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文档简介
(征求意见稿)
编制说明
福建省环境科学研究院
二O一七年十二月
目录
1项目背景............................................4
1.1任务来源........................................4
1.2工作过程........................................5
2标准编制的必要性、总体思路、编制原则................7
2.1必要性...........................................7
2.2总体思路.........................................9
2.3编制原则.........................................9
3涂装概况...........................................12
3.1涂装基本情况....................................12
3.2福建省涂装特点..................................15
3.2.1企业分布情况................................15
3.2.2VOCs排放特征................................17
323典型行业涂装基本情况........................20
3.3福建省涂装工序产排污情况........................22
3.3.1涂装主要生产工序.....................................................22
3.3.2典型行业涂装工序............................24
3.4涂装工序VOCs治理技术..........................36
3.4.1福建省涂装工序VOCs治理存在问题.............36
3.4.2涂装工序VOCs治理技术......................37
4国内外相关标准研究.................................45
A
4.1国外相关标准....................................45
4.1.1美国..........................................45
4.1.2欧盟...........................................46
4.1.3日本...........................................50
4.2国内相关标准....................................51
4.2.1国家层面......................................51
4.2.2地方或地区性标准.............................52
5标准主要技术内容...................................61
5.1标准适用范围...................................61
5.2术语和定义.....................................61
5.3时段划分........................................61
5.4控制指标的选择.................................62
5.4.1控制指标的选择原则...........................62
5.4.2控制指标的确定................................62
5.5污染物排放限值的确定及与相关标准的比较.........66
5.5.7有组织排放浓度限值确定及与相关标准的比较…….67
5.5.2最高允许排放速率确定.........................97
5.5.3去除效率控制要求.............................108
5.5.7汽车整车制造业单位涂装面积挥发性有机物排放量规
定.................................................109
5.5.5无组织排放污染物限值确定及与相关标准的比较..114
5.6工艺措施和管理要求.............................135
5.7监测要求.......................................137
D
5.7.7一般要求.......................................................................137
5.7.2监测与分析..................................................................137
