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為推進佛山市典型行業污染治理工作，引導企業開發、使用先進的治污技術，助力企業提升環境管理水平，佛山市生態環境局特在“佛山生態環境”公眾號開設【典型行業治污技術】欄目，對典型行業工藝規范化管理、先進技術和典型案例進行宣傳展示，供相關行業企業學習借鑒。
本期，環境君帶大家一起了解機械制造行業涂裝工藝，以及企業如何在生產各環節中減少VOCs的產生與排放。
機械制造業
機械制造業的機械涂裝生產過程中會有VOCs的產生和排放，機械涂裝具有以下的特點：
1. 機械涂裝主要是油漆噴涂和粉末噴涂，可以使用種類較少。
2. VOCs產生在調漆、噴漆、流平、烘干、清洗等工序，VOCs來源于涂料、稀釋劑、清洗劑、固化劑、膠粘劑和密封膠等含VOCs原輔材料。
3. 機械使用環境比較復雜，對涂裝的質量要求較高。因此，對原輔材料的質量要求較高，需要多層噴涂或多次涂裝，部分還需要進行特殊的處理，例如，特殊防腐和防水等等，原輔材料的消耗量也會增加。
4. 由于機械的體積較大，導致涂裝生產所需要場地較大；由于機械的形狀差異較大，增加了涂裝生產的復雜性；部分大體積的機械只能是半開敞環境或開放環境中進行涂裝，收集VOCs難度大，VOCs無組織排放量大。
生產工藝
一、基本工藝
機械涂裝工藝可以根據使用的原材料分成油漆噴涂和粉末噴涂，油漆噴涂又分水性油漆噴涂和油性油漆噴涂；機械涂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式生產；機械涂裝生產工藝還可以根據使用的工具不同分成自動化生產線噴涂、機械手噴涂和手工噴涂。
生產工藝的差別既可能影響VOCs排放總量，例如，粉末噴涂與油性噴漆兩者的VOCs排放總量差異較大；也可能影響無組織排放量，例如，使用相同的原輔材料，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。
機械涂裝生產中產生VOCs的工序和場所有噴底漆、流平、烘干以及調料等等。
二、原輔材料
01 漆噴涂原材料
噴漆所使用的原材料有油性漆和水性漆。在使用油性漆時還需要使用固化劑和稀釋劑。VOCs的排放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使用水性油漆時不僅水性油漆的VOCs含量遠低于油性油漆，而且所使用助劑的VOCs含量也低。
02 粉末噴涂原材料
從原材料成份分析，粉末是不含VOCs的。但在生產過程中，尤其是高溫固化和烘干的情況，會有少數VOCs逸散出來。
三、VOCs收集與治理
01 收集
在機械涂裝中，VOCs收集是其中重要的一環。一方面，要進行涂裝的機械體積較大，涂裝時需要較大的空間，空間越大收集VOCs難度越大。另一方面，機械的涂裝生產有相當部分是在半開敞環境或開敞環境下進行的，限制了VOCs的收集。
02 預處理
在機械涂裝中含VOCs廢氣的收集應根據各個生產工序收集到廢氣的特點不同分類收集，分類進行預處理。
例如，噴漆工序收集的廢氣溫度較低，但因已經過水膜處理含水量大。預處理中不需要降溫，要除水。烘干工序收集的廢物溫度較高，含水量低，需要降溫，而不需要脫水。
03 治理工藝
當機械涂裝使用油性漆噴涂時，廢氣中VOCs的濃度較大，風量也大，應以吸附—催化燃燒或吸附—蓄熱燃燒為主要的治理工藝。當機械涂裝使用水性油漆噴涂或粉末噴涂，廢氣的風量較大，而VOCs濃度較低，可以選擇活性炭吸附為治理工藝。
機械涂裝清潔化生產途徑
一、綠色產品設計與生產
01 合理搭配底漆、中間漆和面漆
合理搭配底漆、中間漆和面漆是可以減少漆的消耗，從而達到減少VOCs排放的目的。合理搭配底漆、中間漆和面漆的工作包括減少各層漆的用量、使用VOCs含量較少的漆等等。
02 合理確定產品質量標準
提高產品質量標準勢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準十分重要的，既不過分提高產品質量標準，又要滿足機械使用的要求。嚴格控制質量標準就可以嚴格控制原輔材料的消耗量，最終達到嚴格控制VOCs的排放量。
二、原輔材料的改進和選擇
01 用水性漆替代油性漆
在機械涂裝中，減少VOCs排放量實用性強和有效性高的方法是使用水性漆。水性漆技術趨向成熟，在許多機械制造中廣泛應用，例如，風機、壓機、分條機、橫切機、泵、擠出機、電柜等等產品，基本上都可以使用水性漆。水性漆的使用有以下幾種情況：
①水性底漆+低VOCs含量油性面漆；
②水性底漆+低VOCs含量油性中間漆+低VOCs含量油性面漆；
③水性底漆+水性中間漆+低VOCs含量油性面漆。
④底漆、中間漆和面漆均用水性油漆。
企業可以根據產品的特點和水性漆的質量采用不同的方法。
02 粉末涂料替代油性油漆
