1、河 南 省 地 方 标 准表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范编 制 说 明河南省环境保护科学研究院二一九年七月目 录1 项目背景 .41.1 任务来源 .41.2 工作背景 41.3 工作过程 52 河南省表面涂装挥发性有机物排放及治理情况 .62.1 河南省表面涂装企业发展概况 62.2 VOCS 排放及治理情况 83 涂装及挥发性有机物排放 133.1 涂装工艺 .133.2 涂料 .133.3 涂装方法 173.4 涂装过程挥发性有机物主要产排环节 .184 挥发性有机物治理技术 .204.1 VOCS 末端治理技术 204.2 组合治理技术 204.3 现阶段国家推荐的 VOCS
2、 末端治理技术 225 国内相关标准情况 245.1 国家相关排放标准 245.2 外省相关标准 245.3 河南省相关排放标准 256 标准制定的总体方案 276.1 标准制定必要性 276.2 指导思想 .296.3 制定目的 .296.4 制定原则 .296.5 制定依据 .306.6 技术路线 .307 标准的主要技术内容 337.1 前言 337.2 范围 337.3 规范性引用文件 337.4 术语和定义 337.5 控制技术要求 338 标准实施的环境及经济效益 .448.1 实施本标准的环境效益 448.2 实施本标准的经济效益 449 标准实施建议 45- 4 -1 项目背景
3、1.1 任务来源按照省委、省政府要求，为全面做好 2019 年大气污染防治工作，河南省市场监督管理局印发了关于下达铝工业大气污染物排放标准等 8 项河南省地方标准制修订计划的通知 （豫市监函201951 号） ，该通知将表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范列入 2019 年度地方标准制定计划，项目编号为 20191210012。1.2 工作背景随着经济社会的快速发展，工业化城市化进程的加快，资源环境问题日益凸显，特别是近年来灰霾等区域性重污染天气频发，局部区域的大气环境质量已不能满足环境质量标准要求，成为社会公众广泛关注的热点问题。近年来，我省 SO 2、氮氧化物 （NOx） 、烟粉尘控制
4、取得明显进展，但以PM2.5 和 O3 为特征污染物的大气复合污染形势依然严峻。挥发性有机物（ VOCs） 是指参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类（ 烷烃、 烯烃、 炔烃、芳香烃等） 、 含氧有机物（ 醛、酮、 醇、 醚等） 、 含氯有机物、 含氮有机物、含硫有机物等， 是形成臭氧（ O 3） 和细颗粒物（ PM 2.5） 污染的重要前体物。表面涂装是工程机械产品表面制造工艺中的一个重要环节，我省表面涂装涉及行业多，企业多，规模小，污染物种类多，挥发性有机物排放量大。为进一步改善环境空气质量，打好大气污染防治攻坚战，迫切需要全面加强 VOCs 污染防治工作，需要强化我省表面涂装行业
5、挥发性有机物污染防治。为做好我省表面涂装行业挥发性有机物污染控制、减少大气污染物排放、改善环境空气质量，2018 年 7 月，省环保厅决定开展河南省表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范的制定工作，该项工作由省环保厅科技处牵头组织，省环科院作为技术承担单位，负责标准的具体研制起草，河南省冶金研究所有限责任公司、河南省化工研究所有限公司、机械工业第六设计院有限公司作为协作单位，参与标准制定工作。- 5 -1.3 工作过程2018 年 6 月，河南省地方标准表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范课题组成立，技术规范编制工作正式启动。2018 年 6 月7 月，完成开题报告编制。2018 年 8
6、 月2019 年 7 月，完成标准征求意见稿编制。- 6 -2 河南省表面涂装挥发性有机物排放及治理情况2.1 河南省表面涂装企业发展概况2.1.1 总体概况表面涂装是将涂料薄而均匀地涂布于基材表面形成所需要涂膜的过程，以满足基材表面的保护性、装饰性等需求。因基材的表面处理需求广泛存在，表面涂装也广泛应用于各类工业制品，是一个涉及众多行业的工艺过程，并不局限于某个特定行业，不仅在传统制造业有广泛应用，在快速发展的现代制造业中也不可或缺。河南省作为中国中部省份经济的增长极，从制造业大省向制造业强省的迈进步伐从未停止，省内各市、县家具制造业、金属制品制造业及通用、专用设备制造业等传统制造业广泛分布
