一、噴漆廢氣怎么產(chǎn)生的？

噴漆廣泛用于家具涂裝等行業(yè)。涂料中含有一定比例的溶劑，噴漆作業(yè)中還要添加一些稀釋劑，因此在噴漆、流平及干燥過程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物，其中含苯有機(jī)物毒性很大，不但對(duì)操作工人的身體健康造成直接危害，同時(shí)也污染了周圍的大氣環(huán)境。

二、噴漆廢氣污染物的來源

一般涂料的組成包括：成膜物質(zhì)（基料）、顏料、填料、溶劑、其他助劑等，在噴漆作業(yè)時(shí)還要配上稀釋劑（稀料）。

成膜物質(zhì)是涂料中重要的組成部分，成膜時(shí)隨著涂料中溶劑的揮發(fā)，黏結(jié)劑分子或者乳液中的聚合物微粒相互靠近而凝聚，將顏料和填料黏結(jié)起來，形成連續(xù)涂膜，并使該涂膜牢固地黏結(jié)在基層上。成膜物質(zhì)固定在物體的表面，很少進(jìn)入噴漆廢氣中。

顏料又稱為著色顏料，在涂料中的主要作用是使涂膜具有一定的遮蓋力和所需要的各種色彩。顏料在涂料中所占比例小，進(jìn)入廢氣中的更少，但因其有很強(qiáng)的著色能力，造成廢氣中的顆粒物帶有顏色。因此按照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297-1996），對(duì)噴漆廢氣中的顆粒物進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)執(zhí)行染料塵限值標(biāo)準(zhǔn)。

填料又稱為體質(zhì)顏料，主要起填充作用，填料能有效改善涂料的貯存穩(wěn)定性和涂膜的相關(guān)性能。填料是構(gòu)成噴漆廢氣中顆粒物的一部分，一般附著在漆霧中。

助劑可以改善涂料及涂膜的某些性能，一般用量很小，但對(duì)涂料和涂膜的性能確有很大的影響。主要包括：成膜助劑、固化劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，有很多不同的選擇。

溶劑是液體涂料配方中的重要組成部分，是成膜物質(zhì)的載體，目前主要采用的有甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇、乙二醇、丁醚、汽油、混合溶劑等。它與涂料的制造、貯存、施工，漆膜的質(zhì)量有密切關(guān)系。其主要作用是：①溶解并稀釋涂料中的成膜物質(zhì)，降低涂料的黏度，便于涂刷或噴漆等施工操作；②提高涂料貯存的穩(wěn)定性，防止成膜物質(zhì)凝膠，同時(shí)加入溶劑后會(huì)使桶內(nèi)充滿溶劑蒸氣，可減少涂料表面結(jié)皮；③改善涂膜的流平性，可避免涂膜太厚、太薄或涂刷性能不好而產(chǎn)生刷痕或起皺等弊病。溶劑是揮發(fā)性的液體，只起溶解和稀釋成膜物質(zhì)的作用，在涂膜干結(jié)時(shí)，它揮發(fā)到空氣中，是噴漆廢氣中的主要污染物。涂料有水性和溶劑型2種，溶劑型涂料采用的溶劑包括純苯、甲苯、二甲苯、汽油溶劑等，產(chǎn)生的VOCs包含苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等。水性涂料屬于環(huán)保型涂料，目前因其價(jià)格昂貴，使用受到限制，只在少量出口汽車、機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用，水性涂料廢氣污染物主要包括醇類和醚類等有機(jī)物。

稀釋劑是在噴漆施工過程中用于稀釋涂料的溶劑，一般和涂料中的溶劑相同或相溶，對(duì)涂料有良好的溶解性和分散性，同時(shí)對(duì)涂料的性能影響較小。各種類型的涂料都有相應(yīng)的稀釋劑，一般彼此不能通用。氨基漆稀釋劑由二甲苯、丁醇混合組成；硝基漆稀釋劑（香蕉水）由酯、醇、苯類混合溶液組成。無苯涂料稀釋劑主要由乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶劑油等組成，能溶解硝基漆、醇酸漆、氨基漆、丙烯酸漆等。稀釋劑和溶劑一樣zui終揮發(fā)成為廢氣污染物。

