各有關單位:
為促進污染防治技術進步,提升整車制造業和汽車零部件制造業(涂裝)的揮發性有機物控制水平,我局組織編制了
《整車制造業揮發性有機物控制技術指南(試行)》和《汽車零部件制造業(涂裝)揮發性有機物控制技術指南(試行)》兩項指導性技術文件,現印發給你們,請參照執行。
附件:汽車零部件制造業(涂裝)揮發性有機物控制技術指南(試行)
上海市生態環境局
2020年4月14日
汽車零部件制造業(涂裝) 揮發性有機物控制技術指南
前言
為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》《上海市環境保護條例》 《上海市大氣污染防治條例》等法律、法規,落實《國務院辦公廳關于印發控制污染物排放許可制實施 方案的通知》(國辦發〔2016〕81 號),防治環境污染,改善環境質量,指導和規范污染物排放許可證 申請和核發工作,制定本標準。
本標準規定了汽車零部件制造業(涂裝)揮發性有機物污染防治可行技術。
本規范按照 GB/T 1.1-2009 給出的規則起草。
本標準為首次發布。
本標準由上海市生態環境局組織制定。
本標準起草單位:上海市環境科學研究院。
本規范主要起草人:李凱騏,鄔堅平,張鋼鋒,何校初,丁蒔文,楊超
本標準上海市生態環境局2020年4月14日批準。
請注意本規范的某些內容可能涉及專利。本規范的發布機構不承擔識別這些專利的責任。
本標準自 2020 年5月1 日起實施。
本標準由上海市生態環境局解釋。
汽車零部件制造業(涂裝)揮發性有機物控制技術指南
1 適用范圍
本標準規定了汽車零部件制造業(按國民經濟行業分類 C366 汽車零部件及配件制造)涂裝過程中 的揮發性有機物(VOCs)污染排放控制可行技術。
本標準不適用于汽車整車制造、汽車改裝及汽車維修涂裝工藝大氣污染物排放管理。
2 規范性引用文件
本標準引用下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。
GB 37822 揮發性有機物無組織排放控制標準
GB 24409 車輛涂料中有害物質限量
GB/T 5206 色漆和清漆 術語和定義
GB/T 23985 色漆和清漆 揮發性有機化合物(VOC)含量的測定差值法
DB 31/859 汽車制造業(涂裝)大氣污染物排放標準
HJ 2300 污染防治可行技術指南編制導則
HJ 2537 環境標志產品技術要求水性涂料
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本規范。
3.1 揮發性有機物 Volatile organic compounds
參與大氣光化學反應的有機化合物,或者根據有關規定確定的有機化合物。
在表征 VOCs 總體排放情況時,根據行業特征和環境管理要求,可采用總揮發性有機物(以 TVOC 表示)、非甲烷總烴(以 NMHC 表示)作為污染物控制項目。
3.2 涂裝 coating
液體、糊狀或粉末狀的一類產品,當其施涂到底材上時,能形成具有保護、裝飾和/或其它特殊功 能的涂層。
[GB/T 5206—2015,定義 2.51]
3.3 揮發性有機物含量 volatile organic compound content
在規定條件下,所測得的涂料中存在的揮發性有化合物的含量。
