油漆涂装废气及处理措施浅析

姜秋实

（常熟市新安企业管理咨询有限公司 ）

摘 要：随着工业化进程的加快，油漆涂装工艺广泛应用于机械、家具、涂装、家电及电气设备、汽车、船舶等行业。油漆涂装过程已成为大气污染物的主要来源。本文分析了表面涂装工艺产生的主要大气污染物，并对相应的治理措施进行了简要分析。

关键词：油漆涂装，废气，治理措施

1 前言

随着油漆涂装工艺的广泛应用，油漆涂装过程已成为大气污染物的主要来源，涂装废气由于含有苯系物等有毒有害物质，对人体健康有严重威胁。因此，有效治理表面涂装产生的大气污染物很有必要。本文主要从油漆种类、涂装工艺分析产污来源，并提出相应的污染防治措施。

2 油漆分类

油漆属于涂料的一种，是通过各种涂装工艺涂覆在工件表面，在被涂工件表面形成一层具有一定强度、粘附牢固的薄膜--漆膜或涂层，起到保护作用（防水、防腐等）的粘稠液体。油漆通常由成膜物质（各类树脂）、颜料、助剂（包括润湿剂、消泡剂等）和溶剂（水、无机化合物和有机化合物）。在实际涂装中，部分油漆需要添加固化剂和稀释剂等外加助剂，以便漆膜的生成。

涂料分类情况如表3-1，油漆一般为液态涂料或高固份涂料。

表3-1 涂料分类情况

油漆中的溶剂以及稀释剂等外加助剂是涂装废气的主要来源，从源头削减的角度，采用低VOCs含量油漆如水性漆、高固份漆更有利于涂装废气的控制。

3 涂装工艺分类

3.1 喷漆

喷漆是将喷枪对准需要涂装的工件，使用压缩空气从喷枪中喷出油漆，油漆由液态发生雾化，随后在工件表面均匀涂覆。喷漆工艺是目前应用范围最广的涂装技术，同时污染也最严重。由于油漆通过压缩空气喷出，造成大量的漆雾漂浮在喷漆房中，漆雾中部分颗粒物沉降到地面或黏附在墙壁上。喷漆工艺的油漆上漆率较低约60~70%。

3.2 浸漆

涂件对于漆膜厚度均匀无较高要求时，可以采用浸漆工艺。浸漆工艺是首先把工件在油漆中浸没，随后取出用水淋去工件上多余的油漆，从而在其表面形成一层漆膜。浸漆工艺不会产生漆雾，但有机溶剂仍会挥发产生有机废气。浸漆工艺对油漆的利用率比喷漆高，约70%~80%。

3.3 辊涂或卷涂

该工艺是将蘸有油漆的旋转涂辊把油漆涂覆到工件表面，在工件表面形成一定厚度的漆膜。主要用于带材或薄板的涂装。存在有机溶剂的挥发。

3.4 帘涂/淋涂

帘涂是使工件连续通过涂料液幕（液幕不断下流）的涂装方法，主要用于薄板或带材的涂装，是油漆利用率最高的高速涂覆工艺。存在有机溶剂的挥发。

3.5 电泳涂装

电泳涂装是在外加电场作用下，使电泳液中悬浮的树脂、颜料、填料等微粒进行定向的迁移，最终沉积在基底表面（电极之一）的工艺。主要类型是“阴极电泳”，多用于自行车、摩托车、汽车等产品的表面涂覆。电泳涂装必须使用水性油漆等低VOCs含量涂料，因此电泳涂装的溶剂挥发量较小。

3.6 刷涂

刷涂是使用漆刷蘸油漆对待涂工件进行涂覆的工艺，主要用于工件边角、沟槽等狭小区域，作为喷漆等主要涂装工艺后的补漆，对涂料浪费较少，但无法保证漆膜的厚度均匀。

从过程控制的角度，应尽可能优先采用淋涂、辊涂、浸涂等较高涂装效率的涂装工艺，从而减少废气的产生及涂料的浪费。同时涂装和烘干等作业空间应封闭，保持门窗常闭，同时对废气进行收集处理。对于可以回收涂料的涂装设备及工艺，应设置涂料回收设施，实现涂料的循环利用，提高涂料利用率。

3 涂装废气来源及治理措施

3.1 涂装废气来源

涂装废气来源如下表：

表3-2 涂装废气来源一览表

3.2 涂装废气治理措施

3.2.1 喷漆漆雾处理措施

漆雾主要由颗粒物和少量有机废气组成。目前比较成熟的漆雾处理技术主要分为湿法处理技术和干法处理技术。

漆雾湿法处理技术主要有“水旋”、“水帘”、“无泵水幕” 、“油帘”、“水滤”等形式， 湿法处理的吸收液需定期更换，会产生废水，同时需要定期捞出油漆残渣。

干法漆雾分离装置是使用的是干式过滤分离装置分离漆雾。干法去除漆雾的方式主要有过滤式、静电分离式、惯性力、 离心力等。目前比较常见的是过滤棉过滤。干法处理过程会产生废弃的过滤吸附介质，如废过滤棉。