7、，同时以郑洛新“中国制造 2025”试点城市群为核心、以产业集聚区为支点、以资源分布和产业基础打造制造业产业新布局也在逐步形成，省内客车、新能源汽车、智能装备等先进制造业也在向高端、终端迈进。2017 年，我省制造业规模以上工业企业工业增加值增长 8.5%，利润总额达 5059.34 亿元，较上年增长 9.1%，我省通过转变产业发展方式、提升总量规模和提高核心竞争力，使制造业有了长足的发展。河南省现有涉表面涂装企业万余家，全省各地市均有分布，涉及家具制造业、金属制品业、通用及专用设备制造业、汽车制造业等众多行业。2.1.2 行业分布根据调研统计，河南省涉表面涂装企业以家具制造、金属制品业、通用
8、设备制造业、专用设备制造业、汽车制造业、铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业等六大类为主。河南省家具制造业产品较单一，以木质、竹、藤、金属家具制造为主，约占全行业的 16%。金属制品业全省约占全行业的 26.2%，其中金属结构、金属门窗和安全、消防用金属制品制造占该行业的 80%以上。- 7 -通用设备制造业约占全行业的 19.2%，以铸造机械、起重设备和起重机、阀门和其他未列明的通用设备和金属加工机械制造为主，约占该行业比 63.4%以上。专用设备种类较多约占全行业的 29.8%，专业设备制造在我省较集中的行业为矿山机械、建筑工程、建筑材料生产、畜牧机械等，约占该行业的 45%。汽车制造
9、业全省约占全行业的 7.4%。主要是汽车零部件及配件制造，约占该行业的 78%以上，还有少部分新能源整车制造和汽车车身、挂车制造等。铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业行业种类多但数量少，约占全行业的 2.1%，包括金属船舶、非金属船舶以及铁路机车及其配套等，约 190 家。图 2-1 河南省表面涂装企业的行业分布图2.1.3 区域分布根据统计，表面涂装企业在我省各地市均有分布，其中郑州、新乡、许昌、洛阳、焦作和安阳等 7 个地市的表面涂装企业占全省表面涂装企业总数的 70%以上；该类型企业在鹤壁、平顶山、济源和三门峡相对较少，仅占总数的 4%。河南省表面涂装企业的区域分布情况见图 2-2
10、。- 8 -图 2-2 河南省表面涂装区域分布图2.2 VOCs 排放及治理情况2.2.1 VOCs 排放排放情况原国家生态环境部“工业涂装污染源挥发性有机物排放特征及防治对策研究”环保公益性行业科研专项项目研究成果中，主要利用排放因子和基于统计的活动水平数据计算各类污染源的 VOCs 排放量，建立了全国工业涂装 VOCs 排放清单。2016 年，河南省汽车涂装 VOCs 排放量 3046t、船舶涂装 VOCs 排放量2245.41t、工程机械涂装 VOCs 排放量 19847.13t、木制家具制造涂装 VOCs 排放量27957.99t。另外，卷材（彩钢板） 、钢结构、集装箱涂装仅给出了主要
11、生产省份（或区域）VOCs 排放量，未显示河南省排放量。表 2-1 河南省涂装污染源 VOCs 排放量行业类别 VOCs 排放量/t VOCs 排放在全国占比/% VOCs 排放量在全国位次木制家具 27957.99 3.84 8工程机械 19847.13 6.01 4汽车 3046 1.5 18船舶 2245.41 0.95 11- 9 -图 2-3 2016 年河南省典型行业涂装 VOCs 排放情况2.2.2 典型行业 VOCs 治理情况（1） 家具制造业我省商丘、濮阳清丰、开封兰考均分布有较多的家具制造业，同时家具制造业作为小规模生产制造企业在省内其他地市也多有分布，在省内地域分布上具有
12、分布广泛、相对集中的特点，也是我省表面涂装工业的重要组成部分。以木质家具为例，其涂装过程包括上底色、底漆、色漆及面漆等一个或全部过程，一般典型的木质家具涂装工艺过程见图 2-4。预 涂 底 色 漆 干 燥干 燥 载 体 涂 料 砂 光底 漆 涂 底 漆烘 烤 干 燥 补 白干 燥 烘 烤 砂 光 色 漆 干 燥罩 光 漆干 燥烘 烤图 2-4 木质家具典型涂装流程图（蓝色为 VOCs 排放环节）大型家具制造企业具有相对规范的布局、生产和环保设计，涂料仍以溶剂型涂料为主，少数企业尝试采用紫外光固化涂料，板式家具的涂装采用有辊涂等 VOCs排放量较小的涂装方式，同时具有相对完善的废气收集、处理设施
