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518彩网登录汽车零配件涂装过程VOCs排放特征与案

文章来源:admin 更新时间:2020-05-18

  北极星VOCs正在线讯:摘要: VOCs(挥发性有机物)现已被列为我邦大气情况范畴的重点污染物.跟着汽车零配件制作行业减排请求的提出,于2018年6月选用类型汽车零配件制作企业,采用美邦TO-15措施理会VOCs物种,采用FID(氢离子火焰检测器)对NMHC(非甲烷总烃)举办实测,理会汽车零配件涂装进程的VOCs排放特质.结果评释:①因为理会格式的差异,有机合排放的ρ(NMHC)比ρ(VOCs)高1.3~1.9倍,此中末了未安置VOCs处罚步骤的排气筒排放的ρ(NMHC)最高.②汽车零配件涂装进程排放的首要VOCs物种质地浓度占比范畴辨别为46.72%~98.33%(清香烃)、1.20%~52.90%(含氧VOCs),此中ρ(二甲苯)、ρ(苯系物)超标(DB 31/933—2015《大气污染物归纳排放准绳》)处境较为紧要.③未进入VOCs处罚装配前的VOCs物种构成与原辅料中VOCs物种构成同等,二者首要VOCs物种的质地分数大致相通,证实出产工艺的差异对VOCs的排放构成影响较小.④较量RTO(蓄热式热力燃烧装配)和活性炭吸附装配处罚VOCs前、后废气构成的不同挖掘,活性炭吸附装配处罚对VOCs排放的构成根本无影响,经RTO处罚后排放物种以清香烃和含氧VOCs为主,然则w(清香烃)和w(含氧VOCs)改变差异等,证实RTO对清香烃和含氧VOCs处罚效劳差异.商酌显示,为知足邦度对汽车零配件制作行业VOCs的减排请求,源流运用高固分涂料或水性涂料替换溶剂型涂料,优化进程网罗编制,巩固末了处罚技巧的净化成效、安详性安闲静性,是杀青汽车零配件制作行业全进程减排的要紧法子。

  我邦大部门地域正面对以PM2.5和O3为特质污染物的区域大气复合型污染[1-3],行动PM2.5和O3造成的前体物[4-6],VOCs (挥发性有机物)已被列为改正情况气氛质地的重点污染物.除了石油炼制和有机化工[7]外,工业涂装[8]、印刷[9]等溶剂运用行业对VOCs的功劳越来越受到合怀[10-14].另外,苯系物、醛酮类等VOCs还具有致癌、致畸、致突变效用,对人体矫健有要紧伤害[15-19].

  依照我邦汽车工业协会供给的数据理会,2017年汽车全部商场产量和销量辨别为2 901.54×104和2 887.89× 104辆,安全案例同比辨别延长3.19%和3.04%,汽车制作业及合连行业的VOCs排放必要合怀[20].依照《上海市2018—2020年情况守卫和设备三年动作策划的告诉》请求,到2020年汽车零配件制作行业VOCs排放量比2017年减少30%以上.目前,邦外里学者仍旧对北京市[21]、珠三角地域[22]、上海市[23]汽车涂装行业的排放特质举办商酌,挖掘清香烃(甲苯、二甲苯等)、含氧VOCs (丙酮、丁酮)为其首要排放物种,但针对汽车零配件涂装工艺合头排放特质的商酌还鲜睹报道.于是, 该商酌选用类型汽车零配件涂装企业举办VOCs样品搜集,理会样品中ρ(NMHC)(NMHC为非甲烷总烃)和ρ(VOCs),提出全进程减排步调,以期为汽车零配件制作业VOCs减排供给参考.

  该商酌选用类型汽车零配件涂装企业行动类型案例举办理会,企业产物为汽车保障杠,年产量约为45.9×104套,塑料件经前处罚编制新进入喷涂合头,出产合头及排污点睹图 1.

  外 1为部门企业原辅料运用处境.由外 1可睹,企业90%以上的原辅原料为油性漆料,首要VOCs组分为苯系物、酮类、酯类及少量轻芳烃溶剂.商酌[24-25]挖掘,采用水性涂料、高固分涂料等环保型涂料可大幅低重涂装进程中VOCs的排放量.大意企图:当采用w(VOCs)为30%的高固分涂料时,企业减排率可达33.4%;当采用w(VOCs)为30%的水性涂料时,企业减排率可达41%.均能抵达上海市对汽车零配件制作业30%的减排请求,于是推选采用源流替换格式举办减排.

