电泳涂装废气治理现状研究

　　1问题的提出

　　过往M厂电泳生产过程产生的VOCs基本没有经过系统的收集和处理，直接从厂房顶部排走，遇上不利的气象条件，气味难以扩散，不但恶化车间环境，而且对工人和周边居民造成安全健康隐患。在清洁生产审核中，M厂主动对电泳车间进行改造升级。

　　2电泳涂装工艺

　　2.1M厂电泳车间生产工艺流程图如下

　　2.2电泳涂装的作用

　　铝材经前处理水洗后可直接电泳，根据电泳类型选择电泳漆，常见的电泳漆有丙烯酸和聚氨酯两大类。表面覆膜的电泳漆经过烘烤加热发生交联反应硬化，铝型材表明多孔质氧化膜封闭，使机械性能和耐蚀性增加。

　　2.3废气的来源和危害

　　VOCs主要来源于漆膜的烘干过程(溶剂挥发、涂膜热融化、高温热固化阶段)。M厂主要从事阳极电泳，漆膜在高温加热初期会流下不挥发的固体粉末，伴随油烟产生，经过烘烤烟气中仍含有较多聚合物的热分解生产物，如苯、甲苯、二甲苯、脂类、酮类、醇类、胺类、醛类、异氰酸酯类，具有嗅觉容易察觉的恶臭气味。

　　3治理工艺的选择

　　3.1实际应用的有机废气处理方案弊端

　　当前VOCs治理技术五花八门。直接燃烧法运行所需的温度高，能耗大，不适用于低浓度废气;蓄热式催化燃烧法起燃温度低，但铝材氧化过程容易带有氯、磷元素，易造成催化剂中毒;活性炭吸附法设备运行阻力大，活性炭易饱和需频繁更换，饱和吸附后须作危废处理;光催化氧化法前期投资大，稳定性差，对设计风量大的废气处理效果不理想;低温等离子法工艺发展至今技术参差不齐，业界存有较大争议。

　　3.2废气收集系统

　　M厂铝型材通过立式输送链分批次送入4个天然气烘烤炉内进行干燥固化。若直接从烘烤炉内抽出废气处理会造成温度和压力波动，成品质量难控制，且能耗剧增，因此各烘烤炉顶盖留有缝隙，在其两侧设负压(5000m3/h风量)抽气管道;另针对铝材安放和移出烘烤设备时需打开顶盖，在盖板上方一侧对应位置安装4个抽气口(总风量25000m3/h)并配阀门控制，固化过程关闭阀门，在打开盖板时才抽气，避免影响固化工艺;电泳液储槽暴露在车间内造成VOCs挥发，在储槽上方安装盖板负压抽气。

　　3.3处理方案的选择

　　M厂最终采用强化吸收法，适用于含有颗粒物且有机废气浓度低、风量大的特点，能在消除气态污染物的同时对污染物进行回收。将废气引出进入净化高效吸收塔，除去颗粒污染物及气态污染物，进入除雾强化净化装置。先进行气液分离脱水除雾，再进入有机棉吸附层强化净化，利用特制的高分子吸收液作为吸收剂，由循环水池经水泵增压后自塔顶喷淋而下，通过废气与吸收液雾的接触，气液两相在塔内完成吸收后，使废气中的有机物通过相似相溶原理而被吸收，净化后的气体从装置上部排放口排出，吸收液进入循环池，饱和吸收尾液进入废水处理系统处理，反应后的废渣定期清理。

　　3.4强化吸收法工艺流程图

　　4监测内容

　　4.1抽样位置如上图所示，在烘烤炉顶盖收集管废气处理前汇集处设1#点，在烘烤炉两侧废气收集管废气处理前汇集点设2#点，在与治理设施末端相连的排放筒布设3#点。

　　4.2周期和频次

　　铝材从投料、加热保温、出料耗时约20分钟，即一个固化周期。每周期抽样3次，涵盖三个阶段，每次先监测采样点风量，再以0.5L/min流速抽样。监测期间须保证烘烤炉的总工况达到75%以上，各点位同步监测。

