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1、1深圳市汽车维修行业喷漆车间有机废气推荐治理技术手册深圳市人居深圳市人居环环境委境委员员会会深圳市深圳市环环境科学研究院境科学研究院哈哈尔滨尔滨工工业业大学深圳研究生院大学深圳研究生院2014 年年 1 月月2项目名称：深圳市汽车维修行业喷漆车间有机废气推荐治项目名称：深圳市汽车维修行业喷漆车间有机废气推荐治 理理技术技术主管单位：深圳市人居环境委员会主管单位：深圳市人居环境委员会编制单位：深圳市环境科学研究院编制单位：深圳市环境科学研究院哈尔滨工业大学深圳研究生院哈尔滨工业大学深圳研究生院编写人员：编写人员：莫凤鸾莫凤鸾 朱荣淑朱荣淑 林静林静 张赫张赫 姚泽姚泽 闫庆允闫庆允 宋克林宋克林
2、 何永兵何永兵 牛敏丽牛敏丽 周艳苓周艳苓 李国忠李国忠3目目录录1 概况.41.1 深圳市汽车维修行业概况.41.2 汽车维修喷漆工艺简介.51.3 喷漆过程废气来源及特征分析.81.4 汽车维修涂料现状及发展趋势.91.5 喷漆废气治理技术概述.102 深圳市汽修行业 VOCs 污染控制技术路线.153 水性涂料喷涂工艺改造方案论证.163.1 水性涂料喷涂工艺改造可行性分析.163.2 水性涂料喷涂工艺改造方案.183.3 水性涂料喷涂工艺改造成本分析.194 VOCs 末端治理方案论证.214.1 推荐技术概述.214.2 预处理+活性炭吸附工艺设计.224.3 吸附-催化燃烧工艺设计
3、.265 源头改造与末端治理的经济分析.315.1 水性涂料喷涂线改造经济分析.315.2 末端治理设施建设经济分析.325.3 综合对比.3241 概况概况随着国民经济的持续攀升，深圳市汽车保有量迅速增加，由此带来的环境污染问题日益受到关注。2013 年 1 月 13 日，因严重的雾霾污染引发的 PM2.5 事件，北京现代汽车集团停产 1 天，这意味着，大气污染治理的目光已从汽车尾气排放延伸到涂装排放领域。广东省已制定了汽车涂装行业 VOCs 排放标准。汽车维修行业在汽车工业蓬勃发展的背景下也得到了迅猛发展，根据深圳市交通运输委员会提供的资料，截至 2013 年底，深圳市的汽车维修企业总数为
4、 2933 家，据估算，深圳市汽车维修行业排放的VOCs 总量超过 7000 吨/年，占深圳市大气总 VOCs 排放量的 4%左右，其带来的大气污染问题已不容小视。本课题将在对深圳市汽车维修企业喷涂涂料、喷涂工艺、废气治理设施建设及运行情况进行成分调研的基础上，从水性涂料源头控制和末端废气治理两方面提出汽车维修行业 VOCs 削减措施，这对推动汽车维修行业 VOCs 治理，指导企业开展水性涂料喷涂工艺改造和废气治理设施建设，实现 VOCs 减排目标具有重要意义。1.1 深圳市汽车维修行业概况深圳市汽车维修行业概况据调查，深圳市汽修行业门店地理位置特点是：特区内以八卦岭、水贝、莲塘、布心、梅林、
5、金地、车公庙、泥岗、南油、蛇口等传统的工业区和联合华鹏、东益华鹏、华南展场、嘉进隆、新濠、平方物流园等5汽车专业市场为“点”，以干线公路两侧综合汽车服务大楼为“线”，如中汽南方、大兴、深业、兆方、西湖、华日、仁孚特力、森那美、大昌等独立汽车服务大楼，以街区服务门店为“面”的市场布局；宝安、龙岗以城区及龙岗东都车城、信义汽车城、宝安世纪车城等为中心，网点呈发散型分布，各城镇道路临街分布了大量三类专项汽车维修点。汽车维修行业发展趋势：趋势之一是朝着以汽车保养业务为主的方向发展。趋势之二是朝着汽车维修专业化、协作化方向发展。趋势之三是朝着机械化、自动化、电子化方向发展。1.2 汽车维修喷漆工艺简介汽
6、车维修喷漆工艺简介汽车修补涂装按修补工作量的大小，可分为局部修补和整车修补。基于涂层损坏的不规则性 , 修补涂装工艺几乎各不相同。因此 , 必须根据涂层损坏状态和现场的具体条件确定修补涂装工艺。一般由钣金修整、涂底漆、刮腻子填平、喷中涂、涂面漆等工序组成。以前使用的汽车修补涂装设备很简陋 ,有的在厂房内或露天作业。随着汽车保有量的增多和轿车修补涂装的装饰性要求的提高 , 近 10 多年来国内外汽车修补行业及汽车销售服务站都装备了喷、烘两用的喷漆室。它为整车修补涂装创造了清洁的工作环境 , 完成面漆喷涂工序后, 可直接转换供应热空气 , 使温度达 80 , 使汽车修补面漆 ( 单组分或双组分 )