5.7.3污染物的测定方法......................................................138
5.8实施与监督.....................................138
6技术可达性分析....................................139
6.1推进环保涂料使用...............................139
6.2加大对有机废气的收集...........................139
6.3采用高效涂装工艺及设备.........................140
6.4配套或者改进废气末端治理设施...................140
7经济可行性分析....................................141
8环境效益分析......................................144
附录1固定污染源废气苯系物的测定气袋采样•气相色谱法.145
C
1项目背景
1.1任务来源
近年来,臭氧成为福建省季节性首要污染物,大气复合型污染
态势日趋显现,空气质量改善压力巨大。国内外研究表明挥发性有
机物(VOCs)具有光化学活性,是形成细颗粒物(PM2.5)和臭氧
的重要前体物质,对环境空气质量造成较大影响。除影响环境质量
外,一些行业排放的VOCs含有三苯类、卤代烧类、硝基苯类、
苯胺类等物质,对人体健康具有较大的危害。因此,有效控制VOCs
排放迫在眉睫。
根据《福建省重点行业挥发性有机物综合整治方案(2017-2020
年)》,确定涂装行业为我省重点VOCs排放行业,工业涂装工序
过程产生大量挥发性有机气体,对周围大气环境构成严重影响。由
于目前我国对涂装企业的VOCs排放未制定具有行业针对性的
VOCs排放标准,并且《国家“十三五”挥发性有机物减排工作方案》
明确指出:“……加快标准体系建设,从源头加强VOCs减排……
地方应结合本地产业特点加快制定地方排放标准。”因此,为全面
推进我省涂装企业VOCs的综合治理,降低VOCs排放量,提升
区域环境空气质量,制订科学合理的工业涂装工序大气污染物排放
标准具有十分重要意义。
2017年10月福建省环保厅科技项目立项组织开展《福建省工
业涂装工序大气污染物排放标准》研究,福建省环境科学研究院承
担标准编制任务。
4
本标准起草单位:福建省环境科学研究院
1.2工作过程
接到福建省环保厅下达的工作任务后,福建省环科院成立了标
准编制组,立即开展标准编制工作。标准编制组对国内外发达国家
和地区相关涂装的大气污染物排放标准、VOCs控制经验进行了深
入调研;对福建涉及涂装的重点行业及典型企业开展了排放及控制
现状调研。在借鉴国内外工业涂装工序挥发性有机物排放控制经验
的基础上,结合有关调研成果,编制完成《福建省工业涂装工序大
气污染物排放标准》及其编制说明征求意见稿。具体工作过程包括:
(1)资料收集
对国内外相关工业涂装工序大气污染物排放标准、福建省大气
污染物控制技术、涂装企业发展情况和污染现状、环境管理部门控
制要求等资料进行收集。
(2)现场调研
选择浙江、天津等已实施涂装工序大气污染物排放标准的省市
开展调研,了解标准编制的重点、难点、标准执行情况以及标准实
施对空气质量改善情况等;开展汽车制造、家具制造、船舶制造等
行业协会调研,了解涂装基本情况、污染排放情况、污染控制技术、
现有管理水平等信息。
(3)企业资料调研
选择典型涂装企业,收集涂装设备及工艺、VOCs产生环节、
VOCs污染控制技术、治理成本、涂装工序(底漆、面漆、罩光、
烘干等)排放浓度、厂界无组织排放浓度等信息。
5
(4)形成标准文本(草案)和标准编制说明(征求意见稿)
综合分析上述资料,结合福建省实际情况,并由福建省环保厅
组织召开研讨会对标准框架及标准内容进行充分讨论后,编制完成
标准文本(草案)和标准编制说明(征求意见稿)。
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2标准编制的必要性、总体思路、编制原则
2.1必要性
(1)改善福建省臭氧环境质量的迫切需求
自《大气污染防治行动计划》实施以来,福建城市空气质量总
体上有所好转,然而臭氧(03)却成为季节性首要污染物。根据
2017年1-9月福建省环境质量分析报告:全省9个设区市及平潭
综合实验区中,除厦门,各市的大气首要污染物均为臭氧;58个
县级城市中,33个县(市)的大气首要污染物为臭氧,占比56.9%,
包括永定、宁化等山区县城和福清、漳浦等沿海县市。全省空气超
标天数112天,其中03超标天数占86.4%。挥发性有机物(VOCs)
是近地层O3生成的重要前体物,为降低。3浓度,控制VOCs的排
放是关键。涉涂装工序行业是我省重点VOCs排放行业,且存在
许多小散乱污企业,VOCs排放量不可忽视,且大部分VOCs组分
具有毒性和致癌性,如汽车制造、家具制造、船舶制造等行业在生
产过程中排放大量的苯、甲苯、二甲苯,对人体健康影响大,也严
重影响我省大气环境质量。因此,为推进VOCs污染整治,制定
工业涂装工序大气污染物排放标准势在必行。
(2)控制VOCs排放的强有力依据
随着福建经济发展,产品结构逐渐多元化,涂装材料种类以及
形态各异,涂装过程中所使用涂料的类型及工序也各异,造成
VOCs排放环节和排放特征也各有不同,不利于涂装过程中VOCs
