環保噴漆房在汽車涂裝過程中VOCs主要產生于塑料零件加工的中涂和面漆的噴涂和干燥工藝。車身密封和噴涂保護蠟的兩個步驟是由于PVC和保護蠟VOCs內容相對較小,不是主要的排污環節。車身涂料產生的有機廢氣具有風量大、濃度中低的特點。
(1)噴漆室:噴漆室廢氣中的主要有害成分是噴漆過程中揮發的有機溶劑。噴漆室排氣量大,廢氣中有機物總濃度低,一般為100mg/m3以下。此外,噴漆室的排氣通常含有少量未完全處理的漆霧。特別是干漆霧捕集噴漆室,排氣漆霧較多。
(2)干燥室:除有機溶劑本身的成分外,干燥廢氣的成分比較復雜,還含有熱分解生成物和反應生成物。雖然電泳涂料屬于水性涂料,但其干燥氣體仍含有更多的有機成分。除了電泳涂料本身含有少量的醇醚有機物外,還含有干燥過程中的熱分解產物(如醛酮類小分子)。電泳干燥廢氣中有機物的總濃度一般為500-1000mg/m3、干燥廢氣低于溶劑型涂料。
(3)固體廢物儲存場所:如果廢漆桶和漆霧收集后產生的漆渣不能及時處理,往往會產生有機廢氣。
根據汽車涂裝行業污染排放特點研究結果,VOCs排放主要集中在噴涂和干燥環節,主要來自所使用的涂層。排放成分與所使用的涂層成分基本一致。污染控制措施可分為兩類:源頭控制和終端控制。
用粉末涂料、水性涂料和高固體成分涂料代替溶劑涂料降低VOCs排放量。國內大多數汽車涂裝采用陰極電泳+溶劑型中涂+溶劑型色漆+單組分蓋清漆工藝系統。汽車底漆已經實現了全面的涂、面漆仍以溶劑型為主,VOCs排放量高于發達國家(地區),距環保型(低)VOCs涂料的應用與發展還有一定的距離。目前,國內少數大型汽車企業新生產線采用水性涂料技術,大大降低了汽車表面涂料VOCs排放水平接近或達到歐洲汽車涂料VOCs排放標準。
環保噴漆房采用先進的涂裝工藝,可以減少涂料的用量,使用效果低VOCs含量的涂料可以大大降低VOCs排放。目前先進的涂裝工藝包括3個C1B技術及水性免中涂工藝。3C1B取消了涂裝工藝3C2B工藝中涂烘烤和打磨工藝,等待中涂、彩漆、蓋漆三層涂料一起干燥固化,可節省涂料的使用。水性免中涂技術將經濟型汽車和商用車車身從3涂系統簡化為2涂系統,3涂系統C2B與涂裝工藝相比,簡化了車身涂裝工藝,可降低20%VOCs排放。
汽車噴涂行業的終端處理措施包括油漆室油漆收集措施,VOCs廢氣收集和處理措施。噴漆室內漆霧收集是汽車涂料行業廢氣預處理的重要措施。VOCs終端治理效果起著關鍵作用。漆霧處理方法主要包括過濾法、冷凝法和液體吸收法,其中過濾法(干)和液體吸收法(濕)應用廣泛。文丘里水旋(漩渦)漆霧分離技術是我國應用廣泛的濕處理方法之一。由于濕(水洗)漆霧分離技術會產生漆渣等危險廢物,美國和歐洲限制其使用,并逐步采用干漆霧分離技術,有效降低能耗,基本不產生化學凝結物。
經漆霧處理后的噴漆廢氣和流平、烘干廢氣主要含有VOCs有機廢氣,普遍采取吸附、燃燒和一些組合方式進行降解處理。采用直接燃燒法處理廢氣時,為提高廢氣處理的溫度、減少燃料的消耗,通常使燃燒后的廢氣與燃燒前的廢氣進行熱交換,根據熱交換與廢熱利用形式的不同,常見的直接燃燒形式有RTO(蓄熱式熱力燃燒系統)和TAR(回收式熱力燃燒系統),國內大型汽車企業涂裝多采用RTO進行VOCs廢氣末端治理。對于新建的汽車涂裝生產線,歐美汽車企業TAR來進行烘干室末端VOCs廢氣處理,處理效率可達到99%以上。采用吸附法-脫附再生技術如設備維護長長也可達到90%以上處理效率。由于噴漆室風量大、濃度低,往往不能直接采用焚燒法處理,轉輪濃縮吸附-蓄熱式焚燒技術是目前噴涂廢氣治理效果好的技術之一,采用吸附-脫附-濃縮焚燒等三項連續程序,將低濃度廢氣吸附濃縮,而后脫附采用焚燒技術處理,處理效率達到99%以上。