從涂料原料組分上看，噴漆產(chǎn)生的VOCs 主要來自于溶劑和稀釋劑，顆粒物主要來自于成膜物質(zhì)和各種固態(tài)添加劑。要從源頭上消除或減輕噴漆廢氣的污染，首先要從涂料的選擇上考慮，采用揮發(fā)分含量低的環(huán)保涂料，特別是水性涂料，它是解決噴漆廢氣污染環(huán)境的有效措施。水性涂料是采用水溶性及水分散性樹脂及各種助劑制成，不需加入含苯稀釋劑，以水稀釋即可；污染物主要是醇類和醚類等污染相對(duì)低的有機(jī)物，對(duì)環(huán)境的影響較小。水性涂料在歐洲的使用率已經(jīng)達(dá)到80%，從2004年4 月1 日開始，歐盟已禁止生產(chǎn)、銷售和使用溶劑型涂料；目前溶劑型涂料的使用受到很大的限制，世界范圍內(nèi)溶劑型涂料被水性涂料取代只是時(shí)間問題。按照2006 年12月1 日實(shí)施的《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)汽車制造業(yè)（涂裝）》（HJ/T293-2006），清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求禁止使用含苯的涂料、稀釋劑和溶劑；底漆、中涂和面漆均推薦使用水性涂料和粉末涂料。

三、噴漆車間廢氣處理裝置對(duì)廢氣污染物排放的影響

噴漆廢氣處理設(shè)備的差別會(huì)影響物料的利用率和污染物的排放量，目前工業(yè)生產(chǎn)中采用的噴漆工藝大致包括人工涂刷、人工噴漆、機(jī)械噴漆等幾種方式。人工涂刷效率低、漆膜質(zhì)量不高，主要應(yīng)用于小規(guī)模產(chǎn)品的表面裝飾，噴漆則是目前涂裝行業(yè)的主流，在自動(dòng)化程度高的汽車涂裝等行業(yè)主要采用自動(dòng)噴漆工藝，而在部分機(jī)械制造企業(yè)仍然采用人工噴漆工藝。

工藝不同，涂料的利用率有較大的差別。在汽車涂裝企業(yè)多采用的涂裝工藝，中涂、面漆以靜電旋杯噴漆為主，由機(jī)械人自動(dòng)仿形，出漆量及噴漆圖形根據(jù)車身的不同位置調(diào)整，可使涂料利用率提高到90%以上，可大大減少涂料用量，從而減少有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染。在進(jìn)行噴漆過程中白車身涂漆面積、涂層厚度、涂料品種、涂裝工藝等都會(huì)對(duì)排放量造成影響，關(guān)鍵是涂裝工藝，直接影響涂料利用率，影響噴漆廢氣污染物的排放。

工業(yè)化生產(chǎn)中，噴漆一般在噴漆室進(jìn)行，噴漆室一般由室體、土建基礎(chǔ)、平板車、軌道、進(jìn)風(fēng)過濾系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)等組成。噴漆室一般采用上送風(fēng)下抽風(fēng)方式，能及時(shí)排走各個(gè)方向的漆霧，有利于減輕漆霧對(duì)操作人員呼吸系統(tǒng)的影響，并能從不同方向?qū)ぜM(jìn)行噴漆，部分汽車涂裝企業(yè)采用機(jī)械手自動(dòng)噴漆。噴漆室底部設(shè)有過濾系統(tǒng)，初步過濾廢氣中的漆霧，減輕漆霧對(duì)有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)的影響。

噴漆室的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化程度對(duì)涂料的利用率有影響，空氣通過送風(fēng)系統(tǒng)均壓后，經(jīng)過濾進(jìn)入噴漆室，形成均勻*的風(fēng)速。對(duì)工件而言，為避免紊流及提高涂料的利用率，不需要太大的風(fēng)速0.2-0.3m/s；而對(duì)操作人員與設(shè)備而言，則需要相對(duì)較大的風(fēng)速（0.3-0.5m/s）將漆霧迅速排除，以保障清潔的工作環(huán)境和人員的健康與安全。因此合理的設(shè)計(jì)和分配風(fēng)速，可以提高噴漆效率，減少過噴漆霧的排放。目前有一些涂裝設(shè)備采用分流隔板，造成兩側(cè)區(qū)域具有較高的風(fēng)速，而中央的噴漆區(qū)有較低的風(fēng)速，一方面保障操作人員的清潔環(huán)境，同時(shí)又能提高涂料的利用率，減少過噴漆霧的排放。