排放控制。目前国家仅出台了《大气污染物综合排放标准(GB
16297-1996)》,尚未出台专门针对涂装挥发性有机物排放控制的
7
标准。2010年以来,上海、广东、天津、北京、浙江、江苏、河
北、四川、重庆、陕西、山东等11个省(市)分别陆续出台了涂
装工序VOCs排放相关地方标准。然而,目前我省尚未形成涂装
工序VOCs排放相关地方标准,无法对工业涂装工序的VOCs排
放进行有效监管,VOCs整治工作无据可依。为了控制涂装企业
VOCs排放,亟需相关的排放标准作为指引。
(3)行业自身健康发展的需求
目前,我省存在涂装工序的企业所采用的涂料中,高固份涂料、
水性涂料、粉末涂料等低VOCs含量涂料总体应用水平较低;涂
装工艺中涂料使用效率较高的浸涂、淋涂、根涂、静电喷涂技术所
占的比例很小,因此在生产过程中不可避免的产生大量的有机溶剂
挥发。另外,我省涉及涂装的行业众多且参差不齐,治理技术水平
也存在较大差异,特别是小型企业在涂装过程中挥发的有机溶剂无
法有效收集、集中处理,导致VOCs排放未得到有效控制。制定
工业涂装工序大气污染物排放标准,不仅可以有效引导企业采用更
环保的低VOCs原料、更先进的涂装工艺、更高效的末端处理技
术,为涂装企业的规范发展明确方向,也可以促进我省VOCs减
排,遏止臭氧污染加剧。
综上所述,制定我省《工业涂装工序大气污染物排放标准》,
加强存在涂装工序的企业挥发性有机物排放的控制和管理,促进涂
装工艺和污染治理技术的进步,加强对工业涂装工序有机废气排放
的控制和管理,对于缓解我省目前的环境压力,顺利完成政府确定
的环境目标要求,是非常必要的。
8
2.2总体思路
通过文献调研、实地调研、研讨会等多种方式,准确、详细的
了解我省涂装基本概况(包括涉及涂装工序行业的规模、分布状况、
产量等)、企业产排污情况、污染防治技术、污染治理成本等基本
资料。在此基础上,结合我省实际情况和环境管理需求,参照国内
外先进的污染控制经验和技术,在符合我国相关国家法律和法规的
基础上,制订符合我省工业涂装工序特点的大气污染物排放标准。
2.3编制原则
(1)与相关法律法规和标准相衔接
我省《工业涂装工序大气污染物排放标准》指标制订必须以国
家及我省环境保护相关法律、法规、政策和规章为依据;符合《地
方环境质量标准和污染物排放标准备案管理办法》、《环境标准管理
办法》等的相关要求;与国家发布的《大气污染物综合排放标准》
(GB16297-1996).《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)等相
关排放标准及《清洁生产汽车制造业(涂装)(HJ/T293-2006)》、
《环境标志产品技术要求水性涂料(HJ2537-2014)等相关标准相
衔接;与行业技术政策、污染防治要求相适应;与相关的污染治理
工程技术规范相匹配。
(2)强化标准的可操作性
考虑到当前我省涂装工序涉及行业面广,存在大量低、小、散
且治理设施不完善企业的情况,要充分考虑标准的可操作性及实际
情况。因此,本标准综合考虑省内具有代表性先进企业所能达到的
污染治理水平、国内外先进污染治理技术和管理水平,并结合人体
9
健康风险分析、环境潜在危险分析等,制订排放最佳限值。
(3)强调标准的通用性
考虑到涂装工序涉及行业众多,本标准从通用型标准的角度出
发,尽量精简控制指标项目。考虑到现阶段我省的实际情况,本标
准注重源头控制,逐步强化全过程控制。另外,本标准实施后,国
家或本省另行发布的相关标准严于本标准时,应执行其相关标准。
环境影响评价文件或排污许可证要求严于本标准时,按照批复的环
境影响评价文件或排污许可证执行。
(4)源头控制与末端治理相结合
由于工业涂装工序所产生的VOCs主要来自生产过程涂料的
使用,存在喷涂、烘干等多道工序,为此在强化收集与末端治理的
基础上,更应加强源头控制。考虑到其VOCs的来源主要是来自
涂料中的挥发性有机物,因此必须推广并强化对水性涂料的使用,
从源头控制并减少涂装工序VOCs排放总量。同时,考虑到部分
行业的特殊性及涂装产品的相关要求,部分不可替代的,必须使用
的溶剂型胶粘剂,必须通过末端治理,以减少排放。
(5)强调逐步推进
考虑到我省工业涂装工序的实际现状,如水性涂料的使用比例
较低、企业管理不完善、相关建档未实施、涂料使用量和成分未申
报等问题,在推进源头控制过程中应逐步推进,逐步提高企业水性
胶粘剂等使用比例。
(6)综合和单一指标兼顾,浓度和速率控制结合
目前,国家未有专门针对工业涂装工序大气污染物排放的控制
10
标准,北京、山东出台了相关工业涂装工序的控制要求,其他省份
也出台了相关具体行业的涂装控制要求,如汽车、家具、船舶等。
我省工业涂装工序选用综合性指标(非甲烷总烧)和危害较大或光
化学反应活性强的单一指标(苯、甲苯、二甲苯、甲醛指标)作为
控制指标,并且考虑溶剂的使用及替代现状,选用苯系物、乙酸酯
类作为控制指标。比外,标准制定污染物浓度排放限值,并针对不
同排气筒高度,设定排放速率限值,对涂料使用量较大的企业,对
污染防治设施设定最低处理效率要求,以保证污染物有效减排。
11
3涂装概况
3.1涂装基本情况
涂装就是将涂料以一定施工方式涂布到清洁的被涂物表面
上,经干燥成膜的工艺过程。从涂料的使用角度来说,涂装是涂
料工业的再延伸,涂料只有通过涂装成膜后,形成涂层的最终质
