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  浙江工业涂装VOCs治理现状、成效及存在问题分析

发布时间:2021-06-21 08:13      点击:

以浙江省调查的1433家工业涂装企业作为研究对象,总结了浙江省工业涂装行业挥发性有机物(VOCs)排放和治理情况,分析了VOCs治理成效与存在的问题。结果表明:浙江省工业涂装废气治理措施覆盖率达52.8%,以一次性活性炭吸附和水/碱吸收技术为主;抽样调查发现,涂漆工序和干燥固化工序废气同时治理的企业仅占抽样调查数的29%;通过其中40余家工业涂装企业的300余个非甲烷总烃(NMHC)指标手工监测数据汇总发现,涂漆废气治理设施进口NMHC浓度普遍在10~80mg/m3范围内,固化烘干废气治理设施进口NMHC浓度普遍在300~2000mg/m3范围内,大部分废气经处理后基本都能够达标排放,但治理设施处理效率较低;同时存在废气收集效率低、治理措施覆盖率低、废气治理不全、设施疏于管理等问题,表明浙江省工业涂装VOCs治理尚处于起步阶段。
涂装是指将涂料涂覆于基底表面形成具有防护、装饰或特定功能涂层的过程.。工业制品需要更加全面的表面防护等功能,其涂装过程称为工业涂装。工业涂装广泛分布于我国各类工业品制造生产过程,按国民经济行业分类,工业涂装主要涉足于家具制造业(C21)、金属制品业(C33)、通用设备制造业(C34)、专用设备制造业(C35)、电气机械及器材制造(C38)、仪器仪表制造业
木制家具喷涂为例,在此过程中涂料从涂料桶、喷枪喷射及荩板表面散发VOCs废气,同时,产生大量过涂的漆雾颗粒物,喷漆废气产乍的VOCs废气具有风量大、VOCs浓度低的特点。涂漆完成的基材送人固化炉或干燥室后,剩余的溶剂将全部以VOCs废气的形式散发。干燥同化产生的VOCs废气具有风量小、温度高、VOCs浓度高的特点。
2.2治理技术应用现状
整理调研结果发现,浙江省涂装行业使用的VOCs治理技术有焚烧技术(包括直燃炉、RTO、工艺炉焚烧等)、直接催化燃烧技术、活性炭吸附一脱附一催化燃烧技术、低温等离子技术、光催化技术、酸/碱吸收技术、一次性活性炭技术等。另外,喷漆巾常见的水帘吸收装置主要用于去除漆雾,对绝大部分漆雾中非水溶性VOCs几乎没有处理效果,文中不作为VOCs治理技术进行统计。
浙江省1433家工业涂装企业VOCs治理情况见图4。
其中,已安装了VOCs治理措施的企业和未安装VOCs治理设施的业分别为734家和699家,治理措施覆盖率达52.8%;734家安装有VOCs未端处理设施的业中,有41家采用两类VOCs技术,有4家采用3类VOCs技术,统计所有业采用的技术总数为806个。所有技术总数中,一次性活性炭吸附技术使用率*高,有393家企业使用,占技术总数的48.8%;其次是水/碱吸收技术,有158家企业使用,占技术总数的19.5%。可见,浙江省工业涂装大部分企业采用了廉价、低端的VOCs治理技术。
按工业涂装国民经济子行业进行分类统汁,浙江省工业涂装子行业VOCs治理措施覆盖率情况见表1。
表1中,汽车制造(C37)VOCs治理措施槌率明显高于其他行业,说明作为大型涂装企业,汽车制造企业较注重VOCs的治理;家具制造(C21)、通用设备制造业(C34)和仪器仪表制造、(C40)3个行业VOCs治理措施覆盖率*低,说明这3个行业准入门槛较低,普遍存在大大量小规模企业,环保治理重视程度较低。
涂漆废气与干燥固化废气排放特征迥异,采用的治理技术也不尽相同。为了详细掌握两类废气的治理情况,从浙江省1433家工业涂装调研企业中随机抽取200家有治理设施的企业进行了详细甄别,甄别结果见表2。
涂漆工序和干燥固化工序废气同时治理的企业仅占抽样调查数的29%,其中约80%以上的抽样企业将涂漆废气和烘干废气收集后混合处理;涂漆(主要是喷漆)废气因废气量大、对周边影响范围大,治理措施覆盖率较高;干燥固化工序因废气量小、且间歇排放、治理技术应用存在一定困难,治理措施覆盖率较低。抽样发现,多数为彩钢、漆包线、电子元器件等产品制造企业应用,采用的技术以工艺炉焚烧/催化燃烧为主,除了治理固化烘干废气外,还同时兼具回收废气中VOCs的热值。