注 1:所需考慮的化合物的性質和數量將取決于涂料應用的領域。對于每個應用領域來說,測定或 計算的方法以及限量值是通過法規規定或雙方約定。
[見 ISO4618:2006]
注 2:如果術語 VOC 是以高沸點定義的化合物,則將沸點低于限定值的化合物看做 VOC 含量部 分,而沸點高于該限定值的化合物看做為非揮發性化合物。
[GB/T23985-009,定義 3.2]
3.4 溶劑型涂料 SolventCoating material
以有機溶劑為分散介質的涂料。
3.5 水性涂料 water-borne coating material
揮發物的主要成分為水的一類涂料。
[GB/T 5206—2015,定義 2.274]
3.6 粉末涂料 coatingpowder
粉末狀的涂料,在其熔融(也可能要經過固化)后可制得連續的漆膜。
[GB/T 5206—2015,定義 2.52]
3.7 UV 涂料 UV coating material
暴露在紫外光輻射下固化的涂料。
4 行業生產與VOCs污染的產生
4.1 汽車零部件制造業涂裝主要生產工藝分為前處理,涂料涂覆,涂料干燥和清洗。根據零部件材料或外觀要求的不同,零部件噴涂分為3涂層體系(底漆,色漆,清漆)、2涂層體系(色漆,清漆)和單涂層體系等,主要VOCs污染產生相關的原料包括電泳液、底漆、中涂漆、色漆、清漆、罩光漆、粉末涂料、UV涂料等,主要輔料包括涂料配套的助劑、稀釋劑、固化劑。典型3層涂裝體系生產工藝流程圖示例詳見圖4-1。
4.2 預處理工序:
4.2.1 金屬工件預處理工序分為:堿性或酸性清洗、水沖洗、磷酸鹽處理(通常為磷酸鐵)、水沖洗、在堿性或酸性清潔中沖洗等步驟,將金屬部件或產品噴灑或浸入清潔溶液中以溶解和去除油,油脂和污垢。清潔溶液可以是堿性或酸性的,通常包括一種或多種其他成分,如表面活性劑或緩蝕劑。之后對部件進行磷酸鹽處理,為金屬部件的表面提供耐腐蝕性,磷鹽處理后續涂覆防銹劑或粘合促進劑。在每個處理步驟孩之后,通常金屬部件或產品串聯通過幾個沖洗階段。清潔化學品中含有VOCs。
4.2.2 噴丸預處理,該操作使用金屬小球(細顆粒)來磨蝕去除污垢和油脂,以及平滑粗糙邊緣和焊縫。
4.2.3 塑料部件或產品的表面處理工序,首先對工件進行打磨以去除毛刺或其他不一致性,可能需 要膩子來填充塑料部件中的任何間隙或小裂縫。對于預涂底漆的塑料部件,可能需要進行一些修補。 用水或浸有酒精的抹布擦去灰塵,并去任何剩余的表面殘留物。丙酮或熱水和砂礫材料溶液也可用 于去除任何膠帶粘合劑,污垢或灰塵。清潔化學品中含有 VOCs。
4.3 涂覆/干燥,在金屬或塑料部件上涂覆涂層,然后固化或干燥涂層來完成表面涂覆,以烘干或 自然晾干的方式固化涂層。涂層本身可以是液體或粉末的形式。不同類型的涂覆技術來施加涂層, 涂覆技術的選擇可以對所使用的涂層量和由此產生的 VOC 排放產生顯著影響。涂覆和干燥是零部 件生產中的主要 VOCs 排放來源。
4.4 清洗,使用清洗劑對涂覆操作有關的設備中去除涂料殘余物或其他不需要的材料,包括清潔噴 槍,傳輸線(例如管道或管道),罐和噴涂室的內部。清潔劑通常為 VOCs 溶劑。
5 污染預防技術