湿式治理措施会带来吸收净化废水的二次污染问题，干法治理措施会产生废过滤吸附介质，两者均有利有弊，但均为漆雾处理可行技术，如《排污许可证申请与核发技术规范 汽车制造业》表25汽车制造业废气污染治理推荐可行技术清单中喷漆工序颗粒物治理可行技术为“石灰粉过滤、纸盒过滤、化学纤维过滤”、“文丘里/水旋/水帘实施漆雾净化”等。

图3-1 干式过滤设备示意图

3.2.2 有机废气处理措施

油漆涂装有机废气的处理方法种类较多，且特点各异。目前，油漆涂装有机废气处理方法主要有以下几类：

1. 燃烧法：燃烧法是进行涂装废气处理的重要方法之一。油漆涂装产生的有机废气主要来源于油漆中有机溶剂的挥发，废气主要成分为苯、甲苯、乙苯等，具有可燃性，因此能够采用高温燃烧将废气中的有害有机物氧化为二氧化碳和水等无害物，实现无害化。

目前燃烧法主要有三种方式：催化燃烧、直接燃烧。

催化燃烧：利用燃气等燃料直接燃烧加热有机废气，在高温环境下，发生氧化反应，将有机溶剂分子氧化为水和二氧化碳。利用配套的多级换热装置将产生的高温烟气用于加热生产中所需的热水或空气，如热空气或水蒸气可用于活性炭脱附（前面有活性炭吸附预处理时），从而回收热能，有显著的节能效果。

直接燃烧：将有机废气直接进行燃烧净化，更彻底的破坏有机物，因此该方法处理效果更好。但由于这种方式的经济成本较高，处理废气量大的低浓度废气，使用直接燃烧法性价比较低。

图3-2催化燃烧示意图

（2）吸附法：主要包括活性炭吸和沸石吸附法。活性炭吸附法应用较为广泛，即采用活性炭纤维或多孔活性炭吸附有机废气，适用于间断的处理过程，对低浓度有机废气处理效果较好。活性炭吸附饱和后需及时更换，或利用热空气进行脱附再生。但是外界环境的温度和湿度等因素会影响活性炭的吸附能力，当周围空气湿度较高时，活性炭纤维会吸附空气中的水分子，导致其二次吸附能力的下降；当周围温度较高时，活性炭纤维的内部结构可能会受到不可逆的破坏，导致其吸附能力迅速下降，严重情况还可能引起火灾，增加环境风险。为避免空气湿度和温度对吸附效果的影响，也可以采用另一种吸附材料--沸石。沸石的内部构造和活性炭相似，但由于其稳定性比活性炭更强，更加适合吸附潮湿高温空气中的有机废气，对喷漆废气吸附效果更好。但是沸石的二次吸附能力弱于活性炭，使用寿命更短。因此从经济成本方面考虑，沸石吸附的成本更高。

（3）低温等离子法：低温等离子法是一种新型的有机废气氧化分解技术，开发应用时间较短。主要通过等离子体中的自由基、高能电子等活性粒子对有机废气中的气相分子进行氧化分解，从而减少污染物的排放量。适于处理风量大、组分复杂的有机废气。但由于其放电特性，有一定安全隐患，且现阶段低温等离子设备较为昂贵，因此应用受到限值。

（4）高级氧化法：高级氧化法是通过外界产生的强氧化基团照射产生将有机污染物分子氧化分解成二氧化碳、低分子化合物和水的一种技术。主要有微波催化氧化法、UV光氧化法、湿式催化氧化法、臭氧氧化法。高级氧化法具有除臭效率高，设备简单，运行成本低等特点，对涂装废气处理效率不高。

目前，根据《排污许可证申请与核发技术规范 汽车制造业》表25汽车制造业废气污染治理推荐可行技术清单中喷漆工序有机废气治理可行技术为“吸附+热力燃烧/催化燃烧”等、烘干有机废气治理可行技术为“热力燃烧/催化燃烧”等；水性涂料及低VOCs含量溶剂型涂料可采用UV光氧催化+活性炭吸附或活性炭吸附与其他处理工艺组合方式。

4 结语

本文首先强调了油漆涂装工序产生的废气组成以及危害，而后简要概述了涂装过程产生的颗粒物和有机废气的几种处理技术。根据实际情况，涂装企业应从源头削减--过程控制--末端治理的角度，选择合适的处理方法以达到涂装废气达标排放、减少污染物的产生及排放。

参考文献

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