我国涂装工艺现状 VOCs减排是难题

　　一、现状

　　我国是制造业大国，在工业生产过程中，涂装工艺涉及的行业众多，包括涉及到涂装过程的所有行业，如机动车制造与维修、家具、家用电器、金属制品加工、彩钢板、集装箱、造船、电器设备、管业等等。

　　涂料行业属于新材料领域。环保涂料包括：水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料和高固体分涂料等。由于环保涂料等尚处于研发初期，一些关键技术问题还远没有解决。因此溶剂涂料使用量占涂料总量的50-60%。我国2009年工业涂料产量为911.4万吨，其中溶剂型涂料占60%。2010年的涂料产量产量(中国涂料工业年鉴，2011)，为970万吨，其中溶剂型涂料占52.1%。每年约有350万吨(含涂装时使用的稀释剂)的VOCs在涂料的使用过程中挥发到大气中，污染浪费非常严重。由于近年来发展非常快，平均以15%速度在增长，在2012年的产量达到1200万吨以上(进出口量可以忽略不计)，其中工业涂料约占70%，即840万吨左右，以此计算的VOCs排放量约在600万吨以上。成为目前我国工业VOCs排放的最大来源，对我国工业VOCs排放的影响最大。

　　涂装相关研究报告

　　生产和应用过程中会造成环境危害：如VOC排放、甲醛及重金属残留、游离TDI挥发等。我国已经制定了一系列强制性的涂料国标，其中仅2009年就制修订了以《GB24408-2009建筑用外墙涂料中有害物质限量》为代表的5个强制性涂料标准。同时，国外更加严格的环保法规对我国涂料产品、原材料乃至下游的家电、玩具、家具等终端产品的出口都设置了更高的门槛。为此在这样监管日益严格的形势下，加强涂料技术创新、开发升级环保涂料是发展的大势所趋。同时对使用常规溶剂涂料的用户需加强VOCs处理技术创新

　　1、涂装工艺、装备现状

　　我国涂装工艺及设备发展较快。在环保、节能减排和资源利用率方面差距较大。很多涂装线VOCs排放量不达标，单位涂装面积的能耗量、耗水量和涂装材料耗用量都偏高，没有相应的强制政策。如我国虽是汽车生产大国，但还不是强国，汽车涂装也不例外。

　　1)常规汽车工艺(完整工艺)

　　白车身进入→前处理→电泳→电泳烘干(裂解物排放)→电泳打磨(粉尘颗粒排放)→焊缝密封(VOCs排放)→PVC车底喷胶(VOCs排放)→中涂喷涂(VOCs排放)→中涂流平(VOCs排放)→中涂烘干(VOCs排放)→中涂报交→面漆喷涂(含罩光漆)(VOCs排放)→面漆流平(VOCs排放)→面漆烘干(VOCs排放)→检查→点补(VOCs排放)→精饰→质保→空腔喷蜡(VOCs排放)→总装车间

　　2)常规汽配工艺(完整工艺)

　　前处理→(电泳→电泳烘干)或(脱水烘干)→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

　　3)常规集装箱工艺(完整工艺)

　　喷砂→喷锌→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

　　4)常规家电工艺(完整工艺)

　　前处理→(电泳→电泳烘干)或(脱水烘干)→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

　　前处理→脱水烘干→粉末喷涂→粉末烘干(无VOCs排放)

　　5)常规喷漆室设备

　　大于95%的喷漆室采用全新风形式强制送风、排风，VOCs为低浓度大风量高空直接排放。如处理VOCs，需增加VOCs浓缩装置。

　　5%喷漆室采用循环形式强制送风、排风，VOCs浓度相对较高，可处理后排放。此形式只适合自动喷漆室，不适合人工喷漆室。

　　6)常规流平室设备

　　VOCs浓度相对较高，可处理后排放。但国内只有5-10%的设备配置VOCs处理装置，正常生产时处理装置使用情况不明。

　　7)常规油漆烘干室设备

　　VOCs浓度相对较高，可处理后排放。但国内只有5-10%的设备配置VOCs处理装置，正常生产时处理装置使用情况不明。

　　8)常规VOCs处理装置

　　国内常用的VOCs处理装置为活性炭吸附，催化燃烧，高温焚烧(RTO、TNV)，中温焚烧(烘干室加热装置的拓展，如四元体机组)，辐射+VOCs处理(CIR)。

　　活性炭吸附，催化燃烧一次投资较低，使用成本较高，处理效果较差，一般为小型生产线使用，设备使用率低。

　　高温焚烧(RTO、TNV)一次投资较高，使用成本较低，处理效果较高，一般为中大型生产线使用，设备使用率相对较高，特别是TNV的余热供烘干室使用，设备使用率很高。

　　2.现有问题

　　1)技术发展不均衡，环保涂料、新工艺、新装备有待提高

　　虽然我国已经成为最大的涂料生产和消费国，但还不是涂料科技、涂装工程强国，国内企业生产的涂料品种的技术水平层次不齐，国内涂装工程的技术水平层次不齐，仍存在比较大的差距。尤其是各领域中的环保涂料、节能减排新工艺、新装备的技术还亟待提高。

