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為推進佛山市典型行業污染治理工作，引導企業開發、使用先進的治污技術，助力企業提升環境管理水平，佛山市生態環境局特在“佛山生態環境”公眾號開設【典型行業治污技術】欄目，對典型行業工藝規范化管理、先進技術和典型案例進行宣傳展示，供相關行業企業學習借鑒。
為削減VOCs的產生和排放，打好藍天保衛戰。佛山市生態環境局組織編制了《佛山市金屬涂裝企業清潔生產指南(VOCs 專項)》，分析了佛山金屬涂裝的基本情況，結合佛山企業生產的特點，提出金屬涂裝生產中減少VOCs的清潔生產途徑。
本期，環境君帶大家一起了解家電五金行業涂裝工藝，以及企業如何在生產各環節中減少VOCs的產生與排放。
家電五金行業
家電產品以塑料和五金(鋼、銅、鋁以及鋁合金等等)作為主要原材料，生產涂裝過程會產生一定量的VOCs。
生產工藝
01 漆噴涂工藝
漆噴涂有油性漆噴涂和水性漆噴涂，噴涂、流平和烘干工序有VOCs釋放。
02 粉末噴涂工藝
在家電五金件涂裝中，粉末噴涂產品質量較優于漆噴涂。粉末噴涂的加工成本也高于漆噴涂。在噴粉工序產生的廢氣主要是顆粒物，固化工序有少量的VOCs。
03 絕緣漆涂裝工藝
在電機生產中，絕緣漆封閉了定子或轉子的表面而達到絕緣。絕緣漆封閉定子或轉子表面的方法有漆浸泡工藝和滴漆工藝兩種。絕緣漆浸泡工藝中，漆浸泡和烘干兩個工序排放出的VOCs量較大。
目前，在定子或轉子絕緣漆封閉中采用較多的是絕緣漆浸泡工藝。還有一部分是采用絕緣漆滴漆工藝。
在絕緣漆滴漆工藝中，絕緣漆是通過滴漆機將絕緣漆滴到定子或轉子的表面，并使其完整地覆蓋定子或轉子的表面。
滴漆工藝中，VOCs產生量和排放量較大的工序是絕緣漆滴漆和烘干。兩種涂裝工藝對比，滴漆工藝VOCs產生量和排放量較浸漆工藝少。
原輔材料
01 漆噴涂原輔材料
用于家電五金件漆噴涂種類有水性漆、油性漆、水性氟碳漆、油性氟碳漆和有機硅漆等。
油性漆的VOCs含量較大。在油性漆中，VOCs含量也有較大的差異。例如，用于風扇的油性漆VOCs含量最大，而用于其他產品的油性漆VOCs含量較小。
在進行漆噴涂時，VOCs的產生和排放不僅來源于漆的組成，也來源于溶劑、固化劑等輔料。
使用不同的漆就需要使用不同的溶劑。而不同的溶劑VOCs含量差異較大。當使用不同廠家的原材料時，所使用的溶劑也不同，所含VOCs的量也不同。
在VOCs含量較大的原材料中，VOCs的產生量不僅與有機揮發物的含量有關，也與有機揮發物的沸點高低有關。沸點高的有機物在低溫時揮發量較小，而沸點低的有機物在同樣條件下揮發量較大。
02 粉末噴涂原材料
粉末噴涂的原料是粉末涂料。粉末是一種含量為100%固體，不含VOCs。在使用過程中不需要添加溶劑或固化劑等輔料。由于粉末噴涂過程中，噴粉會產生顆粒物，固化時因高溫會釋放出少量的有機物或異味。
03 絕緣漆
絕緣漆是電機定子和轉子涂裝的原材料。絕緣漆是一種絕緣保護材料，用于在電機的鐵心和線圈之間形成高阻抗絕緣層，以防止電流泄漏，并保證電機的正常運行。
VOCs治理狀況
01 水性漆噴涂和粉末噴涂廢氣處理
從水性漆、粉末涂料成分和輔料的成分可知，運用水性漆和粉末噴涂工藝所產生的VOCs量較少，同時，大多數采用自動化噴涂生產線，可以做到全密閉的收集。
在噴漆和噴粉時收集的廢氣溫度較低，可不降溫。但廢氣中含顆粒物或漆霧較多，需要用水噴淋除去顆粒物和漆霧。經過水噴淋后要進行脫水或干燥處理，最后用二級活性炭或多級活性炭吸附的方式處理。
在烘干或固化時產生的廢氣溫度較高，含有少量的顆粒物和VOCs。當烘干廢氣和固化廢氣溫度大于等于40℃時，必須降溫。可以用水噴淋降溫，同時除去部分顆粒物或VOCs。經過水噴淋后，廢氣需要脫水或干燥，最后用活性炭吸附處理。廢氣在使用活性炭吸附處理時，都要注意活性炭的型號、活性炭的填裝量和及時更換活性炭，以保證處理效果。
