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為推進(jìn)佛山市典型行業(yè)污染治理工作，引導(dǎo)企業(yè)開發(fā)、使用先進(jìn)的治污技術(shù)，助力企業(yè)提升環(huán)境管理水平，佛山市生態(tài)環(huán)境局特在“佛山生態(tài)環(huán)境”公眾號開設(shè)【典型行業(yè)治污技術(shù)】欄目，對典型行業(yè)工藝規(guī)范化管理、先進(jìn)技術(shù)和典型案例進(jìn)行宣傳展示，供相關(guān)行業(yè)企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒。
為削減VOCs的產(chǎn)生和排放，打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。佛山市生態(tài)環(huán)境局組織編制了《佛山市金屬涂裝企業(yè)清潔生產(chǎn)指南(VOCs 專項)》，分析了佛山金屬涂裝的基本情況，結(jié)合佛山企業(yè)生產(chǎn)的特點，提出金屬涂裝生產(chǎn)中減少VOCs的清潔生產(chǎn)途徑。
本期，環(huán)境君帶大家一起了解家電五金行業(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。
家電五金行業(yè)
家電產(chǎn)品以塑料和五金(鋼、銅、鋁以及鋁合金等等)作為主要原材料，生產(chǎn)涂裝過程會產(chǎn)生一定量的VOCs。
生產(chǎn)工藝
01 漆噴涂工藝
漆噴涂有油性漆噴涂和水性漆噴涂，噴涂、流平和烘干工序有VOCs釋放。
02 粉末噴涂工藝
在家電五金件涂裝中，粉末噴涂產(chǎn)品質(zhì)量較優(yōu)于漆噴涂。粉末噴涂的加工成本也高于漆噴涂。在噴粉工序產(chǎn)生的廢氣主要是顆粒物，固化工序有少量的VOCs。
03 絕緣漆涂裝工藝
在電機生產(chǎn)中，絕緣漆封閉了定子或轉(zhuǎn)子的表面而達(dá)到絕緣。絕緣漆封閉定子或轉(zhuǎn)子表面的方法有漆浸泡工藝和滴漆工藝兩種。絕緣漆浸泡工藝中，漆浸泡和烘干兩個工序排放出的VOCs量較大。
目前，在定子或轉(zhuǎn)子絕緣漆封閉中采用較多的是絕緣漆浸泡工藝。還有一部分是采用絕緣漆滴漆工藝。
在絕緣漆滴漆工藝中，絕緣漆是通過滴漆機將絕緣漆滴到定子或轉(zhuǎn)子的表面，并使其完整地覆蓋定子或轉(zhuǎn)子的表面。
滴漆工藝中，VOCs產(chǎn)生量和排放量較大的工序是絕緣漆滴漆和烘干。兩種涂裝工藝對比，滴漆工藝VOCs產(chǎn)生量和排放量較浸漆工藝少。
原輔材料
01 漆噴涂原輔材料
用于家電五金件漆噴涂種類有水性漆、油性漆、水性氟碳漆、油性氟碳漆和有機硅漆等。
油性漆的VOCs含量較大。在油性漆中，VOCs含量也有較大的差異。例如，用于風(fēng)扇的油性漆VOCs含量最大，而用于其他產(chǎn)品的油性漆VOCs含量較小。
在進(jìn)行漆噴涂時，VOCs的產(chǎn)生和排放不僅來源于漆的組成，也來源于溶劑、固化劑等輔料。
使用不同的漆就需要使用不同的溶劑。而不同的溶劑VOCs含量差異較大。當(dāng)使用不同廠家的原材料時，所使用的溶劑也不同，所含VOCs的量也不同。
在VOCs含量較大的原材料中，VOCs的產(chǎn)生量不僅與有機揮發(fā)物的含量有關(guān)，也與有機揮發(fā)物的沸點高低有關(guān)。沸點高的有機物在低溫時揮發(fā)量較小，而沸點低的有機物在同樣條件下?lián)]發(fā)量較大。
02 粉末噴涂原材料
粉末噴涂的原料是粉末涂料。粉末是一種含量為100%固體，不含VOCs。在使用過程中不需要添加溶劑或固化劑等輔料。由于粉末噴涂過程中，噴粉會產(chǎn)生顆粒物，固化時因高溫會釋放出少量的有機物或異味。
