0引言
隨著環保形勢日益嚴峻,國家對環保更加重視。不少地區對環保工作不利的負責人進行了嚴厲的處罰,體現了國家對環保工作不容置疑的決心。大氣環保方面,VOCs作為PM2.5形成的重要因子、大氣環境惡化的關鍵而被列為重點控制對象。“十三五”期間,全國將重點推進石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、機動車和油品儲運銷等行業VOCs減排。大氣復合污染較重的地區被列為全國VOCs減排重點地區,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、結果檢測等方面均有強烈的需求。本文應勢對涉及乘用車涂裝線VOCs廢氣治理的法規、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有關法規、標準
2015年1月1日頒布實施了新的《中華人民共和國環境保護法》,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促進法》,均對建設單位及監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、生產過程審核、末端排放監控的思路將相關法規、標準分為三大類:
1)《汽車整車制造建設項目環境影響評價文件審批原則》側重于對生產線建設方案環保方面的要求,在生產線建設前對方案進行環保把關,新建、擴建線的要求最高,改建線的要求較高;
2)《涂裝行業清潔生產評價指標體系》側重于過程審核,旨在督促企業在運行過程中逐步提升清潔生產水平;
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控,旨在利用經濟杠桿等來刺激企業進行環保建設及生產。
1.1汽車整車制造建設項目環境影響評價文件審批原則
2016年12月26日,環保部辦公廳發布的《關于印發水泥制造等七個行業建設項目環境影響評價文件審批原則的通知》要求執行《汽車整車制造建設項目環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定有:
清潔生產水平:原材料指標及單位產品的物耗、能耗、水耗、資源綜合利用和污染物產生量等指標達到國內清潔生產先進水平(即Ⅱ級水平)。
環保材料:大氣污染防治重點區域內新建、擴建汽車項目,水性涂料等低揮發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漆系統并密閉作業,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、調漆間等應配備高效有機廢氣凈化裝置。
環評其他原則可參照《建設項目環境影響技術評估導則HJ616-2011》。
1.2涂裝行業清潔生產評價指標體系
依據環評要求,新改擴建項目須達到清潔生產國內先進水平即Ⅱ級水平。對于企業的清潔生產等級評價是由高到低適用的。根據2016年11月1日頒布實施的《涂裝行業清潔生產評價指標體系》,涂裝線清潔生產水平等級評價如表1,限定性指標及具體要求見表2。
涂裝清潔生產標準除了限制排放結果,也在源頭上對涂裝線的材料、設備、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、自動噴涂設備的要求等。
1.3有機揮發物排放地方標準
《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在滿足法律要求的同時,可參照周邊地區制定目標。
根據統計,地方標準要求更加嚴格,各地VOCs產生量的要求較行業標準嚴格;最近一兩年發布的允許VOCs排放的濃度大幅度降低,為25-30mg/m3。據行業調研了解,為滿足環保要求,已有部分企業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,體現了這些企業環保方面的前瞻性。即將進行廢氣凈化處理的企業可借鑒此做法,避免二次改造風險。
1.4VOCs排污收費標準
大部分地區已出臺了試點VOCs排污收費辦法,除規定了試點行業、收費價格、執行時間外,同時也給出了具體的減半、加倍征收政策,鼓勵環保、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
企業需清楚自身VOCs的排放量、排放濃度狀況,并核查企業的材料、工藝、設備水平,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,測量時用工具開啟。
為保證數據準確度,應在噴漆室工段批量生產開始1小時后,對每個測量孔的VOCs進行測量。根據中涂、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性有機物的測定固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質譜法》HJ734-2014,由第三方檢測。
2.2VOCs產生量計算
VOCs產生量根據物料平衡及生產線的實際生產量來計算。
乘用車涂裝線產生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。平時按月份對數據進行統計、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生的VOCs量,g/㎡;
MVOCs——在一定計量時間內涂裝產生的總的VOCs量,kg;
Q——在一定計量時間涂裝面積總和,㎡。
2)數據取值解釋:
廢溶劑收集、處理:換色、洗槍、管道清洗產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產生量,在消耗總量中減掉。
VOCs凈化處理部分:由于VOCs產生量是指處理設施處理后出口的含量,廢氣凈化設備作為工藝設備之一,因此其處理的廢氣應減掉設備處理的量。廢氣凈化設備對進入其中的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過焚燒處理,應核減掉。其中,涂裝行業清潔生產評價指標體系中統一了認識: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《涂裝行業清潔生產評價指標體系》最新定義,工藝設備處理的VOCs應從總使用量中減去。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;烘干設備處理效率可根據設備形式確定。
噴涂廢氣凈化處理設備處理的VOCs量=進入噴涂廢氣凈化處理設備的VOCs量×烘干設備處理效率%。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備的VOCs即噴漆室和流平室所揮發的VOCs,揮發比例采用濕膜固體份測量的方法來確定。
涂覆總生產面積㎡/a=車型Ⅰ的產量×車型Ⅰ的電泳面積+車型Ⅱ的產量×車型Ⅱ的電泳面積+……+車型n的產量×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合:既要滿足VOCs排放標準要求;同時也要滿足對工藝、設備的硬性規定;污染治理設施進出口設置采樣口及采樣平臺等,要設置運行、排放監控措施,便于檢查運行情況及處理效果。
材料方面:采用環保型涂料從源頭降低VOCs的產生。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產生量。
設備方面: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備,減少廢溶劑回收時的飛濺、揮發;內表面采用靜電噴槍或內噴機器人,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,要采用廢氣凈化設備進行處理,目前有濃縮+RTO焚燒設備、濃縮+催化氧化設備等。
現場方面:安排集中顏色生產,減少換色次數,從而減少機器人長清洗的溶劑消耗;回收的廢溶劑循環利用,代替新鮮溶劑擦洗噴漆室鏈條、設備、室體;噴漆室內壁由全面擦洗改為局部擦洗觀察窗位置等。
質量方面:嚴格定義各涂層的質量,包括膠、油漆、蠟的噴涂范圍、厚度等參數,避免質量過剩造成的材料浪費。盡量采用自動化設備,減輕質量波動幅度。
4結語
目前國家及地方在對大氣環境污染治理的法規、標準已基本完善,方向明確,汽車涂裝行業已有企業率先進行了改革。無論是在材料、工藝還是設備方面都有可借鑒的經驗。既然工業涂裝已經成為大氣環保治理的重點,我們涂裝行業的各位同仁也需要多了解行業動態及國家法規現狀,總結分享,為自己企業的環保提出適宜的方案,為國家的環保大業做出應有的貢獻。希望本文能夠為大家在大氣環保、VOCs治理方面的研究提供一些思路。
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