13、，预处理采用湿式或干式除漆雾，末端处理措施有采用“活性炭吸附-脱附浓缩-热力燃烧”联合处- 10 -理的，也有的采用光催化氧化、低温等离子等。小型家具制造企业则因为规模和利润率原因，涂料基本采用溶剂型涂料，喷漆房、烘干房的密闭性、废气收集有效性也存在一定问题，末端处理则选择活性炭吸附、光催化氧化、低温等离子等处理措施。（2）起重设备制造我省长垣是著名的起重之乡，以长垣为主的起重设备制造业在我省也具有较大的生产规模，属于我省表面涂装企业中的一类典型企业。起重设备制造业的显著特点为其部分型号产品尺寸较大，难以在独立的喷漆房中完成涂装，因而在涂装和涂装废气收集处理上也具有一定特点。以起重设备为例，其
14、生产工艺见图 2-5。喷 丸 、 抛 丸金 属 结 构 件 底 漆 涂 装产 品切 割 焊 接 主 梁 、 端 梁 焊 接焊 接 成 型装 配面 漆 涂 装检 验 包 装图 2-5 起重设备典型生产工艺流程图（蓝色为 VOCs 排放环节）起重设备制造企业含 VOCs 废气的产排水平与其企业规模有较大关系，以下分别对小型、大中型起重设备制造企业的涂装废气产排及处理情况进行介绍：对于小型起重设备制造企业来说，由于喷漆对喷漆房及收集、处理设施的要求较高，目前小型起重设备生产厂家生产尺寸较大的起重设备时，多采用刷涂的方式进行涂装，涂装、晾干过程难以对废气进行收集、处理，其污染控制措施更多的考虑采用低
15、VOCs 成分的水性漆、高固体分漆代替溶剂漆，或者采用移动式喷涂间以便于对涂装废气进行收集处理。对于大中型起重设备制造企业来说，相对来讲具有大型的涂装车间并可配备封闭式喷涂间，对于一般的起重设备的喷涂、固化废气可以进行收集并采用吸附或销毁类处理措施，但相对于少量极大型起重设备，仍然难以做到全部在车间内部完成涂装，仍存在涂装废气不能完全收集、处理的现象。因此，对于起重设备制造业来说，采用低 VOCs 组分涂料仍为重要的控制措施。- 11 -（3）整车制造业我省整车制造业中轿车、客车和货车均有涉及，其生产流程大致相同，以轿车生产为例，典型轿车涂装基本流程见图 2-6：车 身烘 干前 处 理保 险
16、杠 等 树 脂 材 料选 用 擦 洗 工 艺 的电 泳底 部 密 封晾 干 、 闪 干中 涂色 漆 烘 干 修 整罩 光 漆 流 平 烘 干 整 理预 热风 冷送 总 装 检 验 注 蜡烘 干部 分 工 艺 无 此 环 节部 分 工 艺 无 此 环 节溶 剂 擦 洗金 属 件图 2-6 典型轿车涂装生产工艺流程图（蓝色为 VOCs 排放环节）随着工艺装备水平的提高和环保要求的日益严格，整车制造业在涂料选择、工艺装备水平、过程控制和末端治理方面均处于表面涂装企业中的领先地位，下面以轿车生产企业为例进行说明：涂料选择目前轿车生产企业在底涂均采用水性的阴极电泳漆，中涂漆和色漆也正逐渐由溶剂漆向水性漆
17、进行转变，目前仅有罩光漆因工艺、成本等原因仍采用溶剂漆，整体上水性漆的使用比例很高。工艺装备水平先进的工艺装备水平可在喷涂过程中有效抑制过喷现象、提高循环风比例，对减少 VOCs 污染物排放具有重要意义，以轿车车身喷涂为例，目前省内多家轿车生产企业采用“机器人自动喷涂+循环风技术” ，即将喷涂废气经净化去除漆雾后，送回喷漆室空调送风系统循环使用，喷漆室断面气流速度可降至 0.3m/s，表现在喷漆废气上为其风量可减少 80%以上，且浓度大大提高，可直接送焚烧装置进行处理。过程控制轿车生产企业一般为大型制造企业，其过程控制一般处于表面涂装企业中的先- 12 -进水平，通过对涂料保存、涂料配置、涂装
18、过程、三废处理等过程中进行科学、规范的控制措施，可以有效减少生产过程中的有组织排放，降低企业的 VOCs 排放水平。末端治理措施轿车生产企业需要末端治理的含 VOCs 废气有喷漆废气、流平废气、调漆废气和烘干废气等，一般分为含有漆雾的喷漆废气和其他含 VOCs 废气，其中喷漆废气经去除漆雾后再进行 VOCs 的销毁，其他含 VOCs 废气或者单独送焚烧装置，或者和去除漆雾后的喷漆废气一同送焚烧装置。整体来看，轿车生产企业的废气处理路线有湿式和干式两种，其中湿式净化路线采用水旋喷漆室去除喷漆废气中的漆雾后，经“转轮浓缩+热力焚烧”装置对喷漆废气及其他有机废气进行处理；干式净化路线则采用滤袋、纸盒