03 絕緣漆
絕緣漆是電機定子和轉(zhuǎn)子涂裝的原材料。絕緣漆是一種絕緣保護(hù)材料，用于在電機的鐵心和線圈之間形成高阻抗絕緣層，以防止電流泄漏，并保證電機的正常運行。
VOCs治理狀況
01 水性漆噴涂和粉末噴涂廢氣處理
從水性漆、粉末涂料成分和輔料的成分可知，運用水性漆和粉末噴涂工藝所產(chǎn)生的VOCs量較少，同時，大多數(shù)采用自動化噴涂生產(chǎn)線，可以做到全密閉的收集。
在噴漆和噴粉時收集的廢氣溫度較低，可不降溫。但廢氣中含顆粒物或漆霧較多，需要用水噴淋除去顆粒物和漆霧。經(jīng)過水噴淋后要進(jìn)行脫水或干燥處理，最后用二級活性炭或多級活性炭吸附的方式處理。
在烘干或固化時產(chǎn)生的廢氣溫度較高，含有少量的顆粒物和VOCs。當(dāng)烘干廢氣和固化廢氣溫度大于等于40℃時，必須降溫?？梢杂盟畤娏芙禍兀瑫r除去部分顆粒物或VOCs。經(jīng)過水噴淋后，廢氣需要脫水或干燥，最后用活性炭吸附處理。廢氣在使用活性炭吸附處理時，都要注意活性炭的型號、活性炭的填裝量和及時更換活性炭，以保證處理效果。
02 油性漆噴涂廢氣處理
家電五金件在油性漆噴涂時，常使用連續(xù)式自動噴漆生產(chǎn)線。油性漆噴涂產(chǎn)生的廢氣也分為噴漆廢氣和烘干廢氣，噴漆廢氣和烘干廢氣的溫度相差較大，要分別進(jìn)行預(yù)處理。
油性漆所含VOCs量較大，經(jīng)過預(yù)處理的廢氣不宜使用活性炭吸附，采用沸石分子篩吸附+催化燃燒/蓄熱燃燒相結(jié)合的工藝較好。
03 氟碳漆和有機硅漆噴涂廢氣處理
氟碳漆和有機硅漆在噴漆時產(chǎn)生的噴漆廢氣溫度較低，多為常溫，主要污染物為顆粒物或漆霧。污染物的濃度因產(chǎn)品和工藝的不同變化較大。噴漆廢氣的預(yù)處理有水噴淋和脫水或干燥。在實際工作中，經(jīng)過預(yù)處理的噴漆廢氣有用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理，也有用二級或多級活性炭吸附處理。關(guān)鍵是看預(yù)處理后噴漆廢氣中VOCs的濃度。
烘干廢氣的溫度較高，需要降溫，可以用水噴淋降溫。水噴淋后的廢氣要脫水。經(jīng)過預(yù)處理后的烘干廢氣，依據(jù)企業(yè)實際情況，可以采用活性炭吸附處理，也可以用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理。
04 絕緣漆涂裝廢氣處理
電機定子或轉(zhuǎn)子使用絕緣漆涂裝時，有以下情況：
?、偈褂盟越^緣漆時，不論是浸泡工藝或滴漆工藝，預(yù)處理后的廢氣VOCs濃度較低時，可以用活性炭二級或多級吸附處理；當(dāng)預(yù)處理后的廢氣VOCs濃度較高時，要用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理。需要注意的是，進(jìn)入活性炭吸附的廢氣溫度要低于40℃，廢氣溫度過高時不能直接進(jìn)入活性炭吸附層，必須降低溫度。
?、谑褂糜托越^緣漆時，尤其是使用浸泡工藝，廢氣中VOCs的濃度較大，應(yīng)用沸石分子篩吸附+催化燃燒或蓄熱燃燒處理工藝。
05 其他廢氣處理
家電五金件使用手工噴漆或噴粉時，廢氣收集難度增大，同時，收集到的廢氣所含VOCs的濃度較低。在這種情況下，要加強廢氣的收集。
家電涂裝清潔化生產(chǎn)途徑
一、綠色產(chǎn)品設(shè)計
01 用塑料代替金屬
隨著工程塑料的質(zhì)量提高，產(chǎn)品價格下降，具有多種加工的方式以及部分塑料還可以重復(fù)使用，致使用塑料代替金屬做家電五金件的原材料的可能性增大。在塑料代替金屬過程中，通過使用塑料色母粒，加工后的塑料件不需要再做涂裝或上色，顯著地減少VOCs的排放。
02 更換成其他的材料
