【正文】 1 深圳市汽車維修行業(yè)噴漆車間有機廢氣 推薦治理技術(shù) 手冊 深圳市人居環(huán)境委員會 深圳市環(huán)境科學(xué)研究院 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 2020 年 1 月 2 項目名稱： 深圳市汽車維修行業(yè)噴漆車間有機廢氣推薦治理 技術(shù) 主管單位：深圳市人居環(huán)境委員會 編制單位：深圳市環(huán)境科學(xué)研究院 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 編寫人員： 莫鳳鸞 朱榮淑 林靜 張赫 姚澤 閆慶允 宋克林 何永兵 牛敏麗 周艷苓 李國忠 3 目錄 1概況 ................................................................................................. 4 深圳市汽車維修行業(yè)概況 ...................................................... 4 汽車維修噴漆工藝簡介 .......................................................... 5 噴漆過程廢氣來源及特征分析 ............................................... 8 汽車維修涂料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ............................................... 9 噴漆廢氣治理技術(shù)概述 .........................................................10 2 深圳市汽修行業(yè) VOCs污染控制技術(shù)路線 ..................................15 3 水性涂料噴涂工藝改造方案論證 ...................................................16 水性涂料噴涂工藝改造可行性分析 ......................................16 水性涂料噴涂工藝改造方案 ..................................................18 水性涂料噴涂工藝改造成本分析 ..........................................19 4 VOCs 末端治理方案論證 .............................................................21 推薦技術(shù)概述 ........................................................................21 預(yù)處理 +活性炭吸附工藝設(shè)計 ................................................22 吸附 催化燃燒工藝設(shè)計 ........................................................26 5 源頭改造與末端治理的經(jīng)濟分析 ...................................................31 水性涂料噴涂線改造經(jīng)濟分析 ..............................................31 ...................................................32 對比 ................................................................................32 4 1概況 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)攀升，深圳市汽車保有量迅速增加，由此帶來的環(huán)境污染問題日益受到關(guān)注。 2020 年 1月 13 日，因嚴(yán)重的霧霾污染引發(fā)的 事件，北京現(xiàn)代汽車集團停產(chǎn) 1天，這意味著，大氣污染治理的目光已從汽車尾氣排放延伸到涂裝排放領(lǐng)域。廣東省已制定了汽車涂裝行業(yè) VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)。 汽車維修行業(yè)在汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下也得到了迅猛發(fā)展，根據(jù)深圳市交通運輸委員會提供的資料，截至 2020 年底，深圳市的汽車維修企業(yè) 總數(shù)為 2933 家，據(jù)估算，深圳市汽車維修行業(yè)排放的VOCs總量超過 7000 噸 /年，占深圳市大氣總 VOCs排放量的 4%左右，其帶來的大氣污染問題已不容小視。 本課題將在對深圳市汽車維修企業(yè)噴涂涂料、噴涂工藝、廢氣治理設(shè)施建設(shè)及運行情況進(jìn)行成分調(diào)研的基礎(chǔ)上，從水性涂料源頭控制和末端廢氣治理兩方面提出汽車維修行業(yè) VOCs 削減措施，這對推動汽車維修行業(yè) VOCs 治理，指導(dǎo)企業(yè)開展水性涂料噴涂工藝改造和廢氣治理設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn) VOCs減排目標(biāo)具有重要意義。 