電泳涂裝工藝是中型規(guī)模以上鋁型材企業(yè)廣泛采用的一種表面加工手段,但目前電泳涂裝廢氣基本未經處理直排,與嚴峻的環(huán)境空氣質量防控政策相違背,因此電泳涂裝廢氣問題引起環(huán)保主管部門重視。
1問題的提出
過往鋁材廠電泳生產過程產生的VOCs基本沒有經過系統(tǒng)的收集和處理，直接從廠房頂部排走，遇上不利的氣象條件，氣味難以擴散，不但惡化車間環(huán)境，而且對工人和周邊居民造成安全健康隱患。鋁材廠計劃對電泳車間進行改造升級。
2電泳涂裝工藝
2.1電泳涂裝的作用
鋁材經前處理水洗后可直接電泳，根據電泳類型選擇電泳漆，常見的電泳漆有丙烯酸和聚氨酯兩大類。表面覆膜的電泳漆經過烘烤加熱發(fā)生交聯(lián)反應硬化，鋁型材表明多孔質氧化膜封閉，使機械性能和耐蝕性增加。
2.2廢氣的來源和危害
VOCs主要來源于漆膜的烘干過程(溶劑揮發(fā)、涂膜熱融化、高溫熱固化階段)。鋁材廠主要從事陽極電泳，漆膜在高溫加熱初期會流下不揮發(fā)的固體粉末，伴隨油煙產生，經過烘烤煙氣中仍含有較多聚合物的熱分解生產物，如苯、甲苯、二甲苯、脂類、酮類、醇類、胺類、醛類、異氰酸酯類，具有嗅覺容易察覺的惡臭氣味。
3治理工藝的選擇
3.1實際應用的有機廢氣處理方案弊端
當前VOCs治理技術五花八門。直接燃燒法運行所需的溫度高，能耗大，不適用于低濃度廢氣;蓄熱式催化燃燒法起燃溫度低，但鋁材氧化過程容易帶有氯、磷元素，易造成催化劑中毒;活性炭吸附法設備運行阻力大，活性炭易飽和需頻繁更換，飽和吸附后須作危廢處理;光催化氧化法前期投資大，穩(wěn)定性差，對設計風量大的廢氣處理效果不理想;低溫等離子法工藝發(fā)展至今技術參差不齊，業(yè)界存有較大爭議。
3.2廢氣收集系統(tǒng)
鋁材廠鋁型材通過立式輸送鏈分批次送入4個天然氣烘烤爐內進行干燥固化。若直接從烘烤爐內抽出廢氣處理會造成溫度和壓力波動，成品質量難控制，且能耗劇增，因此各烘烤爐頂蓋留有縫隙，在其兩側設負壓(5000m3/h風量)抽氣管道;另針對鋁材安放和移出烘烤設備時需打開頂蓋，在蓋板上方一側對應位置安裝4個抽氣口(總風量25000m3/h)并配閥門控制，固化過程關閉閥門，在打開蓋板時才抽氣，避免影響固化工藝;電泳液儲槽暴露在車間內造成VOCs揮發(fā)，在儲槽上方安裝蓋板負壓抽氣。
3.3處理方案的選擇
鋁材廠最終采用強化吸收法，適用于含有顆粒物且有機廢氣濃度低、風量大的特點，能在消除氣態(tài)污染物的同時對污染物進行回收。將廢氣引出進入凈化高效吸收塔，除去顆粒污染物及氣態(tài)污染物，進入除霧強化凈化裝置。先進行氣液分離脫水除霧，再進入有機棉吸附層強化凈化，利用特制的高分子吸收液作為吸收劑，由循環(huán)水池經水泵增壓后自塔頂噴淋而下，通過廢氣與吸收液霧的接觸，氣液兩相在塔內完成吸收后，使廢氣中的有機物通過相似相溶原理而被吸收，凈化后的氣體從裝置上部排放口排出，吸收液進入循環(huán)池，飽和吸收尾液進入廢水處理系統(tǒng)處理，反應后的廢渣定期清理。
3.4強化吸收法工藝流程圖
4監(jiān)測內容
4.1抽樣位置如上圖所示，在烘烤爐頂蓋收集管廢氣處理前匯集處設1#點，在烘烤爐兩側廢氣收集管廢氣處理前匯集點設2#點，在與治理設施末端相連的排放筒布設3#點。
4.2周期和頻次
鋁材從投料、加熱保溫、出料耗時約20分鐘，即一個固化周期。每周期抽樣3次，涵蓋三個階段，每次先監(jiān)測采樣點風量，再以0.5L/min流速抽樣。監(jiān)測期間須保證烘烤爐的總工況達到75%以上，各點位同步監(jiān)測。
4.3監(jiān)測方法
固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法(GB/T16157-1996)、《表面涂裝(汽車制造業(yè))揮發(fā)性有機化合物排放標準》附錄E(DB44/816-2010)。
6結語和建議
6.1以人為本，改善VOCs收集是關鍵
提高整治效果的關鍵是怎樣確保車間內VOCs得到有效的收集，減少對環(huán)境和工人的影響。在提高生產自動化程度的前提下，盡可能保證生產過程車間密封，減少人員進出;加大烘烤爐側吸收集管的面積和增加烘烤爐頂部另一側收集管數量，合理調節(jié)最佳風量;做好抽氣裝置的密封處理，適當增加出料時的停留時間。
6.2源頭減排，加強生產全過程污染控制
鋁型材電泳涂裝應從源頭減少有機溶劑的使用量，切實推進涂裝工藝與設備改進，鼓勵企業(yè)使用環(huán)保的新涂料、新工藝、新裝備是實現VOCs減排的根本途徑。開展涂裝廢氣中VOCs成分譜圖研究，探討不同處理工藝對涂裝廢氣不同組分的處理效果。
6.3易被忽視，電泳廢氣的污染問題應引起重視
國家已將VOCs納入“十三五”總量減排指標，通過落實行業(yè)總量控制和推進企業(yè)VOCs綜合整治進而改善空氣質量。這種形勢將為所有排放VOCs的鋁型材生產企業(yè)帶來巨大的挑戰(zhàn)，以標準和法規(guī)促進行業(yè)健康發(fā)展的體系尚未形成，國家應盡快定標立制，規(guī)定電泳涂裝廢氣的收集和排放細則。
6.4齊抓共管，推進行業(yè)環(huán)保轉型升級的浪潮
佛山市南海區(qū)作為全國鋁型材行業(yè)集中生產基地，應該在涂裝廢氣VOCs整治上創(chuàng)新突圍。地方環(huán)保部門應盡快出臺管控細則和整治方案，對提前完成整治的企業(yè)進行適當財政補助，對處理裝置的使用建立長效監(jiān)督體制，與企業(yè)之間須形成有效環(huán)保合力，共同推動鋁型材行業(yè)污染深化整治工作。
來源：《化工管理》
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