7、 快速固化。61、 、喷喷漆工作原理漆工作原理喷漆的工作状态如图 2-1 所示。喷漆时,外部空气由进风口经初级过滤网过滤后由送风机送到房顶,这样气体进入静压室内经过顶过滤棉均匀地充斥漆房,并在工件周围形成风幕。这时漆房内的有载风速以 0.3 m/s 的速度向下流动,喷漆时的漆雾不会在操作者呼吸处停留,而随气流迅速下降,此时漆房内有害气体浓度远远低于国家工业企业设计卫生标准TJ3679 中车间空气中有害物质最高允许浓度 , 在排风机的作用下, 气流通过排风过滤系统流向排风道 , 经环保箱排出 , 这样排出气体符合大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 的标准。图图 2-1 喷喷漆工作状
8、漆工作状态图态图1 进进气初气初级过滤级过滤系系统统 ;2 送送风风系系统统 ;3 热热交交换换系系统统 ;4 精密精密级亚级亚高效高效过滤过滤系系统统 ;5 底底层层漆漆雾过滤雾过滤系系统统 ; 6 废废气排气口气排气口 ;7 废废气气处处理系理系统统； ；表示冷表示冷风风 表示表示热风热风72、烤漆工作原理、烤漆工作原理 烤漆的工作状态如图 2-2 所示。烤漆时,通过风机将外部新鲜空气经初级过滤网过滤后,与热能转换器进行热量交换,再送入到烤漆房顶部,经过滤网 2 次过滤净化,热空气以 0.15m/s 的速度进入到烤房内,从底部排出后,经过风门的内循环作用,除吸进少量新鲜空气外,绝大部分热空
9、气又被继续加热利用,送入到烤房内部,使得烤房内温度逐步升高,当温度达到设定温度时,燃烧器自动停机,当温度下降到设定温度以下 45 时，风机和燃烧器自动开机,使烤房内温度保持恒定。最后当烤漆时间达到设定的时间时,烤房自动关机,烤漆结束。这种循环方式不仅可节省能源,同时也保持漆房内有一定气流,从而保证了汽车零部件在相同温度下同时烘干,也使涂膜表面平滑光亮。图图 2-2 烤漆工作状烤漆工作状态图态图1 进进气初气初级过滤级过滤系系统统 ;2 送送风风系系统统 ;3 热热交交换换系系统统 ;4 精密精密级亚级亚高效高效过滤过滤系系统统 ;5 底底层层漆漆雾过滤雾过滤系系统统 ; 6 废废气排气口气排气
10、口 ;7 废废气气处处理系理系统统； ；表示冷表示冷风风 表示表示热风热风81.3 喷漆过程废气来源及特征分析喷漆过程废气来源及特征分析喷漆是通过喷枪借助于空气压力，分散成均匀而微细的雾滴，涂施于被涂物的表面的一种方法。油漆喷涂过程中主要产生漆雾、有机废气污染。油漆在高压作用下雾化成微粒, 在喷涂时, 部分油漆未到达喷漆物表面,随气流弥散形成漆雾。而油漆中的有机溶剂易挥发, 在喷漆、晾干过程将逐渐挥发出来形成有机废气。（1）喷漆废气）喷漆废气根据劳动安全卫生法的规定，喷涂作业时，喷漆室内应连续换风，换风速度应控制在 0.251 m/s 的范围内。喷漆室排放废气中主要有害成分为喷漆过程中挥发的有
11、机溶剂，主要包括芳香烃、醇醚类和酯类有机溶剂。由于喷漆室的排风量很大，所以排放废气中有机物总浓度通常在 100 mg/m3以下。另外，喷漆室的排气中还经常含有少量未处理完全的漆雾，特别是干式漆雾捕集喷漆室，排气中漆雾较多，可能成为废气处理的障碍，所以废气处理前必须经预处理，避免废气中的颗粒物堵塞废气吸附材料，导致吸附材料快速失效。（2） 晾置废气晾置废气面漆在喷涂之后、烘干之前，要进行流平晾置，在湿漆膜晾置过程中有有机溶剂挥发，为防止晾置室内有机溶剂聚集发生爆炸事故，晾置室应连续换风，换风速度一般控制在 0.1 m/s 左右。晾置室排放废气的成分与喷漆室排放废气的成分相近，但不含漆雾，有机废气
12、的总浓度比喷漆室废气偏大，根据排风量大小不同，一般为喷漆室废气9浓度的 2 倍左右，通常与喷漆室排风混合后集中处理。另外，调漆间、面漆循环水池也排放类似的有机废气。（3） 烘干废气烘干废气烘干废气的成分比较复杂，除有机溶剂、部分增塑剂或树脂单体等挥发成分外，还包含热分解生成物和反应生成物。烘干废气中总有机物浓度一般在 2500 mg/m3左右，超过了大气污染综合排放标准的废气浓度限值要求，所以必须处理达标后才能排放。1.4 汽车维修涂料现状及发展趋势汽车维修涂料现状及发展趋势汽车漆是我国涂料工业“十二五”规划中最重要的发展产品之一，其产量居我国各涂料产品中的第 4 位。汽车漆分为原厂漆和修补漆两大类，其中汽车修补漆是汽车漆中附加值最高的产品之一，它的技术含量极高，能代表一个国家涂料工业的发展水平，并能使汽车表面涂层所存在的瑕疵或因使用而造成的破损恢复到原先的最佳状态，达到汽车整车的表观一致性。汽车涂料一般有四种基本成分：成膜物质（树脂）、颜料（包括体质颜料）、溶剂和添加剂，其中溶剂和添加剂的主要成分为 VOCs。近年来，国际上对VOCs排放量的要求越来越严格，如1995年德国大气净化法规定，车身被涂面积的VOCs排放量应小于35