粉末涂料基本上不含VOCs，用粉末涂料取代油性漆可以減少VOCs的排放。在某些方面，粉末噴涂的質量又優于水性漆。因此，粉末噴涂代替油漆噴涂是減少VOCs排放的有效途徑。然而，機械常常是體積較大的，在使用粉末噴涂還需要解決一些實際的技術難題。對于體積較小、重量較輕的機械組合件是可以用粉末噴涂代替漆噴涂。
03 選擇VOCs含量較低的原輔材料
含VOCs的原輔材料中，由于所含VOCs的種類不同或所含的量不同，導致有不同的VOCs排放量。在生產過程中應選擇VOCs含量較低的原輔材料。
三、改進生產工藝與裝備
01 提高噴涂量的精度
在漆噴涂中，提高噴涂量的精度就是減少漆和粉末的用量，不僅可以減少VOCs的排放量，還可以降低生產成本。要提高噴涂量的精度就要做好消耗量的計算、噴涂時的風量和速度等等。
02 改進噴涂的方式
隨著技術的進步，在噴涂方式方面有緊湊式涂裝、靜電噴涂、高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、熱噴涂等等。企業可以根據產品的特點和生產的環境，選擇不同的噴涂方式，提高生產效率，減少噴涂時的原輔材料的逸散。
03 提高噴涂的自動化程度
提高噴涂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，機械手噴涂可以提高噴涂精度。由于機械具有體積大、重量重的特點，不能采用自動化噴涂生產線的形式，更適合采用機械手噴涂的方式。
04 嚴格控制工藝參數
嚴格控制VOCs產生工序工藝參數是有利于減少VOCs的排放，例如，嚴格控制噴漆的速度、嚴格控制烘干的溫度以及嚴格控制流平的溫度和時間都有利于減少VOCs的釋放。
四、生產環境清潔化
01 減少原輔材料的揮發
保持盛含VOCs原輔材料容器的密封，嚴格控制和適當地降低儲存含VOCs原材料的溫度，在稱量、配料和輸送含VOCs原輔材料時要盡量避免在空氣中暴露等等。
02 改進原輔材料的稱量、調配和輸送
由于機械涂裝的面積大，使用的原輔材料量大。人工進行稱量和調配所需要的時間較長。在原輔材料稱量、調配和輸送過程中會造成液體的擾動和揮發。為了減少在稱量、調配和輸送過程的VOCs釋放，盡可能運用自動化設備。使用自動化設備具有速度快、密封性好、準確、失誤可能性少。
03 減少生產過程的泄漏
機械涂裝生產應該在生產車間進行，禁止在露天操作。在生產車間進行涂裝生產時，噴漆等工序應做到在密閉空間進行。如果不能全密閉時，應做可移動的半密閉隔離空間，并安裝抽氣系統，收集無組織排放的VOCs。如果只能敞開式生產，則生產車間需要進行密閉，并在車間安裝集氣裝置收集VOCs。
五、優化收集和治理工藝
01 加強VOCs的收集
①加強VOCs的無組織排放。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集氣系統。
②提高生產環境的密封性。噴漆、流平和晾干/烘干等工序要在密閉條件下進行。鼓勵企業針對小工件噴涂采用自動化密閉收集，大工件設備采用軌道輸送+密閉噴涂方式進行，落實調漆房和噴涂作業廢氣收集。
③符合條件的情況下做好廢氣分類收集和分類預處理。例如，有噴漆房、流平隧道或烘干房的情況下，做好廢氣分類收集和分類預處理。
02 優化處理工藝組合
合理選擇廢氣治理工藝組合以及合理調整廢氣治理工藝的順序是實現穩定達標排放的必要條件。
03 嚴格控制治理工藝參數
除了選擇合理的廢氣治理工藝外，根據生產的實際情況及時調整治理工藝參數以及嚴格控制治理工藝參數是十分必要的。廢氣治理工藝參數主要有風量、風速、廢氣溫度、燃燒溫度以及活性炭的飽和度等等。
典型案例
該公司是國內大型的風機制備企業，該企業重視節能減排、環境保護以及碳減排。該企業安裝的太陽能光伏發電系統，其發電量已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，該企業經過了較長期的研究，不斷調試，常規的風機、水泵、電柜等產品均可以使用水性漆，而不使用油性漆。企業水性漆產品占全部產品的80%以上。核電站和水電等的專用設備由于使用條件的限制仍是使用油性漆。
該企業根據產品的特點，創造密閉的生產環境進行生產。調漆間與噴漆房相連接，僅與對應工序的噴漆房有門進出，噴漆房使用軌道輸送，內設小型吊機，方便噴涂作業時做好廢氣收集工作；水性漆噴涂生產線和油性漆噴涂生產線獨立運行，分類收集處理。
該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+活性炭吸附的治理工藝。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。
來源|佛山市生態環境局
整理|佛山生態環境微信編輯小組
浙公網安備 33010602000006號
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