19、式等干式净化工艺去除喷漆废气的漆雾后送回车间进行循环，排出部分高浓度含 VOCs 废气直接送热力焚烧装置进行处理，其他含 VOCs 废气或者和喷漆废气一同处理，或者设单独的焚烧装置进行处理。相对来说，干式处理路线的处理效率和能耗水平较为优秀。- 13 -3 涂装及挥发性有机物排放3.1 涂装工艺表面涂装是将涂料均匀涂布到基体表面，形成连续、致密、均匀涂膜的操作，一般包括前处理、涂着、固化成膜等主要工序。前处理主要包括去除工件表面的油污、锈蚀、形成稳定的转化膜等内容，使涂膜能够与基体结合牢固，并提高膜层的耐蚀性和装饰性。涂着是借助于一定的技术和设备，将涂料均匀地涂布于基体表面，经过一定的物理、化
20、学过程固化后，形成性能各异的涂层。图 3-1 主要涂装生产工艺流程3.2 涂料3.2.1 涂料组成和作用涂料是以高分子材料为主体，以颜料等为辅助，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物，基本由成膜物质、颜料、溶剂、助剂四种物质组成。涂料的组成和作用见表 3-1。- 14 -表 3-1 涂料的组成和作用组成 成分 作用天然油脂 桐油、豆油、花生油等天然树脂 虫胶、沥青、松香等人造树脂 硝基纤维、甘油松香等成膜物质合成树脂 酚醛、丙烯酸、环氧等是形成涂膜的物质，决定着涂膜主要性能的成分着色颜料 钛白粉、偶氮类等体质颜料 碳酸钙、滑石粉等颜料功能颜料 防锈颜料、导电颜 料、磁粉、防滑剂等常
21、用的颜料是 0.20.1um 的细微粉末，具有颜色和遮盖力，能提高涂层的机械性能和耐久性，还能使涂料具有防锈、导电等功能溶剂部分 有机溶剂、水溶剂可将涂料溶剂或稀释成液体，对涂装及固化过程起重要作用。不会残留在涂膜中，是帮助成膜的成分。辅助材料 （助剂）防乳化剂、分散剂、引发剂等； 沉淀剂、防结皮剂等、流变剂等；催干剂、流平剂、防流挂剂等；增塑剂、耐磨剂、导电剂等可对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。有用于涂料干燥、固化的；有提高涂膜性能的；有提高涂料储存稳定性的。图 3-2 涂料构成3.2.2 溶剂型涂料溶剂型涂料是以有机溶剂为分散介质而制得的涂料。溶剂型涂料的组成见图 3-3。溶剂
22、型涂料挥发性有机物含量高，存在着污染环境、浪费能源等问题，但具有良好的施工特性、流平性、优异的装饰性和良好的配套性，目前产量仍然超过我国涂料总产量的 50%，而且品种齐全，选择空间大，在整个涂料领域占据着重要位置。- 15 -图 3-3 溶剂型涂料构成3.2.3 粉末涂料粉末涂料是一种含有 100%固体分，以粉末形态进行涂装成为涂膜的涂料。它是与传统液体涂料完全不同的涂料，该涂料无需溶剂，在喷涂过程中涂料粉末循环使用，不存在过喷漆雾，在烘烤过程中也仅有微量树脂分解产物 VOCs 产生，环保性能十分优异。粉末涂料一般由树脂、固化剂（热塑性粉末涂料中不需要）、颜料、填料和助剂等组成。粉末涂料主要组
23、成和配方中的用量范围见表 3-2。表 3-2 一般粉末涂料的主要组成和配方中的用量范围序号 组成 用量（质量分数，% ） 说明1 树脂 5590 在透明粉末涂料中，用量最大2 固化剂 035 热塑性粉末涂料不需要，在环氧、聚酯粉末中为 35%3 颜料 130 黑色粉末涂料中为 1%，在纯白粉末涂料中为 30%4 填料 050 透明粉和锤纹粉不需要，在砂纹或桔皮粉中高达 50%- 16 -5 助剂 0.15 不同助剂品种之间的用量差别很大3.2.4 水性涂料涂料的主要成膜物质为油料或者树脂，其天然对有机溶剂具有较强的亲和性，而水性涂料是通过在成膜物质的分子链中加入亲水基团，或者通过外加乳化剂等方
24、式对涂料树脂进行水性化，使树脂可以通过以水分散液的形式稳定存在，形成以水为溶剂或者分散介质的涂料，即水性涂料。相对于溶剂型涂料，水性涂料仅含有百分之几的助溶剂或成膜助剂，涂装、烘干过程中的 VOCs 排放量较低，同时涂装设备、工具也可采用水来清洗，也减少了清洗溶剂的使用量，最终表现为采用水性涂料的表面涂装工序对大气环境的污染大大降低。但同时，水性涂料也存在稳定性差、部分耐水性差、烘烤能耗高、自干时间长、涂装工艺要求严格的特点，在通过技术进步克服其本身缺点的同时，根据涂装工艺要求选择合适的水性涂料和涂装方式，是推进水性涂料广泛应用的必要前提。3.2.5 高固体分涂料按美国标准，在施工黏度下，固体
25、分含量高达 62%（质量）以上的溶剂型涂料统称为高固体分涂料，现在大多以施工固体分含量 70% 衡量。主要品种有醇酸、聚酯、环氧、聚氨酯和丙烯酸等，其中丙烯酸高固体分涂料，施工固体分最高不超过 70%。一般溶剂型涂料原漆的固体分在 50%60%，施工固体分在 30%40%，挥发型涂料的固体分含量更低，一般在 15%20%。3.2.6 光固化涂料光固化涂料是由可光固化树脂（光活性低聚物，又称光敏树脂，是成膜物质） ，光敏剂，活性稀释剂（光活性单体） ，颜料等组成，利用紫外线照射固化成膜的涂料。目前，光固化涂料中，一般低聚物占 30%50%；活性稀释剂占 40%60%；光引发剂占 1%5%；助剂占
