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產(chǎn)品知識

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如何控制機械制造行業(yè)涂裝工藝的VOCs排放?

來源:科柏盛環(huán)保     發(fā)布時間:2024-09-11

     本期,帶大家一起了解機械制造行業(yè)涂裝工藝,以及企業(yè)如何在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中減少VOCs的產(chǎn)生與排放。
 
  機械制造業(yè)
 
  機械制造業(yè)的機械涂裝生產(chǎn)過程中會有VOCs的產(chǎn)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(chǎn)生在調(diào)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(huán)境比較復(fù)雜,對涂裝的質(zhì)量要求較高。因此,對原輔材料的質(zhì)量要求較高,需要多層噴涂或多次涂裝,部分還需要進(jìn)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(dǎo)致涂裝生產(chǎn)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(chǎn)的復(fù)雜性;部分大體積的機械只能是半開敞環(huán)境或開放環(huán)境中進(jìn)行涂裝,收集VOCs難度大,VOCs無組織排放量大。
 
  生產(chǎn)工藝
 
  一、基本工藝
 
  機械涂裝工藝可以根據(jù)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(jù)生產(chǎn)環(huán)境分成密閉式生產(chǎn)、半密閉式生產(chǎn)和敞開式生產(chǎn);機械涂裝生產(chǎn)工藝還可以根據(jù)使用的工具不同分成自動化生產(chǎn)線噴涂、機械手噴涂和手工噴涂。
 
  生產(chǎn)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(chǎn)環(huán)境不同,密閉式生產(chǎn)和敞開式生產(chǎn),兩者的無組織排放量相差較大。
 
  機械涂裝生產(chǎn)中產(chǎn)生VOCs的工序和場所有噴底漆、流平、烘干以及調(diào)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。
 
 、偈褂糜托杂推釙r不僅油性油漆本身VOCs含量大,所用的助劑VOCs含量也大。
 
 、谑褂盟杂推釙r不僅水性油漆的VOCs含量遠(yuǎn)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(chǎn)過程中,尤其是高溫固化和烘干的情況,會有少數(shù)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(huán)。一方面,要進(jìn)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(chǎn)有相當(dāng)部分是在半開敞環(huán)境或開敞環(huán)境下進(jìn)行的,限制了VOCs的收集。
 
  02 預(yù)處理
 
  在機械涂裝中含VOCs廢氣的收集應(yīng)根據(jù)各個生產(chǎn)工序收集到廢氣的特點不同分類收集,分類進(jìn)行預(yù)處理。
 
  例如,噴漆工序收集的廢氣溫度較低,但因已經(jīng)過水膜處理含水量大。預(yù)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(dāng)機械涂裝使用油性漆噴涂時,廢氣中VOCs的濃度較大,風(fēng)量也大,應(yīng)以吸附—催化燃燒或吸附—蓄熱燃燒為主要的治理工藝。當(dāng)機械涂裝使用水性油漆噴涂或粉末噴涂,廢氣的風(fēng)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(chǎn)途徑
 
  一、綠色產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)
 
  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(dá)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(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
 
  提高產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)勢必會增加原輔材料的消耗,導(dǎo)致增大VOCs量的排放。因此,合理確定產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)十分重要的,既不過分提高產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),又要滿足機械使用的要求。嚴(yán)格控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就可以嚴(yán)格控制原輔材料的消耗量,最終達(dá)到嚴(yán)格控制VOCs的排放量。
 
  二、原輔材料的改進(jìn)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(shù)趨向成熟,在許多機械制造中廣泛應(yīng)用,例如,風(fēng)機、壓機、分條機、橫切機、泵、擠出機、電柜等等產(chǎn)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;
 
 、鬯缘灼+水性中間漆+低VOCs含量油性面漆。
 
 、艿灼帷⒅虚g漆和面漆均用水性油漆。
 
  企業(yè)可以根據(jù)產(chǎn)品的特點和水性漆的質(zhì)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(zhì)量又優(yōu)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(shù)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(dǎo)致有不同的VOCs排放量。在生產(chǎn)過程中應(yīng)選擇VOCs含量較低的原輔材料。
 
  三、改進(jìn)生產(chǎn)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(chǎn)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(fēng)量和速度等等。
 
  02 改進(jìn)噴涂的方式
 
  隨著技術(shù)的進(jìn)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(yè)可以根據(jù)產(chǎn)品的特點和生產(chǎn)的環(huán)境,選擇不同的噴涂方式,提高生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)線的形式,更適合采用機械手噴涂的方式。
 