噴漆的主要器具是噴槍，噴槍噴射的漆霧一部分附著在涂裝工件上，其余部分以射流狀反彈到空氣中。噴槍技術(shù)性能的性是減少空氣污染的積極因素，可以大大降低涂裝作業(yè)過程中環(huán)境治理的負(fù)擔(dān)。噴槍種類較多、技術(shù)差異較大，如空氣噴槍、高壓無氣噴槍、混氣噴槍、低壓大容量噴槍等。老式噴槍附著力、利用率都很差，不僅影響噴漆質(zhì)量，也加重了環(huán)境污染，如普通空氣噴槍，噴出的漆霧中含有較多的壓縮空氣，回彈現(xiàn)象嚴(yán)重，涂料利用率低，操作環(huán)境差，增加了噴漆廢氣的排放。目前的噴槍包括大容量低壓噴槍、無氣噴槍等，效率達(dá)到90%以上，物料流失率低，廢氣污染物的排放量減少。工藝技術(shù)和設(shè)備的性是涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)水平的一個(gè)重要指標(biāo)，簡(jiǎn)陋的設(shè)備和落后的工藝，不但會(huì)增加資源、能源的消耗，同時(shí)也增加了廢氣污染物的產(chǎn)生和排放量，增大了處理設(shè)施的運(yùn)行成本和污染物排放濃度。新建噴漆室應(yīng)禁止使用落后的、淘汰的工藝技術(shù)和設(shè)備，提高噴漆作業(yè)環(huán)節(jié)的清潔生產(chǎn)水平。

四、噴漆廢氣污染物治理措施

噴漆工序包括噴漆、流平和烘干，每個(gè)工序均有VOCs 排放。某汽車噴漆金屬車間底色漆，在噴漆室、流平室及烘干室的VOCs 產(chǎn)生量分別為60%、35% 和5%，罩光漆在3個(gè)工序的產(chǎn)生量分別為50%、20%和30%。噴漆室或噴漆工序主要污染物為VOCs 和漆霧（顆粒物），流平和烘干工序主要污染物為VOCs。漆霧顆粒微?。ń^大部分在10um以下）、黏度大、易黏附在物質(zhì)表面，凈化有機(jī)廢氣之前必須去除漆霧，然后再進(jìn)一步去除廢氣中的甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等揮發(fā)性有機(jī)物。

目前國內(nèi)外漆霧處理方法包括：過濾法、低溫冷凝法、油吸收法、水吸收法等，較多采用的是過濾法和水吸收法。

過濾主要采用濾層阻留漆霧和顆粒物，濾料可以采用玻璃纖維棉、爐渣等，也可組合使用；如某抽油機(jī)廠采用的過濾系統(tǒng)由9部分組成，分別為塑料回轉(zhuǎn)球、棕板和玻璃纖維棉9層，過濾材料視污染程度定期更換或清理漆塊后重復(fù)使用。過濾措施能除去大部分的漆霧，對(duì)有機(jī)物也有少量的吸附，但不能保證廢物污染物的達(dá)標(biāo)排放，還需進(jìn)一步處理。

吸收方式包括噴淋水洗、霧化洗滌、無泵水幕處理、水旋式處理等。噴淋水洗采用噴嘴組成的噴淋室，將水霧化來沖洗漆霧，水過濾后重復(fù)利用，該方法效果差，噴嘴易堵塞；霧化洗滌采用螺旋進(jìn)氣，在高級(jí)霧化作用下，氣液充分接觸，廢氣中的細(xì)小顆粒物、未凝固的涂料顆粒及少量有機(jī)廢氣被吸收；無泵水幕噴漆室和無泵水激噴漆室是利用高速排風(fēng)誘導(dǎo)提水，將排風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)合二為一，形成無泵的水循環(huán)系統(tǒng)，由于漆霧經(jīng)過水幕、水簾以及氣水通道與水幕強(qiáng)烈攪拌，形成多級(jí)凈化過程，提高了凈化效率；水旋式噴漆室主要是靠在柵格上的水旋器來分離空氣中的漆霧，當(dāng)含有漆霧的空氣直接被吸入水旋器與柵格板下的水面撞擊后，同水一起以漩渦運(yùn)動(dòng)流入水旋器，漆霧和空氣分離。目前廣泛采用的主要是水幕、水旋及水激式噴漆設(shè)備，均能取得較好的凈化效果，但因甲苯、二甲苯等有機(jī)物不溶于水，對(duì)該類有機(jī)污染物的去除效率甚微，還需要進(jìn)一步處理。

