汽车涂装VOCs减排途径探究

高菲

摘要：汽车涂装VOCs的大量排放严重污染环境且危害人体健康，需对其排放水平加以控制。根据汽车涂装VOCs的产生环节，从原料替代、工艺改善和VOCs治理方式等方面探究其减排途径，提高治理水平。采用环保型涂料从源头减少VOCs排放，优化涂装工艺、采用高涂着率喷枪，优化喷枪与涂装面角度、雾化压力、涂装面距离等可以提高喷涂效率，减少过量喷涂。就治理方式而言，吸附技术适用于中低浓度需回收的VOCs气体，燃烧技术几乎不产生二次污染物，吸附浓缩+燃烧技术因治理效果好而被广泛应用。

关键词：挥发性有机物;汽车涂装;减排

中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）01-00-02

Abstracts：The emission of VOCs from automobile coatings pollutes environment and endangers human health， so it is necessary to control the emission level of VOCs.According to the generation of VOCs in automobile coatings，the ways of reducing VOCs emission are explored from raw material substitution， production technology improvement and optimizing exhaust treatment， so as to improve the treatment level of VOCs.Using environmentally friendly paint to reduce VOCs emission from source.Coating efficiency could be improved by optimizing the coating process， using high coating rate spray guns， optimizing the angle of spray gun and coating surface， atomization pressure， coating surface distance.As far as the method is concerned，the adsorption technology is suitable for low and medium concentration VOCs which needs to be recovered， and the combustion technology hardly produces secondary pollutants. The technology combines adsorption with combustion is widely used because of high efficiency.

Key words：Volatile organic compounds;Automobile coatings;Emission reduction

2018年中國汽车市场产销量连续十年夺得全球首位，产销量分别达到了2780万辆及2808万辆，汽车产业持续快速发展[1]。与此同时，汽车涂料原厂漆消耗量也随之增长，2018年达到65万吨左右[2]。伴随汽车产业飞速发展的还有逐年增长的挥发性有机物（VOCs）排放量，VOCs的大量排放严重威胁环境质量与人体健康。VOCs易与NOx等反应产生光化学烟雾，是诱发灰霾的主要原因，且易导致复合型污染。几乎全部种类的VOCs会对人的呼吸系统产生刺激，醛类有机物对人的皮肤和眼睛刺激性较大，醛类、苯类和含氯有机化合物等通过对人体血液、神经系统和肝肾脏产生刺激，易于引发白血病、肝、肾功能衰竭，以苯系物为代表的VOCs具有“致癌、致畸、致突变”的影响。近些年来，为改善空气质量，在国家、省、市等各个层面相继出台大气污染防治相关规划，强化VOCs治理工作。在汽车涂装行业，从原料替代、工艺改善和VOCs治理方式方面探究减排途径，提高其治理水平。

1 汽车涂装VOCs产生环节

汽车涂装过程中需要经过多次喷漆和烘干阶段，导致漆液中VOCs散发，此外调漆、打蜡修补、打胶等过程中也伴随少量VOCs排放，图1所示为某公司汽车涂装典型工序。

喷漆过程中，喷漆室和流平室排放的VOCs占比达到80%～90%，剩下的VOCs在烘干过程中排放。喷漆室废气排放量高达15万～70万m3/h，主要成分为挥发的有机溶剂及漆雾，较高的排风量导致其有机物浓度较低（100mg/m3以下）[3]。喷漆室废气需先通过预处理去除其中的漆雾，防治细小颗粒物堵塞吸附材料从而影响吸附效率。流平室废气为不含漆雾的有机废气，常与喷漆室废气共同收集后集中处理。烘干室废气主要包括有机溶剂挥发气体及热分解生成物，废气排放量较小，通常在3000～60000m3/h，废气浓度相对较高，且废气组分及浓度随涂料类型变化而差异较大[4]。