  该商酌选用类型汽车零配件涂装企业并对其差异出产合头排放的VOCs发展样品源搜集,出产合头包含主动喷漆线(包含底漆喷涂、面漆喷涂、清漆喷涂)及烘干、手工底漆喷涂、自然冷却、涂装筑设珍惜及水洗产物(包含水洗排气、水洗烘干及水洗冷却).依照我邦HJ/T 397—2007《固定源废气监测技巧外率》[26]和HJ 732—2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》[27],运用真空箱、手持式手气泵和隔热枪等筑设将废气从企业有机合排放的排气筒抽气到新的Tedlar气袋(2 L,美邦LASTIC FILM公司)中待理会.样品均正在平常出产工况、末了处罚步骤运转平常时搜集,每个工艺进程均搜集3个平行样,共得回有用样品72个. 外 2为样品搜集和理会处境.正在主动涂装线喷漆进程包含底漆、面漆、清漆喷涂,爆发的VOCs采纳水幕漆雾捉拿编制,与烘干废气一齐网罗至RTO (蓄热式热力燃烧装配)举办处罚.另外,小部件及无法正在主动喷漆线中举办喷涂底漆的部件均正在手工底漆喷涂车间内已毕喷涂,经水幕捉拿网罗新进入活性炭吸附处罚.

  该商酌VOCs测试参照美邦情况守卫局推选的TO-15技巧措施.愚弄Entech7100型浓缩编制(美邦ENTECH公司)举办样品的低温预浓缩,采用日本岛津GCMS-QP2020气相色谱-质谱检测器联用举办VOCs物种定量理会.样品起初逐次进入3个冷阱:Module1为玻璃珠冷凝模块,首要去除VOCs中的水、N2和O2,设定的冷冻温度为-40 ℃, 解吸温度为10 ℃;Module1解析出的气体被送入Module2冷阱中,正在-50 ℃下富集浓缩于Tenax (二苯呋喃众孔齐集物树脂)吸附阱中,用来去除甲烷、二氧化碳和微量水,设定的解吸温度为220 ℃;Module2解析的样品被送入Module3冷阱中,该冷阱由空毛细管组成,设定的冷冻温度为-175 ℃[28],聚焦冷冻完毕后,Module3敏捷升温使冷冻正在毛细柱头的VOCs样品神速汽化,正在N2的吹送下,解析进入气相色谱的毛细柱取得离散并随新进入色谱检测器.

  该商酌选用60.00 m×0.32 mm×1.00 μm的SH-RXI-1MS色谱柱(日本岛津公司). GC柱箱采用五级措施升温:-35 ℃阻滞4 min;以10 ℃/min升至25 ℃, 阻滞1 min;然后以7 ℃/min升至130 ℃;以15 ℃/min升至220 ℃, 阻滞4 min.全程运转35 min,传输线 ℃.质谱前提:离子源温度为230 ℃;电离格式为电子轰击(EI),电离能为70 eV;采用全扫描格式举办扫描. VOCs定量的职业弧线采用美邦ENTECH公司PAMS和TO-15准绳气体的6点标气标线种VOCs物种,各物种的准绳弧线,评释VOCs定量结果具有较高的可托度.检出的VOCs物种如外 3所示.

  NMHC测试采蓄意大利Pollution公司PF-300便携式甲烷、总烃和NMHC测试仪,检测器为氢离子火焰检测器,服从等碳反应定律.仪器正在职业状况下,主机内的温度约为180 ℃, 基座(内含包着铂金的氧化铝小球)的温度约为300 ℃, 300 ℃下催修饰配把其他有机碳转化为二氧化碳和水(甲烷需正在900 ℃以上转化),将甲烷与总烃离开,当气体直接进入PF-300的主机时,总烃值被衡量.总烃与甲烷的差即为ρ(NMHC).实测理会时与VOCs的取样口正在统一名望.