用不銹鋼、氧化鋁或陶瓷等其他材料代替金屬制備家電配件，可以省去或刪去表面噴涂的工序，減少生產(chǎn)過程含VOCs原材料的消耗。
03 用電化學(xué)方法做表面處理
用電化學(xué)方法對家電五金件進(jìn)行表面處理，改變涂裝的方法，也是通過產(chǎn)品設(shè)計達(dá)到減少VOCs的使用和排放的目的。
04 用塑料或紙張貼
隨著粘合劑技術(shù)的發(fā)展，對于部分涂裝質(zhì)量要求不高的家電五金件，使用印刷好圖形的塑料膜或紙張粘貼在家電五金件表面，取代涂裝工序。
05 用粉末噴涂產(chǎn)品代替油性漆噴涂產(chǎn)品
用粉末噴涂產(chǎn)品取代油性漆噴涂產(chǎn)品，是具有明顯VOCs減排的效益。在實際工作中需要考慮生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)流程以及成本等因素。若能滿足成本要求，同時，設(shè)備和工藝具有可行性，應(yīng)該用粉末噴涂產(chǎn)品替代油性漆噴涂產(chǎn)品。
二、原輔材料的改進(jìn)與選擇
01 用水性漆代替油性漆
水性漆替代油性漆不僅可以減少漆中的VOCs含量，還減少溶劑和有關(guān)助劑所產(chǎn)生的VOCs量。油性漆與水性漆最大的區(qū)別是在溶劑。水性漆以水為溶劑，而油性漆是以有機物為溶劑。水與有機物的VOCs含量差異很大。在滿足產(chǎn)品性能的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用水性漆。
02 使用含沸點較高有機物的原材料
在油性漆噴涂中，可能用到多種含有機物的原材料，例如，油性漆、溶劑等。使用含高沸點有機物的原材料將會有利于減少VOCs的產(chǎn)生和排放，尤其是在低溫固化和烘干的情況下。
三、改進(jìn)生產(chǎn)工藝與裝備
01 低耗量工藝研發(fā)
低耗量工藝是指生產(chǎn)中原輔材料消耗量較小的工藝。研發(fā)的方向主要有：
?、僭跐M足產(chǎn)品性能的情況下，盡可能減少噴涂的膜厚。減少噴涂的膜厚就是減少原輔材料的消耗量，有利于減少VOCs的產(chǎn)生和排放。
?、跍p少噴涂和烘烤的返工率，提高噴涂工藝一次成功合格率。減少返工量將減少原輔材料的消耗量，也減少VOCs的排放量和產(chǎn)生量。
?、鄹鶕?jù)工件大小和涂裝要求，合理設(shè)置工藝參數(shù)，包括噴涂距離、噴嘴類型、噴涂速度、涂料流量、噴頭角度等等。
?、芨鶕?jù)產(chǎn)品情況，采用自動噴涂+人工噴涂相結(jié)合方式。
02 提高噴漆或噴粉的自動化程度
人工手動操作噴漆或噴粉都會增大原材料消耗，容易產(chǎn)生VOCs的無組織排放。對于不適合使用自動化噴漆或噴粉生產(chǎn)線的產(chǎn)品，可以運用機械手操作，建設(shè)容易調(diào)節(jié)、適應(yīng)間歇式生產(chǎn)自動化噴漆或噴粉工段，提高生產(chǎn)效率，減少VOCs的排放。
03 做好噴涂生產(chǎn)參數(shù)的確定和控制
由于家電五金件的體積小，涂層薄。噴涂的工藝參數(shù)以及對工藝參數(shù)的控制直接影響到家電五金件的噴涂質(zhì)量。要認(rèn)真確定工藝參數(shù)和嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，否則，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增加VOCs的排放，還會導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升。
四、生產(chǎn)環(huán)境清潔化
01 提高原輔材料稱量、配料和輸送自動化水平
