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什麼是工廠檢測非甲烷總烴

圖文 更新时间:2025-01-23 17:30:20

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什麼是工廠檢測非甲烷總烴

環保:到底評價非甲烷總烴和VOCs ?定義來源标準咋評價

關于非甲烷總烴、VOCs 在汽車表面塗裝 項目環境影響評價中的選擇

摘要: 汽車表面塗裝項目環境影響評價中,非甲烷總烴和VOCs 作為大氣污染特征因子,容易混淆使用,本文從二者的定義、來源、标準等方面展開論述,分析了其異同性,讨論了在汽車表面塗裝項目環境影響評價中大氣污染特征因子的選擇。

引言

近年來随着汽車産業的蓬勃發展,汽車工業已逐步成為江西經濟發展的重要支柱産業之一。汽車表面塗裝項目環境影響評價的要求也随着産業發展勢頭和環境的壓力,在不斷地進步、完善、嚴格要求。在以往的汽車表面塗裝項目環境影響評價中,大氣污染特征因子,往往隻考慮敏感的苯系物,如: 甲苯、二甲苯等,随着環境壓力的增大、環境影響評價的深入,苯系物在塗料中的比例在逐年降低,與此同時,醇類、酯類、酮類等有機物的比例有所增加,因此,當前汽車表面塗裝項目環境影響評價中大氣污染特征因子除了考慮敏感的苯系物,還需增加一項有機廢氣評價因子。在汽車表面塗裝項目環境影響評價工作中,有機廢氣的表征因子,非甲烷總烴和VOCs 均有使用,但非甲烷總烴和VOCs 污染因子是極易混淆的有機污染物綜合評價因子,常常讓評價人員難以選擇。

1 汽車表面塗裝典型工藝

汽車表面塗裝是将塗料覆于基體表面形成具有防護、裝飾或特定功能圖層的過程。主要分為兩個工序:一是塗裝前金屬的表面處理,對車身進行徹底清潔和去油污以消除車身上所有的污漬,使工件便于施行後續噴塗,也稱為前處理技術,主要包括脫脂、表調、磷化; 二是塗裝施工,主要分為噴塗和烘幹兩道工序。典型的汽車表面塗裝工藝如下:前處理→陰極電泳→烘幹→車底PVC→烘幹→中塗→烘幹→面漆→烘幹。前處理工藝過程是汽車表面塗裝項目環境影響評價中廢水污染的主要來源,而塗裝作業則是此類項目廢氣污染的主要來源。

2 汽車表面塗裝廢氣污染源及治理措施概述

2. 1 塗裝廢氣來源

汽車表面塗裝生産中,電泳烘幹、PVC 烘幹、中塗、面漆噴塗及烘幹過程均排放大氣污染物。目前,我國汽車表面塗裝主要采用傳統的陰極電泳底漆 溶劑型中塗、面漆的二塗層體系塗料。其中陰極電泳底漆是一種水溶性漆,無苯,且不含重金屬鉛和錫,是一種環保塗料。而傳統的溶劑型漆則含有不同比例苯系物、醇類、酯類等有機溶劑。由此可知,中塗、面漆噴塗及烘幹廢氣又成為了汽車表面塗裝中大氣污染中的核心部分。據國内外汽車制造企業經驗數據分析,在中塗、面漆作業過程中,約75 - 80% 廢氣在噴漆室排放,主要是漆霧顆粒和有機溶劑揮發組分; 約20% - 25%廢氣在烘幹室中排放,主要為有機溶劑揮發組分。

2. 2 典型塗裝廢氣治理措施及排放方式

噴漆室由送風、排放、過濾、照明、滅火、間壁、漆霧補集等部分組成。噴漆室按捕集漆霧的方式和裝置的不同,可分為幹式噴漆室和濕式噴漆室[1]。噴漆室廢氣排放特點排氣風量大、溶劑蒸汽濃度低,通常規模化的汽車制造企業會選擇上送風下抽風式水旋式噴漆室處理噴塗廢氣,其特點是通過上送風下抽風,室體内形成氣體層流壓抑的方式,使漆霧通過室體底部的洗滌闆,部分漆霧被帶到水中,而沒有和水膜接觸的漆霧在抽風力作用下與水一同通過水旋器,使漆霧和水流在水旋器内高速旋轉的同時充分接觸,随後急速擴散減速,在強大的沖擊力作用下也被捕集到水中,漆霧與水中的絮凝劑反應生成漆渣,過濾後漆渣予以清除,水循環使用,剩餘不溶于水的有機廢氣經抽風經由排氣筒高空外排。水旋式噴漆室漆霧( 顆粒物) 的捕集效率可達98%,對部分水溶性溶劑有适量的處理效率。烘幹室廢氣則包括從塗料系統排出和燃料系統排出的廢氣。前者是指噴漆作業後未在噴漆室中揮發的車身表面塗膜中殘留溶劑,後者是作為烘幹熱源的燃料燃燒廢氣,目前汽車制造企業通常采用天然氣或輕柴油作為燃料,部分生産規模不大的也有選擇電加熱作為烘幹熱源。烘幹室( 爐) 産生的廢氣治理,主要是采用催化燃燒法,一般的催化燃燒裝置安裝在通風排出口處,工作過程是: 由引風機抽進廢氣,經管道送入熱交換器内,對廢氣進行加熱升溫,例如苯類溶劑廢氣的預熱燃燒溫度為250 ~ 300℃; 酯類溶劑廢氣需要加熱到400 ~500℃才可以燃燒[2]。烘幹室廢氣經預熱後由180℃達到400℃送入廢氣焚燒爐的内腔燃燒室中( 與此同時煙道氣溫度由750℃降至500℃左右) ,在700 ~ 800℃下持續燃燒,使廢氣中的有機物氧化分解為CO2和H2 O,形成潔淨的煙氣通過預熱管送往烘幹室的各級熱交換器作為熱源,最後高溫煙氣再次間接加熱供烘幹室風幕用的新鮮空氣後,溫度降至100℃左右,通過排氣筒高空外排,采用催化燃燒的方式進行烘幹室廢氣的治理,其淨化效率可達98%。