量才能体现其使用价值,而涂装技术又是决定涂层性能的重要因
素;从被涂物质角度来说,涂装过程只是该制品加工过程中的一
道工序。因此,涂装实质上并不是一个具体行业,而是一个涉及
众多行业的工艺过程,它不仅涵盖传统制造企业,也包括目前快
速发展的现代制造业企业。
涂装方法包括手工刷涂、空气喷涂、高压无气喷涂、加热喷
涂、静电喷涂、粉末静电喷涂、火焰喷涂、自动喷涂、电泳涂装、
自泳涂装、浸涂、淋涂、搓涂、幕帘涂装、滚筒涂装、离心涂装、
流化床涂装、热熔败涂装等21种。
表3.1・1各类涂装方法及说明
序号涂装方式定义
1手工刷涂利用漆刷蘸涂料进行涂装的方法
2空气喷涂利用压缩空气将涂料雾化并射向工件表面进行涂装的方法
高压无气
3利用动力使涂料增压,迅速膨胀而达到雾化和涂装的方法
喷涂
利用加热使涂料的黏度降低,以达到喷涂所需要的黏度而
4加热喷涂
进行涂装的方法
利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下荷负
5静电喷涂
电,并吸附荷正电基底表面放电的涂装方法
粉末静电利用电晕放电原理使雾化的粉末涂料在高压电场的作用下
6
喷涂荷负电并吸附于荷正电基底表面放电的涂装方法
将涂料粉末通过火焰喷嘴的高温区熔融或半熔融喷射到预
7火焰喷涂
热基底表面进行涂装的方法
12
序号涂装方式定义
利用电器或机械原理(机械手或机器人)程序控制进行一
8自动喷涂
种喷涂的方法
利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向
9电泳涂装
迁移并沉积于电极之一的基地表面的涂装方法
1()自泳涂装利用化学反应使涂料自动沉积在基底表面的涂装方法
11浸涂将工件浸没于涂料中,取出,除去过量涂料的涂装方法
12淋涂将涂料喷淋或流淌过工件表面的涂装方法
13搓涂利用蘸涂料的纱团反复划圈进行搓涂的涂装方法
14幕帘涂装使工件连续通过不断下流的涂料液幕的涂装方法
15程涂利用蘸涂料的辐子在工件表面滚动的涂装方法
将工件装于盛有烘漆的锥形滚筒中,使滚筒转动到所有涂
16滚筒涂装件都涂上后,让滚筒在受热中继续转动到涂膜干燥的涂装
方法
将工件装于锥形筛网状套中,浸于涂料槽,提起离干后,
17离心涂装
高速转动筛套
将粉末涂料置于装有多孔隔板的圆筒或长方形容器中,压
流化床涂
18缩空气从底部通过隔板,将隔板上的涂料离子悬浮翻腾成
装
液体沸腾状的涂装方法
将一定粒度的粉末涂料分散于含有电泳树脂的水溶液中,
粉末电泳
19在直流电场作用下,通过电泳树脂的载体作用将粉末涂料
涂装
一起沉积于基底表面的涂装方法
热熔敷涂
20先将工件预热到超过粉末涂料熔点,再喷涂的涂装方法
装
工件成卷状进入涂装过程,开卷后完成前处理涂装和固化,
21卷材涂装
最后又成卷材的涂装方法
涂料是涂于工件表面形成具有腐蚀保护、装饰或特殊性能
(如标示、绝缘、耐磨等)的连续固态涂膜的一类液体或固态材
料的总称。涂料基本由成膜物质(基料)、溶剂、颜料、助剂四
种物质组成,其中成膜物质、颜料在成膜过程中会完全附着在被
涂物表面,从而形成保护膜,而溶剂则会完全挥发,助剂根据其
成分和作用的差异性,部分会挥发,而部分会残留。因此涂装的
污染主要来源于涂料中的溶剂和助剂。常用的涂料溶剂和助剂的
成分见表3.1-2和表3.1-3。
13
表3.L2常用涂料的主要溶剂成分
序号类别主要成分
甲醇、乙醇、正丁醇、乙二醇、混合戊醇、叔戊醇、异丁醇、
1醇类
正丁醇、仲丁醇、二丙酮醇、丙醇、异丙醇
2脂肪烧类二氧六烷、正己烷、正辛烷、环己烷、正庚烷、溶剂汽油
丙酮、丁酮、亚异丙基丙酮、环己酮、二乙酮、甲基异丁基
3酮类
酮、甲乙酮、异佛尔酮
四氢味喃、乙二醇丁醛、乙二醇乙酸、乙二醇甲醛、二乙二
4酸类
醇丁醍、二乙二醇乙醛
5菇烯类松油、松节油
6卤代姓类四氯化碳、三氯甲烷、三氯乙烯
7芳香煌苯、甲苯、乙苯、混合二甲苯
乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸戊酯、乙酸混合酯、乙酸异丁
8酯类酯、乙二醇丁酸乙酸酯、乙二醇乙酸乙酸酯、乙二醇甲歌乙
酸酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醛乙酸酯、二乙二醇乙酸乙酸酯
9其他硝基丙烷
表3.1・3常用涂料的主要助剂成分
序号类别主要成分
溶剂型(高沸点酯、醇、酮、芳烧、二元酯、二元酸酯、二
1流平剂元醇雄及其混合物)、醋酸丁酸纤维素、聚丙烯酸酯、有机硅、
含氟聚合物
2增塑剂邻苯二甲酸酯、葵二酸二辛酯、磷酸酯、环氧化合物、氯烧
主要是金属离子,如钻、镒、铅、锌、钙、错、铁等以及松
3催干剂
香、干性油酸、环烷酸等有机酸
主要是封闭和非封闭酸(对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二
4固化剂壬基蔡磺酸)、有机胺(叔胺、氨基盼等)、有机金属盐(有
机锡、有机铅、有机锌等)、钛酸酯等)
5脱漆剂/
铜系化合物、汞系化合物、锌系化合物、有机锡化合物、有
6防污剂机氯化合物、有机硫化合物、有机铅化合物、有机碑化合物、
有机氮化合物
睇系化合物、铝系化合物、镁系化合物、磷系化合物、硼酸
7阻燃剂盐、有机滇化合物、有机氯化合物、有机磷系化合物、卤素-
磷复合型有机化合物
防霉、杀
