(mén)進出,噴漆房使用軌(guǐ)道輸送,內設小型吊機,方便噴塗作業時做(zuò)好廢氣收集工(gōng)作;水性漆噴塗生產線和油(yóu)性漆噴塗生產線獨立運行,分類收集(jí)處理。
該(gāi)企業經過較長時間的研究和探索,決定根據不同的廢氣采用分類收集和分類(lèi)治理。水性漆生產線的廢氣采用水射流混動塔+活性炭吸附的治(zhì)理工藝(yì)。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。