深圳市汽車維修行業(yè)概況 據(jù)調(diào)查，深圳市汽修行業(yè)門店地理位 置特點是：特區(qū)內(nèi)以八卦嶺、水貝、蓮塘、布心、梅林、金地、車公廟、泥崗、南油、蛇口等傳統(tǒng)的工業(yè)區(qū)和聯(lián)合華鵬、東益華鵬、華南展場、嘉進(jìn)隆、新濠、平方物 5 流園等汽車專業(yè)市場為“點”，以干線公路兩側(cè)綜合汽車服務(wù)大樓為“線”，如中汽南方、大興、深業(yè)、兆方、西湖、華日、仁孚特力、森那美、大昌等獨立汽車服務(wù)大樓，以街區(qū)服務(wù)門店為“面”的市場布局；寶安、龍崗以城區(qū)及龍崗東都車城、信義汽車城、寶安世紀(jì)車城等為中心，網(wǎng)點呈發(fā)散型分布，各城鎮(zhèn)道路臨街分布了大量三類專項汽車維修點。 汽車維修行業(yè)發(fā)展趨勢： 趨勢之一是朝著以汽車保養(yǎng)業(yè) 務(wù)為主的方向發(fā)展。 趨勢之二是朝著汽車維修專業(yè)化、協(xié)作化方向發(fā)展。 趨勢之三是朝著機械化、自動化、電子化方向發(fā)展。 汽車維修噴漆工藝簡介 汽車修補涂裝按修補工作量的大小，可分為局部修補和整車修補。 基于涂層損壞的不規(guī)則性 , 修補涂裝工藝幾乎各不相同。因此 , 必須根據(jù)涂層損壞狀態(tài)和現(xiàn)場的具體條件確定修補涂裝工藝。一般由鈑金修整、涂底漆、刮膩子填平、噴中涂、涂面漆等工序組成。 以前使用的汽車修補涂裝設(shè)備很簡陋 ,有的在廠房內(nèi)或露天作業(yè)。隨著汽車保有量的增多和轎車修補涂裝的裝飾性要求的提高 , 近 10 多年來國內(nèi)外汽車修補行業(yè)及汽車銷售服務(wù)站都裝備了噴、烘兩用的噴漆室。它為整車修補涂裝創(chuàng)造了清潔的工作環(huán)境 , 完成面漆噴涂工序后 , 可直接轉(zhuǎn)換供應(yīng)熱空氣 , 使溫度達(dá) 80 ℃ , 使汽 6 車修補面漆 ( 單組分或雙組分 ) 快速固化。 噴漆工作原理 噴漆的工作狀態(tài)如圖 21 所示。噴漆時 ,外部空氣由進(jìn)風(fēng)口經(jīng)初級過濾網(wǎng)過濾后由送風(fēng)機送到房頂 ,這樣氣體進(jìn)入靜壓室內(nèi)經(jīng)過頂過濾棉均勻地充斥漆房 ,并在工件周圍形成風(fēng)幕。這時漆房內(nèi)的有載風(fēng)速以 m/s 的速度向下流動 ,噴漆時的漆霧不會在操作者呼吸處停留 ,而隨氣 流迅速下降 ,此時漆房內(nèi)有害氣體濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 TJ36— 79 中車間空氣中有害物質(zhì)最高允許濃度 , 在排風(fēng)機的作用下 , 氣流通過排風(fēng)過濾系統(tǒng)流向排風(fēng)道 , 經(jīng)環(huán)保箱排出 , 這樣排出氣體符合 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB16297 — 1996 的標(biāo)準(zhǔn)。 圖 21 噴漆工作狀態(tài)圖 1 — 進(jìn)氣初級過濾系統(tǒng) 。2 — 送風(fēng)系統(tǒng) 。3 — 熱交換系統(tǒng) 。4 — 精密級亞高效過濾系統(tǒng) 。5 — 底層漆霧過濾系統(tǒng) 。 6 — 廢氣排氣口 。7 — 廢氣處理系統(tǒng)； 表示冷風(fēng) 表示熱風(fēng) 烤漆工作原理 7 烤漆的工作狀態(tài)如圖 22 所示?？酒釙r ,通過風(fēng)機將外部新鮮空氣經(jīng)初級過濾網(wǎng)過濾后 ,與熱能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行熱量交換 ,再送入到烤漆房頂部 ,經(jīng)過濾網(wǎng) 2次過濾凈化 ,熱空氣以 內(nèi) ,從底部排出后 ,經(jīng)過風(fēng)門的內(nèi)循環(huán)作用 ,除吸進(jìn)少量新鮮空氣外 ,絕大部分熱空氣又被繼續(xù)加熱利用 ,送入到烤房內(nèi)部 ,使得烤房內(nèi)溫度逐步升高 ,當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時 ,燃燒器自動停機 ,當(dāng)溫度下降到設(shè)定溫度以下 4～ 5 ℃時，風(fēng)機和燃燒器自動開機 ,使烤房內(nèi)溫度保持恒定。最后當(dāng) 烤漆時間達(dá)到設(shè)定的時間時 ,烤房自動關(guān)機 ,烤漆結(jié)束。這種循環(huán)方式不僅可節(jié)省能源 ,同時也保持漆房內(nèi)有一定氣流 ,從而保證了汽車零部件在相同溫度下同時烘干 ,也使涂膜表面平滑光亮。 圖 22 烤漆工作狀態(tài)圖 1 — 進(jìn)氣初級過濾系統(tǒng) 。2 — 送風(fēng)系統(tǒng) 。3 — 熱交換系統(tǒng) 。4 — 精密級亞高效過濾系統(tǒng) 。5 — 底層漆霧過濾系統(tǒng) 。 6 — 廢氣排氣口 。7 — 廢氣處理系統(tǒng)； 表示冷風(fēng) 表示熱風(fēng) 8 噴漆過程廢氣來源及特征分析 噴漆是通過噴槍借助于空氣壓力，分散 成均勻而微細(xì)的霧滴，涂施于被涂物的表面的一種方法 。 油漆噴涂過程中主要產(chǎn)生漆霧、有機廢氣污染。油漆在高壓作用下霧化成微粒 , 在噴涂時 , 部分油漆未到達(dá)噴漆物表面 ,隨氣流彌散形成漆霧。而油漆中的有機溶劑易揮發(fā) , 在噴漆、晾干過程將逐漸揮發(fā)出來形成有機廢氣。 （ 1） 噴漆廢氣 根據(jù)勞動安全衛(wèi)生法的規(guī)定，噴涂作業(yè)時，噴漆室內(nèi)應(yīng)連續(xù)換風(fēng)，換風(fēng)速度應(yīng)控制在 ～ 1 m/s的范圍內(nèi)。噴漆室排放廢氣中主要有害成分為噴漆過程中揮發(fā)的有機溶劑，主要包括芳香烴、醇醚類和酯類有機溶劑。由于噴漆室的排風(fēng)量很大，所以排放廢氣中有機 物總濃度通常在 100 mg/m3以下。另外，噴漆室的排氣中還經(jīng)常含有少量未處理完全的漆霧，特別是干式漆霧捕集噴漆室，排氣中漆霧較多，可能成為廢氣處理的障礙，所以廢氣處理前必須經(jīng)預(yù)處理，避免廢氣中的顆粒物堵塞廢氣吸附材料，導(dǎo)致吸附材料快速失效。 （ 2） 晾置廢氣 面漆在噴涂之后、烘干之前，要進(jìn)行流平晾置，在濕漆膜晾置過程中有有機溶劑揮發(fā)，為防止晾置室內(nèi)有機溶劑聚集發(fā)生爆炸事故，晾置室應(yīng)連續(xù)換風(fēng)，換風(fēng)速度一般控制在 m/s左右。晾置室排放廢氣的成分與噴漆室排放廢氣的成分相近，但不含漆霧，有機 9 廢氣的總濃度比 噴漆室廢氣偏大，根據(jù)排風(fēng)量大小不同，一般為噴漆室廢氣濃度的 2 倍左右，通常與噴漆室排風(fēng)混合后集中處理。另外，調(diào)漆間、面漆循環(huán)水池也排放類似的有機廢氣。 （ 3） 烘干廢氣 烘干廢氣的成分比較復(fù)雜，除有機溶劑、部分增塑劑或樹脂單體等揮發(fā)成分外，還包含熱分解生成物和反應(yīng)生成物。烘干廢氣中總有機物濃度一般在 2500 mg/m3左右，超過了《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的廢氣濃度限值要求，所以必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。 汽車維修涂料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 汽車漆是我國涂料工業(yè)“十二五”規(guī)劃中最重要的發(fā)展產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量居我國 各涂料產(chǎn)品中的第 4 位。汽車漆分為原廠漆和修補漆兩大類，其中汽車修補漆是汽車漆中附加值最高的產(chǎn)品之一，它的技術(shù)含量極高，能代表一個國家涂料工業(yè)的發(fā)展水平，并能使汽車表面涂層所存在的瑕疵或因使用而造成的破損恢復(fù)到原先的最佳狀態(tài)，達(dá)到汽車整車的表觀一致性。 汽車涂料一般有四種基本成分：成膜物質(zhì)（樹脂）、顏料（包括體質(zhì)顏料）、溶劑和添加劑，其中溶劑和添加劑的主要成分為 VOCs。 近年來，國際上對 VOCs排放量的要求越來越嚴(yán)格，如 1995年德國大氣凈化法規(guī)定，車身被涂面積的 VOCs排放量應(yīng)小于 35g/m2。歐盟于 2020 年頒布了《限制油漆、清漆和車內(nèi)裝飾中使用溶劑揮發(fā)性有機物逸散指令》，第一階段于 2020 年開始實施，而 2020年又進(jìn)入 10 了要求更為嚴(yán)格的第二階段， VOCs的排放量允許值進(jìn)一步降低。在嚴(yán)格限制 VOCs排放量的環(huán)保要求促使下，低 VOCs的水性汽車修補漆、高固體分汽車修補漆以及 UV 固化的汽車修補漆作為替代產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展。尤其是水性汽車修補漆，已經(jīng)在歐美汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到大力發(fā)展和普遍應(yīng)用。 在我國， 2020 年頒布的 GB 24409— 2020《汽車涂料中有害物質(zhì)限量》的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限定了汽車修補漆的 VOCs 排放量，而不斷涌動的企業(yè)社會責(zé)任大潮也推動著汽車企業(yè)持續(xù)推廣綠色環(huán)保產(chǎn)品的商業(yè)模式，因此水性汽車修補漆也日益成為企業(yè)的最佳選擇。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)今至少有超過 10 個品牌的汽車生產(chǎn)企業(yè)正在他們的 4S 店渠道中大力推廣水性汽車修補漆。 噴漆廢氣治理技術(shù)概述 在汽車維修噴漆過程中產(chǎn)生的主要污染物為 VOCs 和顆粒物。對于顆粒物的去除技術(shù)分為干式和濕式兩種；對于 VOCs 去除的技術(shù)有傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)、吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、冷凝技術(shù)和生物技術(shù)，聯(lián)用的 吸附 水蒸氣脫附、吸附 催化燃燒， 新技術(shù)主要有低溫等離子體 技術(shù)、變壓吸附技術(shù)、光催化技術(shù)。 11 表 12 噴漆廢氣末端治理技術(shù)比選 技術(shù)名稱 技術(shù)要點 優(yōu)點 缺點 冷凝工藝 冷凝工藝是最簡單的回收技術(shù) , 將廢氣冷卻使其溫度低于 VOCs的露點溫度 , 使有機物冷凝變成液滴 , 從廢氣中分離出來 , 直接回收，常與吸收、吸附等凈化方式聯(lián)合使用。 該法能處理高濃度廢氣