8嘎琳酮类、多菌灵、敌草隆等
菌剂
14
3.2福建省涂装特点
根据《福建省统计年鉴》,我省涉及涂装的各行业近5年的
工业总产值见表3.2-1o由表可知,我省涉及涂装的各行业近5
年基本呈现上升的趋势,其中,年平均熠长率较高的三个行业分
别为文教、工美、体育和娱乐用品制造业(14.1%)、金属制品业
(13.3%)、金属制品、机械和设备修理业(12.4%)。
表3.2-1我省涉及涂装的行业(规上)近5年工业总产值(亿元)
行业2012年2013年2014年2015年2016年
家具制造业299.04335.41370.53420.85473.11
文教、工美、体
育和娱乐用品制848.041101.921291.091468.781642.08
造业
金属制品业643.62762.32883.621078.571203.96
通用设备制造业757.12845.47958.411014.071112.60
专用设备制造业522.37629.80701.54809.10885.35
汽车制造业854.07941.11972.671106.211206.27
铁路、船舶、航
空航天和其他运305.94344.97401.22415.76378.75
输设备制造业
电气机械和器材
1336.121557.471667.331763.101932.04
制造业
计算机、通信和
其他电子设备制2795.032998.533123.903335.793619.86
造业
仪器仪表制造业134.60155.45173.65196.72236.34
金属制品、机械
101.55112.52118.69146.91182.04
和设备修理业
3.2.1企业分布情况
参照(2017年国民经济行业分类》并结合我省产业实际情
况,我省涉涂装工序行业主要包括汽车制造、家具制造、船舶制
造、金属制品业、通用设备制造、专用设备制造业、文教工美体
育和娱乐用品制造业、电气机械和器材制造业、计算机、通信和
其他电子设备制造业、木制品制造、仪器仪表制造业、其他交通
运输设备制造、金属制品机械和设备修理等13个行业。
根据2016环境统计数据,我省涉涂装企业共1517家。金属
制品机械和设备修理业最多,共425家,占涂装企业总数的28%;
其次是金属制品业,共302家,占19.9%;文教工美体育和娱乐
用品制造业第三,共136家,占9.0%;其他制造业数量相对较
少,其中家具制造业107家,占7.1%,汽车制造业87家,占5.7%,
船舶制造业42家,占2.8%,三者累计约占15%(见图3.2-1)。
从区域分布看,涂装企业数量由高到低排序依次是:厦门
(578家,占38.1%)、泉州(260家,占17.1%)、漳州(191家,
占12.6%)、福州(141家,占9.3%)、宁德(133家,8.8%)、
龙岩(81家,5.3%)、南平(61家,4.0%)、莆田(43家,2.8%)、
三明(29家,1.9%),表明我省工业涂装企业主要分布在沿海地
区(见图3.2-2)o
1G
■家具制造■汽车制造
■船舶制造■文教工美体育和娱乐用品制造业
■金属制品业■通用设备制造
■专用设备制造业■电气机械和器材制造业
■计算机通讯和其他电子设备制造业■木制品制造
■仪瑞仪表制造业■金属制品机械和设备修理业
0.8%
图3.2・1工业涂装行业数量统计
图3.2-2工业涂装企业的地市分布情况
3.2.2VOCs排放特征
2016年全省涂装企业VOCs排放总量为1.20万吨,占二业
VOCs排放总量的8.2%。
17
从排污规模看,中大型VOCs排污企业(>100吨/年)共32
家,占2%,其中排放300吨以上的8家;大中型排污企业(50/00
吨/年)16家,占1%;中型排污企业(10-50吨/年)62家,占
4%;中小型排污企业(I/O吨/年)174家,占12%;小型排污
企业(<1吨/年)1234家,占81%。由此可知,我省工业涂装企
业以中小型排污企业居多(见图3.2-3)。但从排放量上看,以中
型及以上规模企业的VOCs排放为主,占工业涂装排放总量的
94%(见图3.2-4)o
■大型
■大中型
■中型
■中小型
■小型
图3.2-3涂装企业排放量规模构图3.2-4不同排污规模企业VOCs
成排放占比
从各地市排放情况看,排放量由高到低依次为:厦门
(3070.97吨,占25.65%)、漳州(3043.1吨,占25.41%)、福州
(1905.41吨,占15.91%)、宁德(1319.96吨,占11.02%)、龙
岩(1231.35吨,占10.28%)、南平(787.95吨,占6.58%)、泉
州(561.86吨,占4.69%)、莆田(2.8吨,占0.41%)、三明(1.9
吨,0.04%),表明我省沿海地区涂装企业的VOCs贡献大于内陆。
18
3O
50
30oo
25oo
(
菅
)20OO
嘲15oo
辑
«
10oo
5OO
0
福州厦门漳州泉州三明莆田南平龙岩宁德
图3.2-5各地市涂装企业VOCs排放量的分布
从行业排放看,家具制造业VOCs排放量最大,为3463.75
吨,占涂装企业总排放量的28.93%;汽车制造业数量仅87家,
但VOCs排放量达141645吨,占11.83%,单位企业排放量最大;
船舶制造业作为我省特色产业,排放206.64吨,占1.73%,三者
累计排放5086.84吨,占涂装企业VOCs排放总量的42.49%。