5.1 生產企業使用涂料應符合 GB24409 中有害物質含量限值規定,宜采用低 VOC 型涂料替代傳統的溶 劑型涂料,根據工藝情況宜使用其他種類的低 VOCs 涂料(高固體份涂料、水性涂料、粉末涂料、UV 涂料)替代傳統涂料,水性涂料應符合 HJ 2537 中汽車涂料中 VOCs 濃度含量限值。
5.2 根據清洗對象的不同,清洗劑宜選用低 VOCs 清洗劑,VOCs 含量約為 5%-20%,部分清洗劑不含 揮發性有機物。
6 過程控制技術
6.1 涂裝過程相關工序,包括調漆、涂裝、烘干,涂料儲存等,應在密閉的設施中實施,并配備專用的 換氣與廢氣收集系統。
6.2 液體涂料宜使用集中油漆循環系統,通過密封管道壓送至噴涂工位。
6.3 已開蓋的或非密封的含揮發性有機物的物料須設置專門的收納儲存場所,并設有排氣及凈化系統。
6.4 設置專門指定的調漆進行油漆的配置和調色,調漆間按負壓設計要求設置排氣凈化系統。
6.5 無法實現局部全密閉的工序,應在噴涂工位配備排風系統。
6.6已開蓋的或非密封的含揮發性有機物的物料須設置專門的收納儲存場所,并設排氣及凈化系統。
6.7涂料涂覆過程宜選用自動化、高效涂覆工藝。
6.7.1 高流低壓(HVLP), 油漆材料和壓縮空氣被引入到噴漆中,噴槍中的涂料被霧化,排出的空氣將 油漆顆粒輸送到表面上, HVLP霧化與傳統噴涂技術相比,由于施加了降低的空氣壓力,霧化的小涂料顆 粒的數量較少。HVLP槍霧化達到了原材料使用率為40-80%,并且可以適用于任何表面。
6.7.2 靜電輔助的壓縮空氣、無氣噴涂,對于靜電輔助壓縮空氣、無空氣和空氣輔助噴涂,除了無空氣 技術之外,涂料材料霧化類似于常規壓縮空氣噴涂。 無氣或空氣輔助的無氣技術的物料流量可達 3000ml/min。涂覆效率約為85%。
6.7.3 靜電高速旋杯/盤噴涂,可以達到高達70%的效率。與傳統的噴涂相比,降低了產生的殘留物、噴 涂室污染、清潔劑。
6.7.4 浸涂,將被涂物體全部浸沒在盛有涂料的槽中,經過很短的時間,再從槽中取出,并將多余的涂 液重新流回槽內,這種方法稱為浸涂法。多適用于金屬零件,涂覆效率大于90%。
6.7.5 流化床噴涂(粉末),將待涂覆的部件加熱至高于粉末熔點的溫度。然后將熱部件浸入粉末的流 化床中,使粉末與其接觸熔化并在部件上形成連續涂層,與浸漬槽操作相比,使用更少的涂層并且蒸發 的溶劑更少。
6.7.6 輥涂,使用薄板或扁平型工具通過2個或多個水平安裝的剛性輥子,由此涂料被轉移涂布至薄板 或工件的一面或雙面的涂裝工藝,應用用于高粘度涂料,特別是粘合劑和小表面積,涂覆效率高。
6.7.7 鋅弧噴涂,鋅弧噴槍通過將兩根鋅線機械地送入噴槍的尖端進行操作,在那里它們通過電弧熔化。 高壓空氣噴嘴將熔融鋅顆粒吹到金屬或塑料部件的表面上。
6.8企業應實行小化原輔物料損耗管理。
6.8.1 加強工藝與生產管理,提高色漆的分色率,減少噴涂設備切換不同顏色的清洗頻次。
6.8.2 縮短涂料輸送線的長度,減少換色時浪費的涂料用量和清洗劑的用量。
6.8.3 精確控制油漆用量,使用油漆回流系統,將殘余在管內未使用的多余油漆回流至密閉分離模塊或 調漆模塊,進行回收或回用,不同種類、顏色的油漆宜分開設置分離模塊。
6.8.4車間中噴槍、噴嘴、管線和油漆桶等應按需清洗,根據顏色清洗的難易程度,調整不同色漆清洗 時清洗劑用量的設定。
6.8.5 噴涂、顏色混合、換色、供漆/清洗劑宜采用自動化系統。
