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美国涂料行业VOCs污染控制政策与技术研究

2017-07-04 08:34来源:《涂料工业》杂志作者:赵建国 杨利娴等关键词:VOCs排放VOCs污染涂料行业收藏点赞

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1.3.2吸附技术

吸附技术可将VOCs浓度从400~2000×10-6降低至50×10-6,处理废气的浓度范围在20×10-61/4爆炸浓度极限之间,风量大于2.4m3/s。常用的吸附剂有活性炭、有机聚合物、沸石等。活性炭的更换频率是6个月至5a,虽然活性炭的更换频率比沸石和有机聚合物高,但价格便宜,因此应用相对广泛些。活性炭的再生温度是218~318℃,再生后的吸附容量约为初始吸附容量的50%。通常活性炭吸附装置后还可以连接燃烧/催化燃烧反应器或者冷凝器进一步降解或回收VOCs

1.3.3控制技术经济分析

EPA对典型操作条件下的热力燃烧、活性炭吸附(采用蒸汽再生活性炭)等控制技术进行了的经济分析(不包括前处理费用),如表5所示。

02实施效益与成本评估

美国逐步颁布的涂料行业VOCs污染的控制法规,特别是1990年的CAAA,对VOCs污染物的排放提出了极为严格的限制要求,其中第183(e)款要求EPA必须以最佳可行控制(BAC)规范企业生产行为,即在综合考虑技术经济可行性,健康、环境和能源影响的基础上,所确定的排放管理控制手段必须采用最有效的设备、措施、工艺、方法、系统或技术,包括化学配方重组、原料或产品替代、重新包装、使用、消费、存储或处置等。基于这些规定,随后制定和完善的一系列法规标准促使工业界不断改进工艺和创新涂料配方、升级治理技术,极大地减少了VOCs排放量,使涂料使用过程中挥发的VOCs总量从1994年的568t减少到2006年的389t,取得了骄人的成绩。以下是部分典型行业排放标准的VOCs削减效益和成本影响评估。

为达到《国家建筑涂料VOCs排放标准》,通过推行对低VOCs含量涂料提供经济鼓励等可促进产品达到BAC的要求。另外产品配方重组被认为是在经济技术上最可行的策略,包括涂料中VOCs含量的适当调整,树脂技术的改动。该法规的实施可减少约103000t/aVOCs污染物,排放量较1990年降低20.2%。总体而言,建筑涂料VOCs排放标准的实施不仅能够减少VOCs的排放、臭氧生成和有害空气污染物的排放,同时也会有利于人们健康和环保。在1990年的工业调查中有64%的产品符合建筑涂料标准规定的VOCs含量要求,其余不合格产品调整的花费主要来自新产品的开发、市场调研测试。据EPA估计生产商、进口商支付超标费用,产品的使用者更换涂装设备,产品的记录、汇报和检测这3个主要环节,共花费2800万美元。通过成本效益分析,法案实施后每减排1tVOCs消耗250美元,对建筑涂料的市场价和产量影响不会超过0.1%

在美国的《国家汽车修补涂料VOCs排放标准》中,EPA将生产商和进口经销商作为最有效的控制对象,依靠现有的国家和地方法规、涂料产品信息、汽车修补涂料行业反馈的信息,确定VOCs限值标准的技术和经济可行性。此外,由于汽车涂料中所含VOCs也属于有害空气污染物(HAP)的范畴,因此汽车制造业也通过采用各种OHAP减排技术的组合降低表面涂装过程的VOCs排放量,如使用低HAP含量的涂料,提高涂料利用率、控制烘干炉尾气以及控制溶剂型涂装生产线自动化喷枪的排气等。该法规预期可减少32500t/aVOCs排放,与1995年相比排放量减少33%。实施成本包括涂料制造工艺改造成本,对涂料生产者、经销商、个体户培训的费用,成本约为450万美元/a,涂料价格和平均维修费用上涨0.2%。但与其他具有潜在可用性的控制方法相比,可预测的经济的冲击很小,也更具经济优势。

EPA预计,《国家气溶胶涂料VOCs排放标准》实施后减少VOCs排放量可达15570t/a,在1990年的基础上减排19.4%。减排量主要集中在气溶胶喷雾涂料制造业,对喷雾涂料使用业、喷雾涂料批发业和喷雾涂料进口业的影响要小得多。原材料价格、技术革新成本、排污记录保存及上报达标的成本等会有一定程度的提高。

03总结和建议

经过数十年的努力,美国先后颁布和实施了一系列污染控制法律法规,推动了各行业工艺技术的升级,有效减少了VOCs的排放,极大改善了区域环境质量。美国在VOCs污染控制法律标准方面积累的先进经验很值得我们学习。

(1)VOCs排放标准如NESHAPs等均建立在MACT的基础之上,这不仅保证了主要生产企业在采用较优的VOCs削减措施的前提下达到标准要求,也在一定程度上迫使污染源生产工艺和污染治理技术升级,促进了产业的良性发展。我国有必要综合考虑行业工艺进步和治理技术发展状况,适时修订和完善法规体系,在保证法规顺利执行的同时,促进产业技术升级改造。

(2)污染控制对象遵循先从大的污染源抓起,随时间推移向中小型污染源扩展的的思路,VOCs排放限值及控制技术要求也逐步提高。随着工业的发展,我国新的污染源不断增加,若维持现有的法规标准不变,污染将会加重,须尽早修订完善相关法规,按照污染源由大到小、要求由宽到严的原则逐步修改污染排放标准。

(3)为有效保障区域大气环境质量,美国突破各州行政区划的限制,先后划定了AQMDOTC等多个司法管辖区,制定专门的VOCs污染物控制目标和措施要求。其跨行政区域的管控经验对于我国在三区六群等地区VOCs污染综合防治工作具有较高的借鉴意义,特别在在合作理念、组织机构、法规体系和资源整合等方面。

(4)美国联邦政府和各地方政府部门在污染控制上的责任明确、配合良好,也是保障各行业限制要求和VOCs减量化指标实施成效的主要原因之一。

(5)美国的控制规定在内容上比较全面,除有技术数据,还附加了如何达到这些条款要求的配套技术和导引措施,如CTGBACT等,保证了执行可操作性。我国有必要通过对科技攻关项目的示范工程、行业内龙头企业的工艺技术生产实践、废气治理行业成熟技术产品等进行评估和筛选,建立基于不同行业类别的VOCs治理先进技术数据库,用以指导各污染源的治理。

延伸阅读:

制药工业VOCs及恶臭污染治理概况

原标题:美国涂料行业VOC污染控制政策与技术研究
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