因此,本标准以家具制造、汽车制造、船舶制造为重点进行
编制。
■家具制造■汽车制造
■船舶制造■文教工美体育和娱乐用品制造业
■金属制品业■通用设备制造
■专用设备制造业■电气机械和器材制造业
017%9i12%L2.02%
1.59%u-1//bi4.36%r
834%
4.79%__.
28.93%
12.38%
11.83%
13.89%
9.93%
1.73%
图3.2-6各涂装行业VOCs排放占比
19
323典型行业涂装基本情况
(一)汽车制造业
福建省汽车制造业包括汽车整车制造、改装车制造、汽主零
配件制造等,年总产量大约为30万辆(以生产小轿车为主,小
轿车产量占汽车总产量的60%以上),处于全国下游水平。
我省汽车制造企业主要集中在福州、厦门、龙岩;汽车整车
制造企业主要有8家,其产值占全省汽车制造业产值的95%,包
括东南、奔驰、大金龙、小金龙、云渡汽车、海西重汽、新福达
(位于漳州,民营)、西虎汽车、新龙马(位于高陂,全名为龙
马环卫装备),其中海西重汽生产集装箱车、大卡车;有资质的
改装车厂大约有20-30家,以生产小轿车为主;汽车零配件厂约
有500-600家。
(二)家具制造业
2016年福建省家具行业实现总产值950亿元,同比增长
7.95%,内销产值国内排名第七;出口额34.6亿美元,同比下降
8.74%,全国排名第四,处于全国中上游水平;完成产量约15123
万件,同比增长12.1%;企业数约3300家,其中规模化以二企
业330家,民营企业占大多数,外企数量少,没有国有企业;从
业人员约35万人。
生产布局上,仍然保持福州、厦门以生产板式(办公、民月、
校用)为主,莆田以生产中式古典工艺家具为主;漳州、泉州以
生产出口美式实木家具、钢管家具、酒店家具、软体家具为主;
闽侯、安溪等地以生产竹、藤、铁工艺家具为主;三明、南平、
20
龙岩以生产竹木制品为主的格局。
家具制造厂目前大多使用油性漆,水性漆、UV漆、静电粉
末涂料等使用比例近几年有所上升,喷涂均在室内喷涂,喷涂工
艺也逐渐转变为更为环保的工艺。但由于水性漆粘附性能较差,
用水性漆制作的家具较油性漆的成品质量差。
(三)船舶制造业
我省船舶制造业主要包括船舶制造、船舶改装、游艇制造、
渔船制造等子行业,年产值共200亿元,落后于江苏、浙江、广
东、山东等省份,处于全国下游水平。
船舶制造企业主要分布在厦门、漳州、泉州、福州和宁德;
产值2000万以上的规模企业共80多家,大型企业十几家,其中
以国有企业为骨干企业,包括福建省船舶工业集团公司旗下的福
建省马尾造船股份有限公司、厦门船舶重工股份有限公司、福建
省东南造船厂、福宁船舶重工有限公司等大型企业。6家船舶企
业获得船舶规范化企业准入许可,分别是福建省福安白马船厂、
福建省长兴船舶重工、福州罗源华东船厂、福建省马尾造船股份
有限公司、厦门船舶重工股份有限公司、福建省东南造船厂。
根据船舶制造过程中使用的涂料不同,其含有的主要有机溶
剂成分也不尽相同。表3.2-2和表3.2-3分别给出了不同涂料和稀
释剂主要有机成分,其中二甲苯是船舶涂料的主要成分。除表中
所列有机溶剂外,涂料中添加的其他有机物还包括乙苯、乙醇、
甲醇、正丁醇、苯甲醇、甲苯、石脑油、丙基苯、醋酸丁酯、丙
二醇甲醛醋酸酯、乙二醇丁醵、丙二醇单甲醛、甲氧基丙醇、丙
21
酮、环己酮、甲基乙基酮、甲基异丁基甲酮、甲基异戊基甲酮、
邻苯二甲酸二正辛酯、翦麻油等。
表3.2・2船舶制造涂料类型
涂料类型主要溶剂组成
车间底漆乙醇、二甲苯、异丙醇
环氧(通用)底漆二甲芾、正丁醇
溶剂油及少量乙醇,若醇酸为短油度,
醇酸涂料
溶剂为溶剂油和二甲苯
环氧面漆二甲苯、三甲苯、正丁醇
聚氨酯面漆二甲苯
丙烯酸面漆二甲苯、三甲苯
常规防污漆二甲苯、三甲苯
表3.2・3稀释剂类型
稀释剂类型主要溶剂组成
主要为乙醇,若是短油度的再加一些二
醇酸类
甲苯
丙烯酸类二甲苯
环氧类二甲苯、异丙醇
3.3福建省涂装工序产排污情况
3.3.1涂装主要生产工序
涂装工序一般由预处理、涂布(含底漆、中涂、面漆、清
漆)、流平、烘干等环节组成。工业涂装企业的被涂装对象材
料不同,其涂装工艺存在一定差别,涂装对象的材料主要包括
金属制品、木制品和塑料制品,其涂装工艺分别介绍如下:
(1)金属制品表面涂装
金属制品由于被涂物表面会产生氧化物,若未清除干净则在
涂装时涂料只是堆积于表面,无法与被涂物紧密地结合,因此金
22
属涂装时,预处理显得格外重要。典型金属制品表面涂装工艺流
程如下:
除油除锈一水洗一中和一水洗一磷化T水洗一干燥一底涂
一中涂一面漆一烘干一修补一成品
(2)木制品表面涂装
木制品涂装涉及的产品很多,常见的有乐器、文体用品、建
筑装修材料以及某些工艺装饰品等。与金属制品和塑料制品相比,
木制品的涂饰相对复杂,原因在于两个方面:一是木制品涂装以
涂透明涂层为主,对底材的整理要求高而复杂,二是木材本身存
在湿胀干缩、多孔易吸水、有节疤和色斑等,因此在涂装前需要
进行较为复杂的表面准备工作。典型木制品表面涂装工艺流程如
下:
干燥一除毛刺一除松脂一漂白脱色—着色填孔一底涂一打
磨一中涂一打磨T面漆一抛光修饰一成品
(3)塑料制品表面涂装
同金属制品和木制品相比,塑料制品的涂装过程相对简单,
但也需要对表面进行适当的预处理,原因在于塑料在加工成型过
程中,一般使用硅系或硬脂酸系列脱模剂,又易受到油类等脏物