　　因中国对涂装工程没有强制性的节能减排政策，企业对已有涂装生产线没有改造的积极性，节能环保的新涂料、新工艺、新装备应用得不到推广。

　　2)企业多，规模小，环保技术弱，环保意识差

　　据统计，我国目前约有8000家涂料制造企业，大多是中小企业。低水平的重复建设十分严重，生产能力过剩，人力资源低效使用，存在很大的浪费。对于高水平，高技术含量的环保涂料、环保设备投入甚少，有些企业配置环保设备但很少使用。因此，加强企业专业化、特色化引导、壮大企业规模、集中资源开发环保涂料、性价比高的环保设备是实现持续发展的重要课题。

　　3)非环保涂料为主的局面还有待改善

　　我国涂料产量中50-60%为溶剂型涂料。每年可造成近350万吨的挥发性有机化合物(VOCs)排放到大气环境中，污染浪费非常严重。

　　在使用溶剂型涂料的企业中，约95%喷漆室的VOCs为低浓度大风量高空直接排放，90%烘干室、流平室的VOCs为高浓度小风量高空直接排放，其余部分设置VOCs处理装置，但VOCs处理装置的技术参差不齐，且因没有长效监督体制，正常生产时VOCs处理装置使用率不高。

　　4)以标准和法规促进涂料业、环保设备健康发展的体系尚未形成

　　目前，我国环保涂料标准体系、VOCs排放体系和相关重要的基础标准仅初步建立，还待完善，标准的落后减缓了我国涂料业、环保设备与国际接轨的进程，影响了我国涂料业、环保设备国际竞争力的提升。

　　3.涂装(喷涂)工艺废气的特点：

　　(1)通常伴随产生大量的过喷的漆雾颗粒物;

　　(2)涂料的种类多，使用的溶剂不同，所含有机物成分复杂(涂料中有机溶剂包括：苯类、醚类、脂类、酮类、醇类、醇醚类、烃类等十几大类，一些低分子助剂都可能恢复到大气中，有些苯类、醇脂类属于“双高”产量和“三致”物质);

　　(3)喷涂过程强制规定强制送、排风作业，排放风量大、有机物浓度低。因此涂装废气的治理难度大，治理成本高，治理效果差，是目前我国工业VOCs排放治理的一个难题。

　　在目前我国涉及到涂装工艺的一些重点行业中，如机动车制造与维修、家具、家电、机械装备制造、管业、造船、集装箱等等，喷涂废气的治理工作近年来刚刚起步，只有很少一部分的废气得到了治理，而且现有治理设备的运行效率低，运行状况差，减排效果差。由于我国是制造业大国，在VOCs排放量大的产品重污染行业中，如家具制造、集装箱、造船、汽车、家电等等均在世界上占有很高的份额。因此，在今后我国的工业固定源VOCs减排中，涂装废气的治理是重中之重。

　　二、发展规划

　　以结构调整和发展方式转变为主线，实施“调整转型、创新升级”的战略，在国家相关政策导向下，着力调整产业技术结构和企业组织结构，加强自主创新和形成自主技术、标准和品牌，加大培育发展新兴环保涂料品种，推广新工艺、新装备应用，加快对已有节能环保方面较差涂装生产线的改造。

　　1)加快发展环保型涂料产品

　　溶剂涂料：汽车产品在涂装过程中，涂料成本不到整个涂装成本的20%，其余80%是涂装过程中所消耗的成本。因此降低涂料中挥发性有机物(VOC)含量、缩短涂装工艺流程，优化涂装线布局，合理安排生产，提高产品的一次合格率，可降低整车成本并节能环保。

　　环保涂料：推广水性化、无溶剂化(粉末涂料、辐射固化涂料)和高固体分化等新技术应用。

　　2)推广新工艺、新装备应用

　　如针对整车涂装，推广整车涂装免中涂工艺，同时取消了中涂打磨工序、缩简了涂装生产线、降低了环境污染，减少了废弃物的排放量。

　　推广采用自动喷涂装置，降低油漆过喷量(降低油漆消耗量)，采用循环形式的送排风装置并配置VOCs处理装置。

　　推广高效节能的VOCs处理装置，降低使用成本。

　　3)加快已有涂装生产线的改造

　　中国目前已有的大部分的涂装生产线的工艺、装备技术相对较差，且无VOCs处理装置，环境污染很大，通过国家相关的政策导向，对此生产线进行改造升级，是降低VOCs排放的重中之重。

　　4)加快制定相关的国家政策，对VOCs处理、排放有明确规定，对VOCs处理装置的使用情况建立长效监督体制。