02 油性漆噴涂廢氣處理
家電五金件在油性漆噴涂時，常使用連續式自動噴漆生產線。油性漆噴涂產生的廢氣也分為噴漆廢氣和烘干廢氣，噴漆廢氣和烘干廢氣的溫度相差較大，要分別進行預處理。
油性漆所含VOCs量較大，經過預處理的廢氣不宜使用活性炭吸附，采用沸石分子篩吸附+催化燃燒/蓄熱燃燒相結合的工藝較好。
03 氟碳漆和有機硅漆噴涂廢氣處理
氟碳漆和有機硅漆在噴漆時產生的噴漆廢氣溫度較低，多為常溫，主要污染物為顆粒物或漆霧。污染物的濃度因產品和工藝的不同變化較大。噴漆廢氣的預處理有水噴淋和脫水或干燥。在實際工作中，經過預處理的噴漆廢氣有用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理，也有用二級或多級活性炭吸附處理。關鍵是看預處理后噴漆廢氣中VOCs的濃度。
烘干廢氣的溫度較高，需要降溫，可以用水噴淋降溫。水噴淋后的廢氣要脫水。經過預處理后的烘干廢氣，依據企業實際情況，可以采用活性炭吸附處理，也可以用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理。
04 絕緣漆涂裝廢氣處理
電機定子或轉子使用絕緣漆涂裝時，有以下情況：
①使用水性絕緣漆時，不論是浸泡工藝或滴漆工藝，預處理后的廢氣VOCs濃度較低時，可以用活性炭二級或多級吸附處理；當預處理后的廢氣VOCs濃度較高時，要用沸石分子篩吸附+催化燃燒處理或蓄熱燃燒處理。需要注意的是，進入活性炭吸附的廢氣溫度要低于40℃，廢氣溫度過高時不能直接進入活性炭吸附層，必須降低溫度。
②使用油性絕緣漆時，尤其是使用浸泡工藝，廢氣中VOCs的濃度較大，應用沸石分子篩吸附+催化燃燒或蓄熱燃燒處理工藝。
05 其他廢氣處理
家電五金件使用手工噴漆或噴粉時，廢氣收集難度增大，同時，收集到的廢氣所含VOCs的濃度較低。在這種情況下，要加強廢氣的收集。
家電涂裝清潔化生產途徑
一、綠色產品設計
01 用塑料代替金屬
隨著工程塑料的質量提高，產品價格下降，具有多種加工的方式以及部分塑料還可以重復使用，致使用塑料代替金屬做家電五金件的原材料的可能性增大。在塑料代替金屬過程中，通過使用塑料色母粒，加工后的塑料件不需要再做涂裝或上色，顯著地減少VOCs的排放。
02 更換成其他的材料
用不銹鋼、氧化鋁或陶瓷等其他材料代替金屬制備家電配件，可以省去或刪去表面噴涂的工序，減少生產過程含VOCs原材料的消耗。
03 用電化學方法做表面處理
用電化學方法對家電五金件進行表面處理，改變涂裝的方法，也是通過產品設計達到減少VOCs的使用和排放的目的。
04 用塑料或紙張貼
隨著粘合劑技術的發展，對于部分涂裝質量要求不高的家電五金件，使用印刷好圖形的塑料膜或紙張粘貼在家電五金件表面，取代涂裝工序。
05 用粉末噴涂產品代替油性漆噴涂產品
用粉末噴涂產品取代油性漆噴涂產品，是具有明顯VOCs減排的效益。在實際工作中需要考慮生產設備、生產流程以及成本等因素。若能滿足成本要求，同時，設備和工藝具有可行性，應該用粉末噴涂產品替代油性漆噴涂產品。
二、原輔材料的改進與選擇
01 用水性漆代替油性漆
水性漆替代油性漆不僅可以減少漆中的VOCs含量，還減少溶劑和有關助劑所產生的VOCs量。油性漆與水性漆最大的區別是在溶劑。水性漆以水為溶劑，而油性漆是以有機物為溶劑。水與有機物的VOCs含量差異很大。在滿足產品性能的情況下，應優先選用水性漆。
02 使用含沸點較高有機物的原材料
在油性漆噴涂中，可能用到多種含有機物的原材料，例如，油性漆、溶劑等。使用含高沸點有機物的原材料將會有利于減少VOCs的產生和排放，尤其是在低溫固化和烘干的情況下。
三、改進生產工藝與裝備
01 低耗量工藝研發
低耗量工藝是指生產中原輔材料消耗量較小的工藝。研發的方向主要有：
①在滿足產品性能的情況下，盡可能減少噴涂的膜厚。減少噴涂的膜厚就是減少原輔材料的消耗量，有利于減少VOCs的產生和排放。