26、 0.2%1%。- 17 -在光固化体系中，光活性单体（活性稀释剂）不但起到调节体系黏度的作用，而且通常都能参加固化成膜反应，很少挥发到空气中，赋予体系环保特性，但从当前市场 UV 固化涂料的应用来看，其应用领域还比较窄。3.3 涂装方法涂装方法是指借助于工具或者设备装置（器具）将涂料均匀地涂布在被涂工件表面上的施工方法。涂装方法有很多，主要有刷涂、浸涂、淋涂、辊涂、喷涂、电泳涂装、自泳涂装、粉末涂装等，涂装方法的特点及其使用范围见表 3-3。表 3-3 各类涂装方法的特点和适用范围涂装方法 特点 适用范围 设备费用刷涂手工用毛刷涂刷，适用性强，节省涂料，作业条件差，劳动强度大，效率低，涂膜厚
27、度不均，外观差适用于大件、单件小批量生产，或用于补漆，不适宜涂覆快干型涂料 很小浸涂工艺简便、设备简单，涂料损失少。用输送装置可实现自动浸涂，生产效率高，溶剂挥发量大，漆膜有流痕，外观装饰性不髙浸涂适用于形状复杂的工件，不适用于带有深槽、不通孔等能积存余漆的工件。适宜于大批量流水生产中淋涂将漆液喷淋于工件表面，生产效率高、涂料损失小，便于自动化流水线生产，膜厚不均适用于简单工件的大批量涂装 中辊涂利用滚筒机械涂覆，采用高黏度涂料，漆膜厚，生产线效率高，便于流水线生产适用于板材、卷材的大批量涂装 大空气喷涂（手工）用压缩空气雾化喷涂，涂膜均匀平滑，装饰性好。漆雾飞散多，涂料损耗大适应性强。几乎对
28、各种涂料和各种材质、各种形状的工件都能适应 中空气喷涂（自动）特点与手工空气喷涂相似，生产效率高。但对自动喷涂的调整较麻烦适用于较单一形状的工件，大批量、大量生产 高髙压无气喷涂利用高压泵，将涂料加压至约 12-21MPa，使之雾化，喷射于工件表面。涂料喷出量大，生产效率高，可获得厚涂层，涂料利用率比空气喷涂高适用于大型、大面积、复杂工件及髙粘度涂料的喷涂 中喷涂静电喷涂在高压直流电场作用下，使雾化涂料带电后吸附于工件表面，形成涂膜。涂料利用率髙，涂层平整、均匀、光滑、装饰性好。便于自动化生产。但复杂工件死角不易喷到。不良导体材质的工件，需经特殊表面处理才能进行喷涂。适用于各类静电涂料固定式喷
29、枪适用于单一工件、形状简单或中等复杂程度的工件的大批童生产，手提式喷枪适用于各类工件的喷涂高电泳涂装在外加电场的作用下，使电泳涂料的乳胶粒子迁移并沉积于工件表面上。涂料利用率髙，涂膜均匀，附着力强，便于自动化生产。对涂装前处理要求适用于各类形状的导电性的工件的大批量生产，涂覆底漆 高- 18 -涂装方法 特点 适用范围 设备费用高，设备较复杂，冲洗用水量大自泳涂装借助漆液的化学反应将涂料沉积在金属工件表面上，节能。工艺过程短，不需磷化。工件任何部位只要与漆液接触，都能沉积上涂膜。涂膜附着力强、耐腐蚀性好，生产效率髙。但仅适用钢铁件涂装，存在槽液稳定性问题适用于批量、大量生产的各种形状（特别是外
30、被复杂的）中小型钢铁工件的涂装中粉末静电喷涂用压缩空气吹动粉末涂料进人静电喷枪，并随气流成雾状而喷出，在枪口带上电荷，经工件上异电荷的吸引而附着工件表面。涂膜相对较薄，约 50150m，且均匀、无流挂，喷逸的涂料可以回收再用，易于实现机械化、自动化生产。更换粉末涂料品种和更换颜色比较麻烦几乎所有粉末涂料品种都可以适用。适用的粉末涂料的粒度范围为150m 以下静电喷涂是粉末涂装中使用最多、应用最广泛的一种涂装方法。适用于大批量生产的各种形状的工件的涂装高流化床浸涂用气流使粉末涂料呈沸腾状态，将预热的工件放人流化床中，使粉末粘附在工件表面上形成涂膜。一次涂装的涂膜厚度可达 1501000m，涂膜的
31、耐久性、耐腐蚀性和电绝缘性能很好。涂装设备较简单，涂料损失少，不易涂薄，涂膜均匀性差，能耗高适用的粉末涂料品种多，适用的粉末涂料的粒度范围为 50-300m适用于大批量生产的热容量大的中小型工件的涂装中粉末涂装粉末火焰喷涂将粉末涂料用压缩空气输送至火焰喷枪中，受热熔融，喷涂到工件表面上而固化成膜。膜厚，可达 500m 以上。作业和设备简单，不需要烘炉、可现场施工，喷涂不受工件尺寸及形状限制。涂膜厚度不易控制，喷涂效率低适用的粉末涂料品种有限，适用的涂料的粒度范围为 100-200m。主要应用是热塑性粉末涂料。适用于单件小批里的大中型工件涂装，也可用于涂层的修补中3.4 涂装过程挥发性有机物主要
