传统工业涂装生产工序由于使用溶剂型涂料、稀释剂和清洗剂,形成大量 VOCs 排放。基于此,国家发展改革委 、生态环境部印发的《“十三五 ”节能减 排综合工作方案 》将工业涂装纳入 “十三五 ”期间全国 VOC 减排的重点领域 。
研究选取了江苏省不同车型的 3 家典型涂装企业开展 VOCs 全过程排放特征调查,其中轿车涂装企业 2 家,客车涂装企业 1 家 。 2 家轿车涂装企业大部分采用电泳底漆 、中涂 、面漆传统 3 层涂层体系,其中涂和面漆主要使用氨酯漆 、丙烯酸漆和聚酯漆等涂料,有机溶剂含量较高, VOCs 排放浓度高 。
客车面漆喷涂主要依据客户需求,利用人工喷涂的方式进行, 由于使用涂料中含有 VOCs组分,因此也会有 VOCs 释放。 3 家重点企业 VOCs 排放的主要物种组成如表 7 所示,源成分谱以乙酸丁酯、二甲苯占比最高, 分别占 0. 70% ~ 56. 26%,0. 83% ~ 26. 94% 。
由于工艺段的不同,所使用的喷涂材料也不同,造成了各检测点同种 VOCs 气体排放量的差异。 采取通用方法对其排放进行 VOCs 种类特征进行分析,见图 5 。
可知: 苯系物是涂装企业 VOCs 排放的重要组分, 3 家企业排放占比为 39. 79% ~ 41. 25% 。
对于机械涂装行业,主要 VOCs 排放气体为中分子强极性( 乙酸丁酯 、异丙醇等) 及苯环大分子强极 性 ( 苯、甲 苯 等 ) 。 两者占比分别为 25. 62% ~ 53. 76%, 22. 8% ~ 52. 01%; 小分子非/弱极性分子占 比为 2. 45% ~9. 70% 。
根据吸附炭材料和 VOCs 分子苯系物中最主要的物种是二甲苯,喷涂车间占比为 15. 3% ~25. 9%。乙酸丁酯 、异丙醇、丁醇等醇酯类物质占比也相对较高, 3 家企业排放占比为 37. 71% ~ 40. 36% 。这是因为随着溶剂行业的污染控制逐步严格,排放成分产生了显著的变化,酯类和醇类等物质近年来作为苯系物溶剂的代替成分,使用量大大增加,特别是一些稀释剂和清洗剂 。
总体来看,各企业的排放物种大类有相似性,但具体物种组成与浓度贡献仍存在较大差异: 一是由于使用涂料成分不同,稀释比例也不同; 二是由于使用末端处理技术不同,对尾气排放组分产生影响。
根据排放 VOCs 气体的分子特征,进行更加详细的分类,进一步综合确定 VOCs 排放性质及 VOCs 气 体分子的类型,明确涂装企业 VOCs 的排放特征 。具体分类和主要 VOCs 选取结果见表 8,分析结果见 图 6。结构理化特征相匹配原则,可以明确涂装行业重点治理的对象为中分子强极性( 乙酸丁酯,异丙醇等) 及苯环大分子强极性( 苯,甲苯等) VOCs 气体。