的污染,若残留于塑料表面,会使涂料的附着力降低。典型塑料
制品表面涂装工艺流程如下:
成型-脱脂-水洗一干燥一底涂一中涂一面漆一干燥一冷
却一>成品
23
3.3.2典型行业涂装工序
(-)汽车制造业
汽车制造业包括汽车整车制造(C361)、汽车用发动机制造
(C362)、改装汽车制造(C363)、低速载货汽车制造(C364)、
电车制造(C365)、汽车车身、挂车制造(C366)、汽车零部件
及配件制造(C367)。汽车制造业的具体说明如下表所示:
表3.3・1汽车制造业说明
分类说明
指由动力装置驱动,具有四个以上车轮的非轨道、无架线的
汽车整车制造车辆,并主要用于载送人员和(或)货物,牵引输送人员和
(或)货物的车辆制造,还包括汽车发动机制造
汽车用发动机制造指为汽车提供动力的装置的制造
改装汽车制造指利用外购汽车底盘改装各类汽车的制造
指最高时速限制在规定范围内的农用三轮或四轮等载货汽
低速载货汽车制造
车的制造
指以电作为动力,以屏板或可控方式控制的城市内交通工具
电车制造
和专用交通工具的制造
汽车车身、挂车制指其设计和技术特性需由汽车牵引,才能正常行驶的一种无
造动力的道路车辆的制造
汽车零部件及配件
指机动车辆及其车身的各种零配件的制造
制造
汽车修理与维护对出现故障的汽车进行修理与维护
汽车制造过程中涉及各类零部件,其使用的环境、结构和材
质都不同,涂装要求也有较大的差别,一般分别涂装,如车身、
货箱、车架、车轮、底盘、发动机、铸锻件及半成品等C
汽车涂装中车身涂装,一般采取流水线生产方式,机械化、
自动化程度高,涂层要求高装饰性、高耐腐蚀性、高力学性能。
不管是涂料质量、涂装工艺、涂装设备还是涂装管理都具有代表
性、示范性。车间多采用自动喷涂设备,工人劳动强度低,但对
24
工人的技能、责任心要求高。为保证涂膜外观质量,提高产品成
品率,车间清洁度要求高,特别在喷漆室、闪干区和烘道中为高
洁净区,必须严格保证送风质量,防止漆膜表面产生颗粒等缺陷。
(1)汽车车身涂装
从涂层体系来看,汽车车身涂装是复合涂层。高级轿车主身
一般采用4c4B或5c5B涂层体系,C表示coat(涂层),B表示
bake(烘干),即分别涂底漆、中涂漆、面漆和罩光清漆共4〜5
次,分别烘4〜5次;一般轿车车身则采用3c3B涂层体系,分别
涂装并烘干底漆、中涂和面漆,卡车、吉普车车身和覆盖件及客
车车厢采取2c2B涂层体系,即分别涂装并烘干底漆与面漆。对
于厚度40Hm的面漆,通常采用“湿碰湿工艺”(即在喷涂第一道
涂层后,不直接烘干,而只是晾干5分钟左右,使表面达到表〒,
接着喷涂第二道涂层甚至第三道涂层,晾干流平5〜10分钟后一
并烘干的工艺)喷二道。对于厚度50plm的中涂层,可采取喷一
道涂层烘干、打磨、喷涂、烘干、打磨工艺,使之表面有足够平
整度;也可采用“湿碰湿工艺”方式。
A、典型轿车涂装
一般轿车典型涂装工艺如下:
前处理一阴极电泳底漆一烘干一中涂一烘干一色漆(闪光或
本色、晾干)一罩光消涂一烘干(即面漆的双层涂装工艺,乜可
称为4c3B涂装体系),主要基本流程如下:
25
图3.3・1典型轿车涂装生产工艺流程图
电泳底漆:将车身浸渍在稀释的电泳涂料中作为阴极,在槽
中另设与之对应的阳极,在两极通上直流电,在车身表面和内腔
上析出均一、不溶于水的涂膜。电泳底漆以水溶性为主,涂装在
全封闭循环系统内运行,涂料利用率可达95%左右。目前,全世
界92%以上的汽车生产使用电泳涂装,其中90%采用阴极电泳涂
料。电泳底涂水性涂料溶剂VOCs含量约2〜6%(重量百分比),
涂装后需进行烘干固化,温度在150〜180C,低温固化材料正在
研制中,烘干固化过程中VOCs会随之排出。另外,电泳槽含有
电泳漆,自身过程中也存在一定的VOCs挥发。
底部密封:车身底部离地面较近,行驶过程中溅起石块的撞
击会损坏钢板表面的电泳涂层而加速车身腐蚀,需要在车身底板
喷一层1〜3mm厚的PVC(聚氯乙烯)密封,分为底部焊接密封
和底部PVC涂层,底部焊接密封即使用PVC密封胶密封车底焊
26
缝,主要作用是防腐蚀和防漏水。底部涂层即使用PVC密封胶
喷涂在车底和轮罩等部位,主要作用是降低行驶过程中碎石对车
底撞击产生的噪声和破坏。
中涂:中涂涂膜介于阴极电泳涂膜和色漆涂膜之间,主要作
用是隔离紫外线保护电泳层,提高整体涂层的抗石击性能和整体
涂层的外观。通常采用自动往复喷涂或机器人喷涂车身外表面,
人工喷涂内表面。一般采用聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚
氨酯树脂和粘结树脂等作为基料;颜料和填料用钛白、炭黑、硫
酸领等。目前已有成熟的水性中涂工艺。
色漆:主要提供涂层基本的颜色和特殊视觉效果。喷涂方式
同中涂工序。
清漆:使漆膜具有饱满、明亮、平整的外观效果,并可抵御
环境因素(酸雨、划擦、金属粉尘等)对涂层的侵蚀,吸收紫外
线。喷涂方式同中涂工序。
流平:喷涂车身受漆后,在密闭隧道内运行10〜15分钟,称
为挥发流平,目的是将湿漆工件表面的溶剂挥发,保证漆膜的平
整度和光泽度。
注蜡:使用120C高温液化固体蜡通过全自动热灌蜡工艺和
手工常温注蜡在车体内腔形成一层均匀的蜡膜,有效避免水分对
车体内腔造成的腐蚀,延长车身使用寿命。
修补:对部分漏喷的车身进行补愤。主要也包括表面处理、