②減少噴涂和烘烤的返工率，提高噴涂工藝一次成功合格率。減少返工量將減少原輔材料的消耗量，也減少VOCs的排放量和產生量。
③根據工件大小和涂裝要求，合理設置工藝參數，包括噴涂距離、噴嘴類型、噴涂速度、涂料流量、噴頭角度等等。
④根據產品情況，采用自動噴涂+人工噴涂相結合方式。
02 提高噴漆或噴粉的自動化程度
人工手動操作噴漆或噴粉都會增大原材料消耗，容易產生VOCs的無組織排放。對于不適合使用自動化噴漆或噴粉生產線的產品，可以運用機械手操作，建設容易調節、適應間歇式生產自動化噴漆或噴粉工段，提高生產效率，減少VOCs的排放。
03 做好噴涂生產參數的確定和控制
由于家電五金件的體積小，涂層薄。噴涂的工藝參數以及對工藝參數的控制直接影響到家電五金件的噴涂質量。要認真確定工藝參數和嚴格控制工藝參數，否則，不僅影響產品質量和生產效率，增加VOCs的排放，還會導致生產成本上升。
四、生產環境清潔化
01 提高原輔材料稱量、配料和輸送自動化水平
提高原輔材料稱量、配料和輸送自動化水平可以減少人為的失誤，提高稱量的精度，減少配料和輸送過程的無組織排放，有利于減少VOCs的產生和排放，提高生產效率。
02 提高自動化噴涂生產線的密封度
提高自動化噴涂生產線的密閉性可以減少VOCs的無組織排放，有利于廢氣的治理。對已投入生產多年的自動化生產線要進行維修，做好保養，堵塞漏洞，必要時要改造，進一步提高生產線的密閉性。
03 優化原輔材料存儲的環境
存儲家電五金件含VOCs涂裝原輔材料的房間必須是全密閉式的，要嚴格控制庫房的溫度。部分原輔材料，例如，油性漆所使用的溶劑，特別是含VOCs的量較大、較多還是沸點較低的溶劑的存儲環境要做好控制。
五、強化VOCs治理
01 加強活性炭使用管理
在家電五金件的涂裝生產中，有一部分是用活性炭吸附工藝治理。活性炭吸附處理工藝的成效與活性炭的管理關系十分密切。活性炭管理包括活性炭的選型、活性炭的更換以及控制進入活性炭吸附前含水率和溫度的控制等。目前，活性炭管理主要的還是靠人工。因此，需要加強對員工的培訓和管理。
02 做好廢氣收集和預處理
在家電五金件的涂裝中，各個工序產生的廢氣性質有較大的差別。為了提高廢氣治理的成效和降低廢氣治理的成本，要做好廢氣的分質收集和預處理。經過預處理后的廢氣可以合并統一處理。
03 熱能的回收和利用
在采用催化燃燒/蓄熱燃燒廢氣治理工藝時，燃燒時產生的熱量是一種能源。在廢氣治理工藝設計時就要考慮燃燒熱量的回收和利用。燃燒熱量的回收利用不僅可以改善環境，還可以降低生產成本，提高企業的經濟效益。
典型案例
案例企業屬于小型或微型電機的生產企業，生產的小型或微型電機是與我國和國際著名家電生產企業配套的。
該企業在定子浸漆生產中，17條生產線改為使用水性絕緣漆，只留下1條生產線使用油性絕緣漆。
從表可見，水性漆取代了油性漆后，由原材料帶入的VOCs的量減少了80.52%，效果顯著。
該電機生產企業從以下幾個方面做好生產環境控制：
①企業設有獨立的油漆存放場所，未用及未用完的油漆密閉儲存。
②企業設有調漆房，調漆房為全密閉并設有廢氣收集處理系統，與環保處理設施連接，調漆房廢氣經環保設備處理，調好漆后通過集中供漆系統，通過密閉管道輸送到每臺浸漆生產線。
③浸漆線上料和下料為開放式，上料口保持負壓狀態，浸漆、滴漆、烘干為全密閉的自動化連續式的作業。滴漆通過收集通道回流至浸漆池，廢氣排至VOCs廢氣收集處理系統。
④廢漆桶、廢擦機布等含VOCs的危險廢物，分類放置于貼有標識的容器內，保持密閉，并及時轉運、處置。
該企業優化廢氣治理工藝，廢氣經預處理后，用沸石濃縮轉筒+RTO 治理工藝。
該方案實施前，廢氣處理效率為70%；方案實施后，廢氣處理效率提高到95%。實施了該方案，廢氣處理效率提高了25%。
來源|佛山市生態環境局
整理|佛山生態環境微信編輯小組
原標題：家電五金行業VOCs治理的5個途徑！
