摘要：通过对一条溶剂型涂装线从水性漆、高固含油漆、废气治理工艺进行改造分析,阐述了汽车涂装废气的控制思路。
1 宏观政策
1.1 国家法规
伴随工业化持续快速的发展，大气污染日益严重，空气质量加速恶化，我国正面临严峻的空气污染问题。挥发性有机物（VOC）具有生理毒性，对环境和人体健康危害巨大，而汽车涂装工业是VOCs排放的主要来源之一。
近年来《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》显著增加了VOCs污染物防治的相关条款，出台了一系列的政策法规、行业标准以及收费方案，大力推进涂装、印刷等行业挥发性有机物污染治理。各地政府相继颁布了《挥发性有机化合物排放标准》及《挥发性有机物排污收费试点实施办法》，要求实施原料替代工程、工艺技术改造工程、回收及综合治理工程。
1.2 陕西省法规
2017年1月10日陕西省质量技术监督局发布《挥发性有机物排放控制标准》，对表面涂装、印刷、涂料与油墨等8 个重点行业VOCs排放进行重点控制，要求现有企业自2018年2月10日起执行该标准规定的污染物控制要求，新建企业自2017年2月10日起执行规定的污染控制要求，其中汽车涂装挥发性有机物排放标准见表1所列。
标准要求汽车制造涂装生产线单位涂装面积VOCs排放量限值为55g/m2，并对厂区内和企业边界VOCs浓度规定限制，设置监控点检测。对于企业事业单位违法排放大气污染物，将依法责令停产停业或者关闭。
1.3 政策对溶剂型涂装线体的影响
溶剂型涂装线体单位面积的VOCs排放量高于55g/m2，不满足国家法规的要求，须进行VOCs减排治理改造，否则涂装生产线面临停产停业及后期高额环保税的缴纳，改造会造成涂装线停产，影响公司正常生产经营，亟须规划治理方案和调整生产经营安排，确保治理改造的实施。
2 治理对策
目前涂装线风量为775640m3/h，主要可通过原材料替代和末端再处理技术达到VOC 减排目的。原材料替代主要为“水性色漆+高固含清漆”取代溶剂型油漆；末端治理通过燃烧、回收降低VOCs排放量，主要方法有浓缩再焚烧处理和高分子筛回收处理。
2.1 方案1：水性色漆+高固含清漆
用水性色漆和高固含清漆取代溶剂型油漆。
1）优点：是从源头上减少VOCs排放量的最有效措施，VOCs可降低到30g/m2 以下。
2）缺点：水性漆工艺须增加水分预烘干段（80℃×15min），对喷漆室温湿度控制精度要求高，同时对设备耐腐蚀性能要求高。
进行水性涂装线改造要完成水分预烘干、空调系统、机器人喷涂系统、排风设备、集中供漆系统的改造，受现场空间制约实施过程难以控制，会造成涂装线长期停产，改造费用高，难度大，在经济性、可行性方面不乐观，因此水性漆工艺更适合应用于新建涂装线。
2.2 方案2：高固含色漆+高固含清漆
油漆施工固含高，稀释率低，施工黏度高。
1）优点：油漆施工固体含量≥50%，从源头上减少了稀释剂的用量。
2）缺点：高固含体系的施工窗口较传统溶剂型涂料窄，需延长升温段预烘干时间，防止流挂缺陷；同时旋杯转速要求在50 kr/min 以上，并需验证与玻璃胶、密封胶的配套性，高固含色漆工艺与水性漆相比VOCs降低量有限，且需结合焚烧处理工艺同时应用。
目前高固含油漆主要在福特汽车使用，国内奇瑞公司将一条溶剂型涂装线改造为高固含线，采用全机器人喷涂，封闭喷房，对喷房循环空气进行浓缩再焚烧处理，通过改造理论上VOCs可降至50g/m2 以下。
2.3 方案3：浓缩再焚烧处理
针对涂装废气大风量低浓度特点，先采用吸附法对低浓度常温喷漆废气进行吸附浓缩，再高温蒸气脱附，浓缩脱附后的废气采用催化燃烧或蓄热式热力燃烧的方法处理。
1）优点：去除效率可以达到90%以上，改造过程停线15d对生产影响相对较小，在溶剂型涂装线改造中得到普遍应用，为当前汽车涂装VOC 治理的主要实施方法。
2）缺点：现阶段VOCs治理工艺在汽车行业的应用处于起步阶段，国内治理企业良莠不齐，核心设备疏水性沸石转轮主要依托进口，转轮的生产周期较长，项目周期长达6个月；投资费用上千万元，设备运行费用和维护费用400万元/a，占地面积750~1000m2，见表2 所列。设备选配及维护不当易导致设备快速老化，影响治理效果。
吸附分为活性炭吸附和疏水性沸石转轮吸附，针对2种方案进行对比，见表3所列。
活性炭吸附比表面积大，但其材料耐热性差、可燃，长时间运转漆雾黏附于活性炭上易发生火灾事故，造成活性炭表面介质受损。另外，涂装废气湿度较高影响活性炭对VOC 的吸附能力，因此疏水性沸石转轮吸附浓缩相对安全，吸附能力可靠。
2.4 方案4：高分子筛回收处理
高分子筛回收处理采用选择性吸附高分子材料分子筛将尾气中的有害污染物截留，吸附饱和的材料返回设备供应商进行回收。
1）优点：投资少、见效快，运行经济，饱和材料无甲方处理，由设备供应商处理。
2）缺点：高分子筛回收处理对单一挥发物种类效果明显，主要应用于化工行业，汽车涂装行业产生的废气含多种VOC 混合物，目前还无实际应用案例，效果难以保证。
2.5 小结
按照治理后VOCs排放标准，结合投资额和对生产经营影响，方案3（浓缩再焚烧处理）仅在管路对接时停产15d,具有可行性，治理效果可预估，对溶剂型涂装生产线经营影响较小。
3 结语
根据陕西省DB 61/T 1061—2017对汽车驾驶室单位涂装面积VOCs排放量限制55g/m2 的要求，溶剂型涂装生产线采用“疏水性沸石转轮吸附浓缩+蓄热氧化废气焚烧处理”完成涂装线VOC 治理工程，同时根据现场情况可考虑“循环风改造+机器人内喷+废气治理”相结合的工艺，以达到投资合理、治理效果可持续的目的。随着国家对环保要求的提升，从长远考虑，新建水性线集中喷涂生产驾驶室、塑料件，做到源头控制，降低末端治理费用。
原标题：涂装挥发性有机物排放控制措施