  2.1 汽车零配件涂装进程差异出产工艺ρ(NMHC)、ρ(VOCs)和排放总量比拟理会

  图 2为汽车零配件涂装进程各出产合头排气筒出口的ρ(NMHC)和ρ(VOCs).由图 2可睹:各出产合头排气筒出口的ρ(NMHC)均比ρ(VOCs)高,ρ(NMHC)是ρ(VOCs)的1.3~1.9倍.自然冷却合头的ρ(NMHC)和ρ(VOCs)最高,此中,ρ(NMHC)为(260.50±13.03)mg/m3,ρ(VOCs)为(136.02±7.25)mg/m3;其次是涂装筑设珍惜和水洗排气合头.自然冷却排气筒出口的ρ(NMHC)高出DB 31/933—2015《大气污染物归纳排放准绳》[29]中划定的排放限值(70 mg/m3),涂装筑设珍惜和水洗排气排气筒出口ρ(NMHC)也不行平静达标,必要加众处罚步骤.其余,主动喷漆线及烘干和手工底漆喷涂排气筒出口的ρ(NMHC)和ρ(VOCs)均较低,ρ(NMHC)辨别为(46.72± 24.47)(25.96±4.90)mg/m3,ρ(VOCs)辨别为(12.14± 4.00)(6.54±1.83)mg/m3,首要是由于正在主动喷漆线及烘干和手工底漆喷涂车间末了辨别安置了RTO和活性炭吸附装配.其余,手工底漆喷涂车间的废气经末了安置的活性炭吸附装配处罚后,有时仍会映现超标情景,来因或许是活性炭退换量亏损或退换频次不敷.

  DB 31/933—2015中以ρ(NMHC)外征ρ(VOCs),故选拔ρ(NMHC)采用物料均衡法企图各合头排放总量.由外 4可睹,因未装备任何VOCs末了管束步骤,因而自然冷却、水洗烘干、涂装筑设珍惜3个出产合头的VOCs排放量最大,可睹末了管束步骤的运用对汽车零配件涂装行业VOCs减排具有踊跃事理.依照物料均衡道理,企图出VOCs无机合排放量为6.58 t,证实该类型汽车零配件喷涂企业仍存正在很众无机合逸散点或车间网罗编制必要优化.

  正在汽车零配件涂装样品中共检出48种VOCs物种,此中烷烃12种、案例网烯炔烃7种、清香烃16种、卤代烃6种、含氧VOCs 7种.差异喷涂合头排放的VOCs物种均以清香烃、含氧VOCs为主,这首要取决于原辅原料的运用.由于企业运用的涂料都是溶剂型涂料,因而涂料中w(二甲苯)、w(甲苯)、w(乙苯)较高. 外 5为差异喷涂合头排放VOCs物种的质地分数.由外 5可睹:正在差异喷涂合头中,面漆喷涂排放的VOCs物种中w(清香烃)(78.34%)最高,此中二甲苯占比为55.63%;底漆喷涂中w(含氧VOCs)(52.90%)最高,此中2-丁酮占比为50.28%;手工底漆喷涂车间内w(清香烃)达99.43%.因所运用的原辅料组分和稀释比例差异,导致差异喷涂合头VOCs物种质地分数有所不同.

  由外 5可睹,汽车零配件喷涂企业首要排放的VOCs物种为清香烃和含氧VOCs,此中w(清香烃)最高.依照DB 31/933—2015对有机合排放及车间外的苯、甲苯、二甲苯、苯系物4种VOCs特质污染物举办达标理会,a公司工作分析案例此中均未检出苯,但ρ(二甲苯)、ρ(苯系物)超标紧要(睹图 3).由图 3可睹:自然冷却排气筒出口超标处境最紧要,ρ(二甲苯)、ρ(苯系物)辨别高出DB 31/933—2015中划定准绳限值的1.9、1.4倍;主动喷漆线及烘干和手工底漆喷涂排气筒出口的特质污染物总共达标.为更好地评议车间废气的网罗处境,DB 31/933—2015中划定车间外ρ(NMHC)的准绳限值为10 mg/m3,实测主动喷漆线及烘干车间外ρ(NMHC)为(44.44±1.20)mg/m3,高出DB 31/933— 2015准绳限值的3.44倍.已知主动喷漆线及烘干车间密闭,设有新风编制,新风量为36 000 m3/h,车间全部排风网罗至RTO处罚,RTO出口风量范畴为16 800~32 000 m3/h,于是捕集率约为66%(尚未达90%),捕集率低是因为车间新风量与排风量紧要不配合,从而导致了实测车间外ρ(NMHC)超标.捕集率较低、厂区质地浓度超标评释NMHC无机合排放处境较量紧要,应对风量从头核实,518彩网登录并举办整改.其余,实测主动喷漆线及烘干车间外的ρ(甲苯)、ρ(二甲苯)、ρ(苯系物)也较高,DB 31/933—2015中仅划定了厂区ρ(NMHC)准绳限值,并未对特质污染物举办限值划定,提议以来的准绳拟订中琢磨厂区特质污染物质地浓度限值.