6.9 清洗工序應設置溶劑回收裝置,將廢清洗劑密閉收集。
7 末端治理
7.1 噴漆室廢氣應通過有機廢氣處理系統處理揮發性有機物,采用吸附、吸附濃縮、氧化等工藝處理有 機廢氣前應先去除顆粒物。
7.2 噴漆廢氣漆霧捕集裝置宜采用水簾、折流板、文丘里、靜電等漆霧處理裝置。
7.3 含揮發性有機物廢氣宜采用吸附、氧化、冷凝等或其組合工藝處理有機廢氣。
7.3.1 吸附工藝
7.3.1.1 活性炭吸附技術是利用活性炭具有很多微孔及很大的比表面積,依靠分子引力和毛細管作用的 特點,使有機廢氣的揮發性物質吸附在其表面,從而達到凈化廢氣的目的。活性炭吸附飽和或廢氣出口 濃度不能滿足要求時應對活性炭進行更換或再生。
a. 入口廢氣顆粒物濃度宜低于1mg/m3 ,溫度≤40℃。
b. 活性炭可作為濃縮介質,常用工藝有活性炭吸附+熱蒸汽/空氣解吸+冷凝回收/催化燃燒或 活性炭吸附+熱氮氣解吸+冷凝回收。
7.3.1.2 沸石/分子篩轉輪是利用沸石制備而成的具有一定厚度的圓形吸附裝置,一般用于中低濃度 VOCs 廢氣的預濃縮。沸石/分子篩轉輪可分為處理區、再生區、冷卻區,持續以每小時 1-6 轉的速度旋 轉,廢氣濃縮倍數 15-20 倍。
a. 入口廢氣非甲烷總烴濃度宜為 50——800mg/m3 ,顆粒物濃度宜低于 1mg/m3 ,相對濕度≤ 75%RH,溫度≤40℃。
b. 脫附廢氣一般用催化燃燒或蓄熱燃燒技術進行處理。
7.3.2 氧化工藝
7.3.2.1 蓄熱燃燒裝置(RTO)是指將工業有機廢氣進行燃燒凈化處理,并利用蓄熱體對待處理廢氣進 行換熱升溫、對凈化后排氣進行換熱降溫的裝置。蓄熱燃燒裝置通常由換向設備、蓄熱室、燃燒室和控 制系統等組成。入口廢氣 VOCs 濃度大于 1.5g/m3 時,一般可達到自持燃燒。當廢氣濃度在低于 1.5g/m3 或 RTO 設備不能達到自持燃燒時,宜采用循環風回用技術降低廢氣排風量、提高廢氣濃度。兩室 RTO 的凈化效率≥95%,多室或旋轉式 RTO 的凈化效率≥98%。
7.3.2.2 直燃式燃燒裝置(TO)的燃燒低溫度為 700℃,一般燃燒溫度在 700——900℃。VOCs 凈化效 率≥97%。
7.3.2.3 催化燃燒裝置(CO)是指利用固體催化劑將廢氣中的污染物通過氧化作用轉化為二氧化碳和水等化合物、凈化廢氣中污染物的設備及其附屬設施;蓄熱催化燃燒裝置(RCO)是指采用蓄熱式換 熱器進行直接換熱的催化燃燒裝置;廢氣中含有硫化物、鹵化物、有機硅、有機磷等致催化劑中毒物質 時,不宜采用此技術,或進行預處理去除中毒物質后使用。
7.3.3 冷凝工藝:冷凝回收技術是利用物質在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓的性質,采用降低系統 溫度或提高系統壓力,使處于蒸汽狀態的污染物冷凝從廢氣中分離出來的過程,適用于單一溶劑排放且 濃度較高的企業,或用于濃縮脫附廢氣冷凝。
8 涉VOCs 危險廢棄物及廢水
8.1 涉VOCs 危險廢棄物包括廢油漆、廢油漆桶、塑料溶膠、廢溶劑、過噴油漆(漆渣/油漆污泥)、 沾染涂料/溶劑的物品等,應按照相關要求對危險廢物進行管理、記錄、貯存、處置。
8.2 涉 VOCs 廢水包括電泳廢水、電泳倒槽液、濕式漆霧處理裝置廢水等,在輸送、暫存、處理過程中 應密閉或加蓋。