32、产排环节工业涂装废气主要来源于喷漆室、流平室和烘干室等工位的溶剂蒸发、热分解产物和喷涂过程中产生的漆雾，主要污染物包括苯系物、酮、酯等有机溶剂，烘烤中产生的热分解产物以及喷涂过程中夹杂着溶剂、树脂及颜料的飞散漆雾。各工位产生废气特点见表 3-4。由喷漆室、流平室和烘干室排出废气的成分和浓度，随使用涂料种类和施工工艺等不同而有差异。表 3-4 各种来源产生废气的特点及浓度工序（排气） 特点- 19 -喷漆室 为符合劳动安全卫生标准，喷漆室换气速度为 0.251.0m/s，排风量大，排气中溶剂蒸汽的浓度极低，约为 20200mg/ m3。 含有过喷漆雾，其粒径约为 20200m 。流平室涂膜在流平
33、阶段，换风速度一般控制在 0.1 m/s 左右，废气的成分与喷漆室排放废气的成分相近，但不含漆雾，以有机溶剂蒸汽为主，根据排风量大小不同，一般为喷漆室废气浓度的 2 倍左右溶剂涂料烘干室 含有前两道工序未挥发的残留有机溶剂。 含有固化过程中的热分解产物和反应生成物，增塑剂、树脂单体或固化反应产生的有机小分子等挥发成分。溶剂型涂料烘干废气中总有机物浓度一般在 2500mg/m3 左右。 油、气体作为热源时，排气中还含有燃料产生气体（SO 2 等） 。电泳涂料烘干室烘干电泳涂料废气成分、浓度与溶剂型差别较大。电泳涂料属于水性涂料，但烘干废气中仍含有较多的有机成分，除电泳涂料本身含有少量的醇醚类有机
34、物外，还包含烘干过程中的热分解生成物（如醛酮类小分子） 、封闭的异氰酸酯固化剂在烘干时发生解封反应释放的小分子封闭剂，如甲乙酮肟和多种醇、醚类混合物，电泳烘干过程中通常有 10%左右的烘干减量，主要也是由于封闭剂的释放。电泳中的总有机物浓度一般在 5001000 mg/m3。其他 涂料暂存、输送及调漆过程逸散废气- 20 -4 挥发性有机物治理技术4.1 VOCs 末端治理技术VOCs 的末端治理技术可以分为两大类：即回收技术和销毁技术。回收技术是通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法，主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝（及蒸汽平衡）技术及
35、膜分离技术等。回收的有机溶剂可以直接或经过简单纯化后返回工艺过程再利用，以减少原料的消耗，或者利用于有机溶剂质量要求较低的生产工艺，或者集中进行分离提纯。销毁技术是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳、水等无毒害无机小分子化合物或低毒性化合物的方法，主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏、光催化和光催化氧化技术等。图 4-1 常见的 VOCs 处理技术4.2 组合治理技术由于 VOCs 废气成分及性质的复杂性和单一治理技术的局限性，在很多情况下，采用单一技术往往难以达到治理要求，而且也是不经济的。利用不同治理技术的优势，采用组合治理工艺不仅
36、可以满足排放要求，同时可以降低净化设备的运行费用。- 21 -因此，近年来在有机废气治理中采用两种或多种净化技术的组合工艺受到了极大的重视，并得到迅速发展。通常我们可以根据污染物的组成、污染物的性质和排放条件（风量、浓度、温度、颗粒物含量等）选择适宜的末端治理技术，如高浓度有机废气治理，可以采用冷凝加吸附的组合工艺；低浓度有机废气可以采用吸附浓缩加冷凝回收或焚烧的组合工艺等。以下对几种常见的 VOCs 组合治理技术进行简单介绍。(1) 水吸收+ 活性炭吸附组合治理技术水吸收法与活性炭吸附法相结合是指在吸收法的后面加装一套吸附装置，这样既可以避免气溶胶堵塞吸附剂，又可以有效脱除蒸汽状态有机溶剂，
37、如果活性炭更换及时，处理效率会达 80%左右。但通过水帘机后的污染空气含湿量较大，有时会导致吸附剂不能得到充分利用，需定期更换吸附剂。(2) 活性炭吸附 +脱附回收技术有机废气先后经过过滤器预处理，滤去废空气中粉尘及漆雾小液滴，经冷却器冷却到 40以下，再由高压离心风机抽送进入装有活性炭的吸附槽内。在通过活性炭层时，有机溶剂被活性炭吸附在孔隙中，空气则透过炭层。达到排放要求的尾气由吸附槽顶部排放口排至大气。吸附槽吸附一定时间，当吸附槽顶部即将穿透时，系统自动启动真空泵进行抽吸，同时通过水蒸气或者氮气解吸，使活性炭得到再生。从活性炭表面脱附下来的有机溶剂和水蒸汽/氮气经冷凝或者分层等措施对其进行