3VOCs治理效果和存在问题
3.1VOCs治理技术及效果
文章收集40余家工业涂装企业的300余个非甲烷总烃(NMHC)指标手工监测数据。经汇总分析后发现,涂漆废气治理设施进口NMHC浓度普遍在10—80mg/m3范围内;固化烘干废气治理设施进口NMHC浓度普遍在300~2000mg/m3。范围内。涂漆废气尚未处理时,绝大部分企业已实现NMHC排放浓度达标,处理后排放速率也基本都能达标。固化烘干废气处理中,大部分企业将涂漆废气和烘干废气混合收集处理,混合后烘干废气NMHC浓度大幅下降,处理后基本都能达标排放;固化烘干废气单独处理时,许多企业采用工艺炉焚I烧/催化燃烧处理,采用工艺炉焚烧的企业NMHC排放浓度和速率较低,采用催化燃烧的企业受催化剂活性的影响波动较大,存在超标情况。浙江省部分典型工业涂装企业治理措施监测数据见表3。
调研发现,VOCs治理技术处理能力差别较大,见表4。
焚烧、直接催化燃烧、活性炭吸附催化燃烧等治理技术处理效率较高,但受限于焚烧温度、催化剂活性、吸附床风速等因素,处理效率浮动范围较宽;低温等离子(电晕放电)、光催化和水/碱吸收等属于低效治理技术,仅适用于易氧化、易裂解、水溶性的VOCs处理;一次性活性炭吸附技术处理效率浮动范围很宽,调研中发现既有毫无处理效果的情况,又有治理效果较高的情况,主要受活性炭更换频次的影响。
3.2存在问题
3.2.1生产装置低端,废气收集效率低工业涂装准入门槛低。据浙江省2015年调查的1433家工业涂装企业统计显示,年产值2000万元以上的规上企业仅占调查总数的36.1%,大部分为中小型企业,且有许多小微型涂装企业尚未纳入调查。调查中,工业涂装企业无固定位调漆、半敞开式喷涂、室外晾干、室内敞开静干等现象多见,低端的生产装置和简易的生产方式决定其无法实现对VOCs的有效收集。
3.2.2治理措施覆盖率低,低端、低效技术盛行VOCs治理措施覆盖率仅52.8%,近半数企业未安装VOCs治理设施。即使安装了处理设施的企业,大部分采用一次性活性炭吸附、水/碱喷淋等方法处理。在浙江省多年工业涂装VOCs治理应用实践中,这些方法基本被确认为低端技术或低效技术。
3.2.3废气治理不全,企业择易处理为了应付环保要求,许多企业涂漆废气或烘干废气选择其中一种,择易收集处理。以汽车涂装为例,浙江省汽车涂装企业烘干废气引人焚烧炉处理,而喷漆废气收集后直接排放。据分析,汽车涂装绝大部分VOCs排放产生在喷漆系统中,喷涂系统中70%~80%的VOCs产生于喷涂过程和流平过程,10%一20%的VOCs产生于烘烤过程中。因此,即使汽车涂装企业对烘干废气进行较彻底的处理,但是整体VOCs削减比例依然较低。
3.2.4设计不合理,去除效率低我国近年来大力开展工业企业VOCs整治,形成了巨大环保产业,催生一大批VOCs处理设备厂家¨。但专业设计人员的质量和数量无法跟上快速膨胀的产业需求,同时缺乏VOCs治理技术指南,造成工业涂装VOCs治理时,技术选取和参数设置以价格便宜为第*准则。大量未经设计或简单设计的工业涂装VOCs治理措施由设备厂家直接提供安装,造成许多处理设施实际处理效率比实验条件或理论值要低。
3.2.5疏于管理,治理设施形同虚设企业疏于管理,VOCs治理装置运行情况堪忧。调查中发现,吸附剂、吸收液等更换不及时,治理设施形同虚设,治理效果十分有限。
浙江省正处于实施控制VOCs的重要阶段,工业涂装作为浙江省主要的VOCs排放行业,是重要的削减源之一。对浙江省1433家工业涂装企业调查发现,工业涂装VOCs治理尚处于起步阶段。存在废气收集效率低,治理措施覆盖率低,废气治理不全,去除效率低,设施疏于管理等问题。建议工业涂装VOCs治理从环境友好型原辅料人手,源头控制VOCs产生,通过提高工业涂装技术装备,削减废气量,完善废气收集能力,普及焚烧、吸附浓缩催化燃烧等先进治理技术,提高治理效率,有效减少工业涂装VOCs排放。
 

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