　　4.3监测方法

　　固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法(GB/T16157-1996)、《表面涂装(汽车制造业)挥发性有机化合物排放标准》附录E(DB44/816-2010)。

　　4.4监测结果

　　5数据分析

　　5.12#点进气浓度偏低原因分析

　　烘烤炉加热过程会持续逸出大量油烟状有机废气，但2#测得VOCs最高浓度仅为18.0mg/m3，表明固化炉两端负压抽气装置存在漏气现象，烘烤炉两侧废气收集管敞开面积小，负压抽气效果未如理想。

　　5.21#点进气浓度偏低原因分析

　　在打开烘烤炉顶盖移出和安放铝型材时，废气瞬间集中大量释放，此时吊臂两侧配套的挡板起到一定的密闭作用，但毕竟不是完全密封，存在漏气现象;该电泳车间空间较大，车间生产流水线尾端需要下件和包装，存在空气对流现象;烘烤炉盖板顶部仅一侧有收集管，很大程度上影响了有机废气大面积的收集效率，故处理前1#测点污染物浓度较低。

　　5.3VOCs去除率未能达到标准要求

　　VOCs去除率最高为86.5%，处理前两测点污染物浓度进气浓度低是导致去除率偏低的主要原因，虽未能达到排放标准(DB44/816-2010)要求的90%，但该企业配套的强化吸收治理设施的处理效率是可以接受的。

　　5.4污染物产出分析

　　2#烘烤炉两侧废气收集管离盖板位置近，固化阶段均释出高浓度污染物，但由于收集不全，VOCs在车间无组织散发。顶盖刚打开时VOCs达到最大值，后续被车间内空气稀释浓度逐渐降低导致1#点浓度波动幅度大，由于风机功率大，它还收集一定量车间内无组织排放的VOCs，从排放速率可看出两个监测位置VOCs的最高产出总量相当。

　　5.5污染物成份分析

　　VOCs分析涵盖了十多种常见的有机污染物，结合数据查阅色谱图，发现二甲苯占比最大，证明M厂电泳漆主要以二甲苯作稀释剂。

　　6结语和建议

　　6.1以人为本，改善VOCs收集是关键

　　提高整治效果的关键是怎样确保车间内VOCs得到有效的收集，减少对环境和工人的影响。在提高生产自动化程度的前提下，尽可能保证生产过程车间密封，减少人员进出;加大烘烤炉侧吸收集管的面积和增加烘烤炉顶部另一侧收集管数量，合理调节最佳风量;做好抽气装置的密封处理，适当增加出料时的停留时间。

　　6.2源头减排，加强生产全过程污染控制

　　铝型材电泳涂装应从源头减少有机溶剂的使用量，切实推进涂装工艺与设备改进，鼓励企业使用环保的新涂料、新工艺、新装备是实现VOCs减排的根本途径。开展涂装废气中VOCs成分谱图研究，探讨不同处理工艺对涂装废气不同组分的处理效果。

　　6.3易被忽视，电泳废气的污染问题应引起重视

　　国家已将VOCs纳入“十三五”总量减排指标，通过落实行业总量控制和推进企业VOCs综合整治进而改善空气质量。这种形势将为所有排放VOCs的铝型材生产企业带来巨大的挑战，以标准和法规促进行业健康发展的体系尚未形成，国家应尽快定标立制，规定电泳涂装废气的收集和排放细则。

　　6.4齐抓共管，推进行业环保转型升级的浪潮

　　佛山市南海区作为全国铝型材行业集中生产基地，应该在涂装废气VOCs整治上创新突围。地方环保部门应尽快出台管控细则和整治方案，对提前完成整治的企业进行适当财政补助，对处理装置的使用建立长效监督体制，与企业之间须形成有效环保合力，共同推动铝型材行业污染深化整治工作。