經(jīng)過除霧處理后的噴漆廢氣和流平、烘干廢氣主要含有揮發(fā)性有機(jī)物，一般還需采取吸附、燃燒或催化燃燒的方式進(jìn)行治理。

吸附法是目前廣泛使用的有機(jī)廢氣處理技術(shù)，其原理是利用吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)，將廢氣中的VOCs捕獲。吸附劑應(yīng)能滿足：比表面積和孔隙率大，吸附能力強(qiáng)，具有一定的顆粒度，較好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，使用壽命長，價(jià)格低廉，原料來源充足。處理噴漆廢氣選用的吸附劑有活性炭、活性炭纖維、焦炭粉粒等?；钚蕴亢突钚蕴坷w維具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大，吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，耐水，耐高溫、高壓，不易破碎，對(duì)空氣阻力小等特點(diǎn)，因此被廣泛采用。活性炭過濾吸附法是一種較為經(jīng)濟(jì)的方法，與其他方法比較，具有去除效率高、能耗低、工藝成熟、易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是處理設(shè)備較大。將含VOCs 的有機(jī)廢氣通過活性炭床，其中的VOCs 被吸附劑吸附，廢氣得到凈化后排入大氣。當(dāng)炭吸附達(dá)到飽和后，需對(duì)飽和的炭床進(jìn)行脫附再生；通入水蒸氣加熱炭層，VOCs 被吹脫放出，并與水蒸氣形成蒸氣混合物，一起離開炭吸附床，做進(jìn)一步的處理。

直接燃燒法（或稱為熱氧化）是通過燃燒來消除有機(jī)物廢氣污染物的方法，是使用有機(jī)廢氣在溫度600-800℃和滯留時(shí)間0.3-0.5s的條件下直接燃燒，變成二氧化碳和水，適用于濃度較大的有機(jī)廢氣。為降低燃料費(fèi)用，需要回收排放氣中的熱量。

催化燃燒法是一種類似燃燒法的方式來處理VOCs，操作溫度較普通燃燒法低一半，通常為200-400℃，將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，同時(shí)發(fā)出燃燒熱。它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰，由于溫度降低，允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來代替昂貴的特殊材料，大大地降低了設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。系統(tǒng)采用間壁式和蓄熱式兩類熱量回收方式。

對(duì)于大流量、低濃度的有機(jī)廢氣，燃燒或催化燃燒處理費(fèi)用太高，不經(jīng)濟(jì)。利用炭吸附具有處理低濃度和大氣量的優(yōu)勢(shì)，先用活性炭捕獲廢氣中的有機(jī)物，然后用很小流量的熱空氣來脫附，這樣可使VOCs 富集10-15倍，大大地減少了處理廢氣的體積，使后處理設(shè)備的規(guī)模也大幅度地降低。把濃縮后的氣體送到催化燃燒裝置中，利用催化燃燒處理較高濃度的特點(diǎn)來消除VOCs。催化燃燒放出的熱量可以通過間壁換熱器來預(yù)熱進(jìn)入炭吸附床的脫附氣，降低系統(tǒng)的能量需要量。該技術(shù)利用炭吸附處理低濃度和大氣量的特點(diǎn)，又利用催化床處理適中流量、高濃度的優(yōu)勢(shì)，形成一非常有效的集成技術(shù)。目前該技術(shù)已用于噴漆排放大流量、低濃度有機(jī)廢氣的治理。

從目前涂裝行業(yè)的現(xiàn)狀來看，末端治理仍然是控制噴漆廢氣排放的主要措施。企業(yè)應(yīng)完備廢氣處理措施，做到噴漆廢氣中的污染物全面達(dá)標(biāo)排放；同時(shí)規(guī)范處理設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)行操作規(guī)程和環(huán)境管理要求，做到處理措施的持續(xù)有效，污染物持續(xù)達(dá)標(biāo)排放。

五、結(jié)語

為減少噴漆廢氣污染物排放，可以采取以下方式：

①選用環(huán)保涂料，如水性涂料、高固體分涂料、粉末涂料、無溶劑涂料和輻射固化涂料等。

②采用自動(dòng)化程度高的工藝和設(shè)備。

③大風(fēng)量、低濃度噴漆廢氣采用過濾法處理漆霧、粉塵，吸附-催化燃燒法凈化有機(jī)廢氣是成熟、高效的治理工藝。

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