提高原輔材料稱量、配料和輸送自動化水平可以減少人為的失誤，提高稱量的精度，減少配料和輸送過程的無組織排放，有利于減少VOCs的產(chǎn)生和排放，提高生產(chǎn)效率。
02 提高自動化噴涂生產(chǎn)線的密封度
提高自動化噴涂生產(chǎn)線的密閉性可以減少VOCs的無組織排放，有利于廢氣的治理。對已投入生產(chǎn)多年的自動化生產(chǎn)線要進(jìn)行維修，做好保養(yǎng)，堵塞漏洞，必要時要改造，進(jìn)一步提高生產(chǎn)線的密閉性。
03 優(yōu)化原輔材料存儲的環(huán)境
存儲家電五金件含VOCs涂裝原輔材料的房間必須是全密閉式的，要嚴(yán)格控制庫房的溫度。部分原輔材料，例如，油性漆所使用的溶劑，特別是含VOCs的量較大、較多還是沸點較低的溶劑的存儲環(huán)境要做好控制。
五、強化VOCs治理
01 加強活性炭使用管理
在家電五金件的涂裝生產(chǎn)中，有一部分是用活性炭吸附工藝治理?；钚蕴课教幚砉に嚨某尚c活性炭的管理關(guān)系十分密切。活性炭管理包括活性炭的選型、活性炭的更換以及控制進(jìn)入活性炭吸附前含水率和溫度的控制等。目前，活性炭管理主要的還是靠人工。因此，需要加強對員工的培訓(xùn)和管理。
02 做好廢氣收集和預(yù)處理
在家電五金件的涂裝中，各個工序產(chǎn)生的廢氣性質(zhì)有較大的差別。為了提高廢氣治理的成效和降低廢氣治理的成本，要做好廢氣的分質(zhì)收集和預(yù)處理。經(jīng)過預(yù)處理后的廢氣可以合并統(tǒng)一處理。
03 熱能的回收和利用
在采用催化燃燒/蓄熱燃燒廢氣治理工藝時，燃燒時產(chǎn)生的熱量是一種能源。在廢氣治理工藝設(shè)計時就要考慮燃燒熱量的回收和利用。燃燒熱量的回收利用不僅可以改善環(huán)境，還可以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
典型案例
案例企業(yè)屬于小型或微型電機的生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)的小型或微型電機是與我國和國際著名家電生產(chǎn)企業(yè)配套的。
該企業(yè)在定子浸漆生產(chǎn)中，17條生產(chǎn)線改為使用水性絕緣漆，只留下1條生產(chǎn)線使用油性絕緣漆。
從表可見，水性漆取代了油性漆后，由原材料帶入的VOCs的量減少了80.52%，效果顯著。
該電機生產(chǎn)企業(yè)從以下幾個方面做好生產(chǎn)環(huán)境控制：
?、倨髽I(yè)設(shè)有獨立的油漆存放場所，未用及未用完的油漆密閉儲存。
?、谄髽I(yè)設(shè)有調(diào)漆房，調(diào)漆房為全密閉并設(shè)有廢氣收集處理系統(tǒng)，與環(huán)保處理設(shè)施連接，調(diào)漆房廢氣經(jīng)環(huán)保設(shè)備處理，調(diào)好漆后通過集中供漆系統(tǒng)，通過密閉管道輸送到每臺浸漆生產(chǎn)線。
?、劢峋€上料和下料為開放式，上料口保持負(fù)壓狀態(tài)，浸漆、滴漆、烘干為全密閉的自動化連續(xù)式的作業(yè)。滴漆通過收集通道回流至浸漆池，廢氣排至VOCs廢氣收集處理系統(tǒng)。
?、軓U漆桶、廢擦機布等含VOCs的危險廢物，分類放置于貼有標(biāo)識的容器內(nèi)，保持密閉，并及時轉(zhuǎn)運、處置。
該企業(yè)優(yōu)化廢氣治理工藝，廢氣經(jīng)預(yù)處理后，用沸石濃縮轉(zhuǎn)筒+RTO 治理工藝。
該方案實施前，廢氣處理效率為70%；方案實施后，廢氣處理效率提高到95%。實施了該方案，廢氣處理效率提高了25%。
來源|佛山市生態(tài)環(huán)境局
整理|佛山生態(tài)環(huán)境微信編輯小組
原標(biāo)題：家電五金行業(yè)VOCs治理的5個途徑！