  外 6为未经末了处罚装配前首要VOCs物种构成与原辅原料首要VOCs物种构成比拟.由外 6可睹,未经末了处罚装配前首要VOCs物种构成与原辅料中首要VOCs物种构成特质同等,而且首要VOCs物种的质地分数大致相通,证实出产工艺的差异对VOCs的排放构成影响较小,首要与原辅料中有机溶剂的构成亲昵相合.

  差异的VOCs末了处罚步骤对汽车零配件喷涂行业VOCs物种的影响有彰彰不同. 外 7为经差异VOCs末了处罚装配排放的VOCs物种.由外 7可睹:经RTO处罚后,固然首要排放物种仍以清香烃和含氧VOCs为主,然则经RTO处罚后w(清香烃)和w(含氧VOCs)改变差异等,证实RTO对清香烃和含氧VOCs处罚效劳差异; 而进程活性炭吸附装配的VOCs物种无彰彰调度.经活性炭吸附装配后VOCs物种构成与莫梓伟等[30]商酌长三角地域喷涂行业VOCs排放特质同等.

  a) 因为理会格式的差异,各出产合头排气筒出口中的ρ(NMHC)比ρ(VOCs)高1.3~1.9倍,此中末了未安置VOCs处罚步骤的自然冷却合头有机合排放ρ(NMHC)最高,其高出DB 31/933—2015中准绳限值(70 mg/m3),提议优化网罗步调后正在末了填充VOCs处罚装配.

  b) 差异出产合头对VOCs排放构成影响不大,来因与原辅原料的运用相合.汽车零配件涂装行业排放的首要VOCs物种为清香烃,其占比为46.72%~98.33%,此中以二甲苯、甲苯、乙苯为主,特质污染物中ρ(二甲苯)、ρ(苯系物)超标(DB 31/933—2015)处境较为紧要;含氧VOCs占比为1.20%~52.90%,此中以丙醇、2-丁酮为主.主动喷漆线%,导致该车间外ρ(NMHC)超标(DB 31/933—2015)处境紧要,提议正在杀青主动化喷涂的根本上优化网罗步调低重车间外ρ(NMHC).其余,挖掘主动喷漆线及烘干车间外ρ(苯系物)较高,DB 31/933—2015准绳中并未划定厂区特质污染物质地浓度限值,管理会计案例康师傅提议正在以来准绳拟订中琢磨厂区特质污染物质地浓度限值.

  c) 进程差异VOCs末了装配处罚后,VOCs物种构成产生改变.未进入VOCs处罚装配前的VOCs物种构成与原辅料中VOCs物种构成同等,二者首要VOCs物种的质地分数大致相通,证实出产工艺的差异对VOCs的排放构成影响较小.较量RTO和活性炭吸附装配处罚VOCs前、后废气中VOCs物种构成挖掘,活性炭吸附装配处罚对VOCs物种的构成根本无影响,经RTO处罚后首要排放物种仍以清香烃和含氧VOCs为主,但w(清香烃)和w(含氧VOCs)改变差异等,证实RTO对清香烃和含氧VOCs处罚效劳纷歧.

  d) 依照企业近况,提议汽车零配件喷涂行业采用水性涂料、高固分涂料替换古板的有机溶剂型涂料, 进程优化网罗编制,从头核实风量,进步VOCs捕集率.当末了采纳活性炭吸附装配时,需端庄驾驭活性炭退换量和退换频次.针对喷涂、烘干废气温度高、浓度大的特性,提议企业正在末了RTO前加众沸石转轮吸附浓缩编制,以巩固全部处罚成效、热平静性、安详性,最终杀青汽车零配件制作业VOCs全进程减排.

  为外率挥发性有机物管束步骤运转收拾,提拔挥发性有机物管束技巧程度,上海生态情况局机合编制了《挥发性有机物管束步骤运转收拾技巧外率(试行)》。

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