3 塗裝有機廢氣的來源

由塗裝廢氣污染源分析可知,除噴塗漆霧外,其餘均為有機廢氣。然而大氣有機污染物種類和組成繁雜,常見的化合物種類有烴類( 烷烴、烯烴和芳烴) 、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、腈類等。塗裝有機廢氣的種類,筆者從多家汽車制造企業塗料使用現狀調研統計結果來分析,下表1。

4 塗裝有機廢氣表征因子的選擇

在汽車表面塗裝項目環境影響評價工作中,有機廢氣的表征因子,非甲烷總烴和VOCs 均有使用,且非甲烷總烴和VOCs 污染因子是極易混淆的有機污染物綜合評價因子,常常讓評價人員難以選擇,為此,筆者通過查閱相關文獻資料,總結出一些二者的異同點。

4. 1 非甲烷總烴

根據《大氣污染物綜合排放标準詳解》,非甲烷總烴( NMHC) 是指除甲烷以外的所有碳氫化合物的總稱,主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分。烴類物質在通常條件下,除甲烷為氣體外多以液态或固态存在,并依據其分子量大小和結構形式的差别具有不同的蒸汽壓,因而作為大氣污染物的非甲烷總烴,實際上是指具有C2 - C12的烴類物質[3]。含氧烴顧名思義就是“烴的含氧衍生物”,從組成上看,除了碳( C) ,氫( H) 元素之外,還含有氧( O) 。從結構上看,也即是烴分子裡的氫原子被氧原子的原子團取代而衍生而來的。據此分析,含氧烴的種類繁多,包括醇,酚,醛,羧酸,酯,酮,醚,胺等。同時在《大氣污染物綜合排放标準詳解》中,也指出了非甲烷總烴的城區和工業區主要來源包括[3]:①焚燒: 由各類有機物質的焚燒過程所排放的非甲烷總烴;②溶劑蒸發: 在各種生産過程中使用各種有機溶劑,如用作清洗劑、化學反應過程的溶劑、油漆塗料等物質的生産和使用過程的溶劑;③油類燃燒: 汽油和其他油類燃燒過程排放的尾氣;④石油及石油制品的貯存和運輸損耗;⑤廢物提煉。汽車表面塗裝中噴塗和烘幹廢氣均屬“焚燒和溶劑蒸發”,由此看來,與《大氣污染物綜合排放标準詳解》中對“非甲烷總烴”概念不謀而合。且從汽車表面塗裝主要排放有機廢氣的塗料組分為: 苯系物、醇類、酯類、酮類和烷烴來看,均屬C2 - C12的烴類物質。

4. 2 VOCs

VOCs( Volatile Organic Compounds) 具有多種定義:世界衛生組織的VOCs 定義為“熔點低于室溫而沸點在50 - 260℃之間的揮發性有機化合物的總稱”。美國材料實驗協會( ASTM) D3960 - 98 标準将VOCs 定義為“任何能參加大氣光化學反應的有機化合物”; 美國聯邦環保署( EPA) 的VOCs 定義為“除CO、CO2、H2 CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸铵外,任何參加大氣光化學反應的碳化合物”。從上述定義中可以看出,C1就是甲烷,非甲烷總烴主要指C2 - C12之間的烴類物質; VOCs 的範圍相對較廣,基本上包含了所有的揮發性有機污染物。

4. 3 有關排放标準中大氣污染控制因子的确定

目前國家尚未頒布表面塗裝( 汽車制造業) 大氣污染物排放标準,部分省市如廣東、天津重慶、北京、江蘇、上海則已完成或正在制定相關地方标準。國内其他省市汽車塗裝項目一般是依據《大氣污染物綜合排放标準》( GB16297 - 1996) 或參照上述省市已頒布的地方行業排放标準進行評價和監控。對于汽車表面塗裝涉及大氣污染控制因子,國家及各省市排放标準分别如下表2。

由上表可知,非甲烷總烴和VOCs 均有被選擇作為汽車表面塗裝的大氣污染控制因子,但縱觀各省市頒布的地标以及目前正在征求意見的地标來看,VOCs 的關注度已優于非甲烷總烴,且根據《國家環境保護“十三五”規劃基本思路》,VOCs 也将成為" 十三五" 重點區域與重點行業的總量控制指标。

5 小結

從定義和塗料組分上看,非甲烷總烴和VOCs 在汽車表面塗裝項目環境影響評價中均能作為塗裝有機廢氣的表征因子。但是,從國家規劃基本思路及制定的地方行業排放标準來看,VOCs 較非甲烷總烴的關注度越來越高,若将其劃入了" 十三五" 重點區域與重點行業的總量控制指标,毋容置疑,VOCs 将是汽車表面塗裝項目環境影響評價中必不可少的大氣污染評價因子之一。當然,也希望國家盡快出台汽車表面塗裝行業排放标準,在行業标準中進行明确,為汽車表面塗裝項目環境影響評價工作指明方向。

參考文獻

[1]機械工業職業技能鑒定指導中心. 初級塗裝工技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 1999, 144.

[2]機械工業職業技能鑒定指導中心. 中級塗裝工技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 1999, 209.

[3]國家環境保護局科技标準司. 大氣污染物綜合排放标準詳解[M]. 北京: 中國環境科學出版社. 1997,241.

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