补灰、喷涂、补漆和烘干工序。
B、典型客车涂装
27
客车涂装基本工艺流程与乘用车类似,其工艺要求相比爽用
车更加简单,具有喷涂面积大、平面多、颜色种类多、作业周期
长等特点。采用人工喷涂的作业方式。其主要生产工艺如下:
车身发泡—前处理一底漆喷涂一烘干一腻子刮涂一干燥一
中涂一烘干一面漆一烘干一图案面漆喷涂一烘干,主要基本流程
如下所示:
有机废气、
有机废气颗粒物有机废气
有机康气、有机康气、
有机废气颗粒物有机微气颗粒物
图3,3・2典型客车涂装生产工艺流程图
车身发泡:车身内部涂装发泡材料,起到保温、防火、隔音
等效果。
底涂:底涂采用浸涂和喷涂两种方式。浸涂为阴极浸没方式,
与轿车的电泳底涂相同,涂料是水性的,浸涂后车身用去矿物质
水漂洗,并在干燥设备中干燥(约175℃),随后进行冷却。阴
极浸没涂装的VOCs排放最高可减少60%。喷涂采用溶剂型的双
组分环氧树脂涂料进行车身喷涂。涂料含有40〜50%溶剂,以手
工操作为主。
28
面涂:客车后期会喷涂不同的标志和图案,但都采用相同的
喷涂步骤。或者是单层面涂,或者是双层面涂(基础层+罩光层)。
对于低遮盖力的颜色(如黄色、红色),需要双层面涂,如果采
用了带颜色的中涂则不再需要。面涂采用手工操作。
(2)典型汽车零部件涂装
①车架涂装
车架一般由4〜6mm厚的热轧钢板经冲压成型,焊接或钾接
组装而成,处于汽车底部,常与泥水接触,要求涂层具有较好的
防腐蚀性能,涂层总厚度小低于40国”一般车架涂装采用浸涂
或电泳的方式进行涂层。浸涂可以采用水性涂料工艺,也可丙烯
酸水性漆为主。烘干温度一般在160〜200℃之间。具体工艺流程
图如下所示。
图3.3-3车架涂装生产工艺流程图
②车轮涂装
车轮的材质依据车子类型而有所不同,中型和重型的载货汽
车的车轮一般由4-6mm热轧钢板卷压焊接而成;轿车和轻型车
的车轮由冷轧钢板卷压焊接而成,也可采用铝合金材料制作,车
轮与车架类似,常受到泥水的侵蚀与冲刷,对防护性能的要求比
较高,高档车对车轮的外观要求较高,需要优质装饰性保护涂层。
一般轿车和轻型车车轮多采用厚膜阴极电泳涂装,再喷涂面
29
漆,也采用粉末静电喷涂;铝合金车轮经化学氧化后喷涂丙烯酸
金属底色漆或阳极电泳丙烯酸色漆;货车车轮一般用浸涂底、面
漆或喷漆。
图3.3-4车轮涂装生产工艺流程图
③底盘喷涂
汽车底盘件包括车桥、传动轴、减振器、转向机、分动箱和
底盘小件,均安装在车子底部,常与泥水、脏物接触,对防腐设
备要求较高,要求涂层具有较好的耐腐蚀性和耐油性,涂膜总厚
度不低于40|imo
30
图3.3-5底盘涂装生产工艺流程图
④发动机涂装
发动机总成和变速器总成的涂装涂层,属于保护性涂层,要
求涂层具有较好的耐机油性和耐汽油性,较好的耐腐蚀性,涂膜
厚度不低于4031。另外,发动机总成的热容量大,部分配件又
不能受高温,故不宜高温烘干,一般选用快干型或低温烘干型涂
料。此外,为防止发动机零件在加工过程中产生锈蚀,发动机的
零件(铸、锻、冲压件)在加工或装配前,一般都涂过防锈底漆,
然后在装配后再全面罩一层面漆。
汽车配件涂装过程VOCs主要由生产中使用的涂料、漆料、
溶剂及清洗剂、固化剂等其他化工原料经过喷涂雾化、烘干气化、
放置挥发等过程转化成气态形式产生,其产生的工序包括:调漆,
底漆和面漆的喷涂、流平及烘干过程,涂胶工序,修补工序以及
全流程的清洗过程等。VOCs的排放量主要取决于原料中VOC
含量、原料的传输和使用效率以及VOC控制设备的存在和控制
程度。废气成分按排放量大小依次为苯类、醇类、脂类和酮类。
(二)家具制造
家具的种类很多,根据《2007年国民经济行业分类》可以
分为木质家具制造(C2U0)、竹、藤家具制造(C2120)、金属
31
家具制造(C2130)、塑料家具制造(C2140)、其他家其制造
(C2190)o
(1)木质家具
木质家具生产工艺通常为:选取一种或几种木质材料为基料,
按照设计要求进行加工、组装,然后在基料表面涂装一层或几层
涂料,形成产品;也可以是加工后,先对各个组件进行涂装,然
后组装成产品。典型的家具生产工艺流程如下图所示。
进材H开料㈠封边H钻孔H机加工㈠涂底
干燥卜_p^一।涂面漆"卜_।砂光H干燥口涂底漆
_J[___
组装|一[7^"
图3.3・6木质家具典型生产工艺流程图
木质家具制造的涂装过程包括上底色、底漆、色漆及面漆等
一个或全部过程。一般企业的面漆喷漆车间为了保证喷件的光洁
度均采用封闭喷漆室,而底漆、色漆工艺虽然也有独立的喷漆室,
但由于对喷件表面的光洁度要求不严,一般多为敞开式喷漆房。
喷漆有干喷和湿喷两种方式,湿喷在喷漆过程中通过安装水帘装
置去除过喷漆雾,经水帘去除漆渣后的废气通过引风机直接高空
排放或进入处理设施处理后排放。干喷则没有水帘去除漆雾过程,
管理相对较好的企业会通过在喷漆台安装过滤棉装置去除漆雾,
而管理较差的企业则直接通过车间墙体上安装的排风扇直接排
放。一般典型的木质家具涂装工艺过程如下图所示。
32
图3.3・7木质家具典型涂装流程图
根据木质家具的类别不同,涂装技术也有所不同,一般较为
规则的家具,可采用辐涂的方式,不规则的一般为喷涂和刷涂的
方式,基本上以喷涂为主。
(2)金属家具
凡以金属管材、板材或棍材等作为主架构,配以
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