38、分离。(3) 转轮吸附 -蓄热燃烧技术转轮吸附-蓄热燃烧技术吸附材料通常为蜂窝状硅铝分子筛，旋转式吸附浓缩装置的优点：沸石不燃，安全性好，可以在高温下进行脱附再生（最高可以达到220，称之为不可燃吸附剂） ，再对脱附后的有机气体采用蓄热燃烧技术进行处理，对于大部分的有机化合物都可以进行处理。该技术设备体积小，占地面积小；床层阻力低，运行费用低；净化后排气中污染物浓度稳定，不随时间变化。(4) 活性炭吸附 -催化燃烧技术- 22 -活性炭吸附浓缩-催化燃烧技术是将活性炭吸附和催化燃烧相结合的一种集成技术，可将大风量、低浓度的有机废气经过吸附/脱附过程转浓缩为小风量、高浓度的有机废气，然后在经过催
39、化燃烧净化，并且可以有效的利用有机物的燃烧热。该方法特别适用于大风量、低浓度或者浓度不稳定的废气治理，通常适用于浓度范围低于 1500mg/m3。目前该工艺是低浓度含 VOCs 尾气治理的主流工艺，也是最为经济合理的治理工艺。活性炭吸附浓缩-催化燃烧技术投资较低，吸附率在 80%，浓缩比约 5-20 倍，催化剂焚烧炉（CO）净化率：98%以上。但其存在需定期更换活性炭（ 1-2 年） 、催化剂（8500h ） ，存在安全隐患，脱附温度100，高沸点物质存在时，脱附不彻底等问题。针对一些排放浓度较低、治理要求不高的地区可以适用。4.3 现阶段国家推荐的 VOCs 末端治理技术根据大气污染防治先进
40、技术汇编 （2015）及2016 年国家先进污染防治技术目录（VOCs 防治领域） ，现阶段国家推荐多种 VOCs 末端治理技术，净化效率一般可达 90%左右，其中高效吸附-脱附-（蓄热）催化燃烧技术、转轮与蓄热式燃烧联用有机废气治理技术可达 98%。我国目前推荐的 VOCs 控制技术见表 4-1。表 4-1 现阶段国家推荐的 VOCs 控制技术序号 技术名称 技术原理1挥发性有机气体（VOCs）循环脱附分流回收吸附净化技术采 用 活 性 炭 作 为 吸 附 剂 ， 采 用 惰 性 气 体 循 环 加 热 脱 附 分 流 冷 凝 回 收 的 工 艺 对有机 气 体 进 行 净 化 和 回 收
41、。 回 收 液 通 过 后 续 的 精 制 工 艺 可 实 现 有 机 物 的 循 环利 用 。该 技 术 对 有 机 气体成分的净化回收效率一般大于 90%， 也 可 达 95%以上。单位投资大致为 9-24 万 元 /千 （ m3/h） ， 回 收 有 机 物 的 成 本 大致为 700-3000 元/吨2高效吸附 -脱附-（ 蓄 热 ） 催 化 燃烧 VOCs 治理技术利 用 高 吸 附 性 能 的 活 性 炭 纤 维 、 颗 粒 炭 、 蜂 窝 炭 和 耐 高 温 高湿整体式分子筛等固体吸附材料对工业废气中的 VOCs 进 行 富 集 ， 对 吸 附 饱 和 的 材 料 进 行 强 化
42、吸 附 工 艺 处 理 ， 脱 附出的 VOCs 进入高效催化材料床层进行催化燃烧或蓄热催 化 燃 烧 工 艺 处 理 ， 进 而 降 解 VOCs。 该 技 术 VOCs 去除效率一般大于95%，达 98%以上3 高效 VOCs 催化燃烧含有 VOCs 的固定源废气，通过热交换器的换热和加热器的加热，使废气加热到催化剂的起燃温度（-250C）后进入催化反应器，在催化剂的催化氧化作用下，VOCs 被 氧化成 H2O 和 CO2，并释放出大量热量，催化氧化反应后 的高废气经过余热利用后通过烟囱排放4中高浓度 VOCs蓄热催化净化技术（RCO）适用有机物浓度 500mg/m3 以上，无二次污染物排
43、放，热回收效率达90%，VOCs 净化效率达 95%以上- 23 -序号 技术名称 技术原理5 低 浓 度 多 组 分 工 业废 气 生 物 净化技术利 用 高 效 复 合 功 能 菌 剂 与 扩 培 技 术 ， 强 化 废 气 生 物 净 化 的 反 应 过 程 ； 针 对 不 同类 型 废 气 应 用 新 型 的 生 物 净 化 工 艺 （ 设 备 ） ， 强 化 废 气 生 物 净 化 的 传 质 过 程 ；装 填 具 有 高 比 表 面 积 和 生 物 固 着 力 的 生 物 填 料 ， 解 决 微 生 物 附 着 难 、 系 统 运 行不 稳 定 的 问 题 。 该 技 术 适 用