2 汽车涂装废气VOCs减排途径探究

2.1 源头控制技术

涂料类型的使用直接影响到喷涂过程中VOCs排放水平，传统溶剂型涂料溶剂成分高达为65-80%，VOCs产生量较大。高固体份溶剂型涂料固体成份可达到为45%～60%，与传统溶剂型涂料对比，VOCs削减量为40%～60%。水性涂料溶剂含量仅为5%～10%，固体含量为20%～35%，其余成分为水，与传统溶剂型涂料对比，VOCs削减量达到75%。粉末涂料涂装过程中仅产生涂料粉尘，因不含溶剂，极大地减少了VOCs污染，与传统溶剂型涂料相比，VOCs削减量可达到95%。使用环保型低VOCs含量涂料替代传统有机溶剂型涂料可有效降低涂装过程中VOCs排放。以某汽车制造公司车身涂装工序为例，使用不同类型涂料的车身涂装工艺VOCs排放量见表1。

2.3.4 吸附浓缩+燃烧技术

汽车涂装废气多是浓度低、风量大的废气，采用单一的吸附技术，其治理效果不理想;采用单一的燃烧技术，其运行成本过高。在此基础上，根据汽车涂装废气的特点将吸附技术和催化燃烧技术结合起来，目前常用的主要有两种：

2.3.4.1活性炭吸附+催化燃烧技术

活性炭吸附+催化燃烧技术的吸附装置多采用以蜂窝状活性炭为吸附材料的固定床式吸附装置，气体经吸附后进入催化燃烧装置燃烧。固定床式吸附装置动力学性能好、床层阻力低，适用于低浓度有机废气治理。但固定床中的活性炭吸水能力强，对高湿度VOCs（>60℃）的净化效果会大大降低。

2.3.4.2沸石转轮吸附浓缩系统+催化燃烧技术

沸石转轮吸附浓缩系统+催化燃烧技术是近些年来新发展起来的技术，它首先通过疏水性沸石分子筛吸附VOCs，再通过催化燃烧装置燃烧治理废气。该技术采用疏水性的吸附材料，可用于处理高湿度VOCs，同时在旋转式吸附浓缩装置配以高性能吸附材料，大大提升了吸附效率，适用于低浓度、大风量、高湿度和成分复杂的VOCs治理。

3 结语

现代汽车制造行业不断更新发展，但仍然存在环保型涂料推广应用不足、涂装工艺及设备有待改进、VOCs治理技术需进一步提升等问题。国家和地方也先后制定颁布了一系列规范标准，通过不断加严标准引导企业自主采取有效措施，从原料替代、工艺改善和VOCs治理方式方面减少VOCs排放，坚决打赢污染防治攻坚战。

参考文献

[1]闫福成.2018年中国汽车涂料工业发展状况及2019年展望（上）[J].中国涂料，2019，34（03）：35-39.

[2]閆福成.2018年中国汽车涂料工业发展状况及2019年展望（下）[J].中国涂料，2019，34（04）：12-20.

[3]王臻字，刘杰，齐祥昭，等.汽车制造涂装行业VOCs减排方案及潜力分析（Ⅱ）[J].中国涂料，2018，33（02）：3.

[4]叶代启.工业挥发性有机物的排放与控制[M].北京：科学出版社，2017.

[5]任勇，贾黎.汽车涂装行业VOCs减排途径分析[J].环境影响评价，2015，37（04）：60.

[6]张虎，刘志新.先进水性B1B2涂装工艺VOC减排效果实际应用分析[J].现代涂装，2018，21（10）：66.

[7]刘继华，张东民，荣用功.汽车涂装新工艺B1B2施工及应用研究[J].上海涂料，2009，47（03）：22.

[8]李守信，苏建华，马德刚.挥发性有机物污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2017.

收稿日期：2019-12-03

作者简介：高菲（1988-），女，汉族，硕士学历，工程师，研究方向为环境影响评价、大气环境管理相关工作。