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利用上述方法,对中涂、色漆和清漆分别进行测量。可以得出中涂和清漆流平室挥发物取60%,色漆取70%计算。
所以:烘干室中VOCs挥发量为:中涂、清漆:0.5M×40%÷M=20%;色漆为0.5M×30%÷M=15%
喷漆室和流平室合计挥发量为:中涂、清漆:80%;色漆为75%
依据上述数字,对溶剂型3C2B工艺VOCs排放情况进行研究和计算。
说明:以上计算中,结合该车间的各层漆膜进入烘干室前的湿膜固体份,计算喷涂时VOCs排放的比例分别是,电泳为70%;PVC胶为1%;中涂和清漆为80%;色漆为75%;其余清洗溶剂以及防腐蜡等均为100%。烘干室使用TNV废气燃烧处理系统,通过将有害气体中的可燃组份燃烧氧化分解成CO2和H2O,VOCs除去率按95%计算。
该车间生产产品的电泳面积为90m2;则VOCs排放7.13/台,最终单台VOCs排放量为79.22g/m2。达到国内清洁生产基本水平标准。
从以上数据分析来看,VOCs贡献量最大的是色漆喷涂以及清洗溶剂环节。因此同时对另外一个典型3C2B水性涂装车间的VOCs排放进行研究。
2.3典型3C2B水性型涂装VOCs排放研究
该车间采用水性涂料工艺,中涂和清漆、色漆喷涂时VOCs排放取80%;该车间生产产品的电泳面积为100m2,则VOCs排放2.33kg/台,最终单台VOCs排放量为23.3g/m2。明显低于溶剂型涂装工艺。能达到国内清洁生产先进水平标准。
说明:以上计算与金属色漆的颜色不同而不同,同时涉及到稀释率,在最终VOCs排放量会因不同面漆(单色漆和金属漆,以及金属漆的颜色)不同而不同。
3、VOCs减少措施建议
通过综合分析,VOCs贡献量最大的部分就是溶剂型涂料的清洗溶剂和稀释剂,因此重点从此方面进行改善:
采用低VOCs或无VOCs的环境友好型涂料(高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料等)替代溶剂型涂料。但是此类措施需要进行涂装生产线改造,难度较大。适宜于新规划的生产车间。
合理安排生产,减少换色时溶剂的使用量。此措施是在已有生产线上适时最简单的措施,通过管理提升来达到降低VOCs的目的。其主要措施是通过在面漆前设计换色编组,进行同色集中喷涂,减少换色次数,以此达到减少换色溶剂的使用量的目的。
以某生产线为例,没有进行同色编组时采用的是以总装装配车型顺序进行喷涂,公司通过管理优化,在涂装车间设置适当在产车辆,在面漆前进行同色编组,同色集中喷涂。
鉴于在实际生产过程中机器人同一颜色连续喷涂的最大台数为30-50台,同时对实际生产过程中了解到,35台时不需要进行换色,因此每35台必须清洗一次是避免不了的,因此按照35台清洗一次对两周之内的产品进行排序,对优化前后换色进行对比。
提高生产管理能力,提高涂装一次成品合格率。修补漆量少换色次数多,导致清洗溶剂增多,也是VOCs排放的重要组成部分。提高全员质量意识,从保洁、前道工序进行质量控制,做到“不接收、不创造、不传递”不合格品,加强对工序质量的控制,提高技术水平和熟练程度,减少修补和返工,提高成品合格率。
提高涂着效率。尤其是提高喷涂作业场合的涂着效率。使用机器人喷涂代替人工喷涂,减少过喷涂量。在旧线体可以使用静电喷漆替代空气喷涂,新线体可以采用内板机器人喷涂替代人工喷涂,同时对整车的内外饰件装配情况,合理设计内板喷涂的区域以及厚度。而对于内板漆膜厚度要求一般控制为中涂15-20μm;色漆10-15μm;清漆20-30μm,低于外部漆膜厚度。
加强VOCs排放的末端治理。涂装车间设置废气处理装置,减少污染大气的VOCs的散发量。VOCs一般都是可燃性的或易燃的有机化合物,采用直接燃烧法,触媒燃烧或吸附法进行废气处理。在采用燃气、燃油作为烘干室热源的场合,烘干室废气一般都采用直接燃烧法,并回收热量综合利用。涂装喷漆室的废气,一般因排气量大,VOCs浓度低,处理很困难,现用吸附法与燃烧法配套的处理装置,此种情况适合于干式喷漆室。
4、结语
综上所述,汽车涂装工艺是汽车主机厂产生VOCs排放最大的车间,减少VOCs排放,对保护环境和人类的身体健康有非常重大的意义。因此,需要结合具体的涂装工艺,汽车主机厂、材料厂家和设备厂家等多方合作,结合工艺过程中的污染物产生情况,合理地设计和规划,减少污染物的排放,争取将汽车涂装工艺过程中的VOCs排放降低到最低程度以达到保护环境的目的。
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