44、范 围 广 ， 运 行 管 理 方 便 ，二次污染少，VOCs 的去除率可达 80%-90%6转轮与蓄热式燃烧联用有机废气治理技术采用高浓缩倍率沸石转轮浓缩设备将废气浓缩 10-15 倍 ， 浓 缩 后 的 废 气 进 入蓄 热 式 燃 烧 炉 进 行 燃 烧 处 理 ， 被 彻 底 分 解成 CO2 和 H2O， 反 应 后 的 高 温 烟 气进 入 特 殊 结 构 的 陶 瓷 蓄热体，95%的废气热量被蓄热体吸收，温度降到接近进口 温 度 。 不 同 蓄 热 体 通 过 切 换 阀 或 者 旋 转 装 置 随 时 间 进 行 转 换 ， 分 别 进 行吸热 和 放 热 ， 对 系 统 热
45、量 进 行 有 效 回 收 和 利 用 ， 热 回 收 效 率 可 达 95%以 上 ， 处 理效 率 可 达 95%-99%，出口浓度优于国家相关标准7 木器涂料水性化 技术通 过 应 用 丙 烯 酸 聚 氨 酯 共 聚 物 乳 液 （ PUA） 制 备 技 术 、 多 重 交 联 制 备 聚 氨 酯 水分 散 体 （ PUD） 制 备 技 术 及 高 性 能 聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 （ PA） 的 制 备 技 术 ， 形 成 系列 高 性 能 聚 合 物 乳 液 的 制 备 技 术 ， 实 现 木 器 涂 料 的 水 性 化8 高级氧化-生物净化耦合处理技术VOCs 在 高 级 氧 化
46、 单 元 中 发 生 氧 化 反 应 ， 转 化 为 水 溶 性 和 可 生 化 性 较 好 的 小 分子 VOCs， 进 一 步 在 生 物 净 化 单 元 处 理 。 废 气 湿 度 50% 60%， 废 气 停 留 时 间30 50s， 液 气 比 3:1， 温 度 15 35 。 对 卤 代 烃 、 硫 化 氢 、 甲 苯 、 四 氢 呋 喃等 的 处 理 效 率 均 达 到 90%以 上 。 生 物 滤 塔 采 用 “真 菌 -细 菌 ”复 合 菌 剂 进 行 接 种 挂膜 ， 启 动 时 间 短 ， 并 耦 合 了 高 级 氧 化 技 术 ， 提 高 了 VOCs 的 可 生 化
47、性 。 石 油 炼化 、 医 药 化 工 等 行 业 生 产 过 程 和 污 水 处 理 厂 （ 站 ） 排 放 的 低 浓 度 VOCs 及 恶 臭气 体 的 净 化- 24 -5 国内相关标准情况5.1 国家相关排放标准目前，我国国家层面并无颁布相关的表面涂装工序大气污染物排放标准， 挥发性有机物无组织排放标准刚刚发布，另外实际工作中主要援用大气污染物综合排放标准 （GB16297-1996） ，同时船舶工业污染物排放标准 （GB4286-84 ） 、轧钢工业大气污染物排放标准 （GB 28665-2012）等部分国家排放标准工序中涉及到涂装。我国国家层面相关标准的颁布情况见表 5-1。表
48、 5-1 我国国家层面表面涂装相关标准情况一览表编号 标准名称 状态1 大气污染物综合排放标准 （ GB 16297-1996） 发布2 船舶工业污染物排放标准 （GB4286-84） 发布3 轧钢工业大气污染物排放标准 （GB 28665-2012） 发布4 挥发性有机物无组织排放控制标准 （GB 37822-2019） 发布5.2 外省相关标准在加强大气污染防治的大背景下，我国部分省市也针对表面涂装行业也陆续出台了整治规范和防治技术指南等，具体见表 5-2。表 5-2 其他省市表面涂装行业相关技术指南、整治规范地方 编号 整治规范、技术指南 执行时间1 广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有
49、机废气治理技术指南 2015 年 2 月 1 日广东2 广东省家具制造行业挥发性有机废气治理技术指南 2015 年 2 月 1 日浙江 3 浙江省涂装行业挥发性有机物污染整治规范 2015 年 10 月 21 日北京 4 汽车维修业环境污染防治技术规范 （DB11/T1426-2017） 2017 年 10 月 1 日上海 5 上海市船舶工业涂装过程挥发性有机物控制技术指南 2016 年 10 月 17 日山西 6 山西省工业涂装、包装印刷、医药制造行业挥发性有机物控制技术指南 2018 年 3 月 10 日四川 7 四川省家具制造行业挥发性有机物控制技术指南 2018 年 6 月 7 日- 25 -地方 编号 整治规范、技术指南 执行时间8 四川省汽车涂装行业挥发性有机物控制技术指南 2018 年 6 月 7 日5.3 河南省相关排放标准截至目前，河南省工业涂装大气污染物排放标准正在制定，尚未发布。但河南省环境污染防治攻坚战领导小组办公室于 2017 年 6 月 2 日以豫环攻坚办20171