  04 嚴(yán)格控制工藝參數(shù)
 
  嚴(yán)格控制VOCs產(chǎn)生工序工藝參數(shù)是有利于減少VOCs的排放,例如,嚴(yán)格控制噴漆的速度、嚴(yán)格控制烘干的溫度以及嚴(yán)格控制流平的溫度和時間都有利于減少VOCs的釋放。
 
  四、生產(chǎn)環(huán)境清潔化
 
  01 減少原輔材料的揮發(fā)
 
  保持盛含VOCs原輔材料容器的密封,嚴(yán)格控制和適當(dāng)?shù)亟档蛢Υ婧琕OCs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(jìn)原輔材料的稱量、調(diào)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(jìn)行稱量和調(diào)配所需要的時間較長。在原輔材料稱量、調(diào)配和輸送過程中會造成液體的擾動和揮發(fā)。為了減少在稱量、調(diào)配和輸送過程的VOCs釋放,盡可能運用自動化設(shè)備。使用自動化設(shè)備具有速度快、密封性好、準(zhǔn)確、失誤可能性少。
 
  03 減少生產(chǎn)過程的泄漏
 
  機械涂裝生產(chǎn)應(yīng)該在生產(chǎn)車間進(jìn)行,禁止在露天操作。在生產(chǎn)車間進(jìn)行涂裝生產(chǎn)時,噴漆等工序應(yīng)做到在密閉空間進(jìn)行。如果不能全密閉時,應(yīng)做可移動的半密閉隔離空間,并安裝抽氣系統(tǒng),收集無組織排放的VOCs。如果只能敞開式生產(chǎn),則生產(chǎn)車間需要進(jìn)行密閉,并在車間安裝集氣裝置收集VOCs。
 
  五、優(yōu)化收集和治理工藝
 
  01 加強VOCs的收集
 
 、偌訌奦OCs的無組織排放。要減少VOCs的無組織排放就是要強化生產(chǎn)車間的密封性以及做好集氣系統(tǒng)。
 
 、谔岣呱a(chǎn)環(huán)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(jìn)行。鼓勵企業(yè)針對小工件噴涂采用自動化密閉收集,大工件設(shè)備采用軌道輸送+密閉噴涂方式進(jìn)行,落實調(diào)漆房和噴涂作業(yè)廢氣收集。
 
 、鄯蠗l件的情況下做好廢氣分類收集和分類預(yù)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(yù)處理。
 
  02 優(yōu)化處理工藝組合
 
  合理選擇廢氣治理工藝組合以及合理調(diào)整廢氣治理工藝的順序是實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的必要條件。
 
  03 嚴(yán)格控制治理工藝參數(shù)
 
  除了選擇合理的廢氣治理工藝外,根據(jù)生產(chǎn)的實際情況及時調(diào)整治理工藝參數(shù)以及嚴(yán)格控制治理工藝參數(shù)是十分必要的。廢氣治理工藝參數(shù)主要有風(fēng)量、風(fēng)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(nèi)大型的風(fēng)機制備企業(yè),該企業(yè)重視節(jié)能減排、環(huán)境保護以及碳減排。該企業(yè)安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),其發(fā)電量已經(jīng)能夠滿足該企業(yè)的所有用電。
 
  隨著水性漆技術(shù)的不斷成熟,該企業(yè)經(jīng)過了較長期的研究,不斷調(diào)試,常規(guī)的風(fēng)機、水泵、電柜等產(chǎn)品均可以使用水性漆,而不使用油性漆。企業(yè)水性漆產(chǎn)品占全部產(chǎn)品的80%以上。核電站和水電等的專用設(shè)備由于使用條件的限制仍是使用油性漆。
 
  該企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的特點,創(chuàng)造密閉的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)。調(diào)漆間與噴漆房相連接,僅與對應(yīng)工序的噴漆房有門進(jìn)出,噴漆房使用軌道輸送,內(nèi)設(shè)小型吊機,方便噴涂作業(yè)時做好廢氣收集工作;水性漆噴涂生產(chǎn)線和油性漆噴涂生產(chǎn)線獨立運行,分類收集處理。
 
  該企業(yè)經(jīng)過較長時間的研究和探索,決定根據(jù)不同的廢氣采用分類收集和分類治理。水性漆生產(chǎn)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(chǎn)線的廢氣采用水射流混動塔+三級過濾器+筒式轉(zhuǎn)輪吸附+蓄熱式催化燃燒。
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