1、LOW CARBON WORLD 2022/11工业涂装 VOCs 综合整治对策研究以福建某钢管企业防腐生产线为例林奕龙（福州市环境科学研究院，福建 福州 350001）【摘要】以福建省某钢管企业的防腐生产线为例，全面剖析工业涂装行业原辅料用量数据难获取、废气收集率低、治理设施水平落后、废气检测数据不符合逻辑、台账信息不完整等问题，从源头削减、过程控制和末端治理等角度进行思考，并提出相应的对策建议，以期为进一步推进挥发性有机物（VOCs）整治工作，提升VOCs治理能力提供思路。【关键词】VOCs；综合整治；废气收集；环境管理【中图分类号】X51【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2
2、022）11-0031-031背景近年来，我国部分城市逐渐形成以臭氧（O3）为主的区域复合型大气污染新格局1。研究表明，VOCs和氮氧化物（NOx）是形成 O3的重要因素，有针对性地控制 VOCs 的产生与排放是现阶段有效遏制 O3污染的重要途径之一2-3。目前，随着 关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知 大气污染防治行动计划 等政策的实施，VOCs 防治已经成为“十四五”期间的一项重要任务。福州市为减少 VOCs 排放，有效降低 O3污染，采取了多项整改措施，包括严格建设项目环评审批，推进重点行业实行 VOCs“一厂一策”，细化全过程管控要求，进一步落实精准减排。VOCs 大多来源
3、于石化、涂装、包装印刷等工业生产过程，其中工业涂装行业是较为典型的排放源之一4，占整个工业源 VOCs 排放量的 20%以上5。工业涂装行业产生的 VOCs 大多来源于原料中的有机组分，经过喷涂、加热烘干等环节，形成易于扩散的气态产物。目前，工业涂装行业涉 VOCs 污染主要体现在以下 3 个方面：源头方面。各企业、项目产品种类不同，生产使用的原料种类千差万别，原料的使用量也无法用统一的标准衡量，导致 VOCs 废气的产生量不稳定。过程方面。喷涂过程为间歇式作业，物料进出、生产启停、喷涂实施等过程产生的废气浓度不同，导致收集到的废气浓度不统一。末端治理技术方面。涂装行业 VOCs 废气一般为中
4、低浓度（喷漆房 100300 mg/m3、烘干房 1 0002 000 mg/m3）6，普遍使用销毁技术处理，但部分企业采用单一的光催化、光氧化技术，导致实际处理效果不理想。本文以福建省某钢管企业的防腐生产线为例，全面剖析 VOCs 整治过程中遇到的问题，从源头削减、过程控制和末端治理等角度进行深入思考并提出相应建议。2某钢管企业的防腐生产线VOCs综合整治现存问题2.1涉VOCs原辅料实际用量难获取有效数据因各生产单元使用的原料种类千差万别，各企业的 VOCs 排放特征也各不相同。近年来受多方面影响，该钢管企业的防腐生产线各环节未能达到最大负荷生产，以 2021 年为例，外防腐生产总额仅占理
5、论产能的 16%，内喷涂仅占 14%。该企业在产品方面记录了各品种的出货量，在原辅料采购方面统计了各品牌涂料、环氧粉末、胶粘剂、PE 颗粒等数量和总重量。然而，该企业并未细化各型号产品涉 VOCs原辅料的用量信息，导致 VOCs 产生量难以计算。同时，原辅料数据均为企业提供，经过与现场放置的物料进行比对，部分品牌的涂料和助剂的种类和数量存在不一致的情况，这也极大地影响了核查的准确性。2.2废气收集率较低整治前该企业存在多处无组织排放的情况，例如，直接在车间内进行钢管喷标，聚乙烯缠绕环节中废气集气罩的位置与产污节点距离较远，涉 VOCs 原辅料存储、调配、倾倒等环节未在封闭环境中进行等。同时，该
6、企业喷房存在较大的敞开式漏风处，钢管进入喷房交界处无封闭措施，现场风速仪显示风速均小于 0.3 m/s，喷房微负压效果差。通过物料衡算法计算，2021 年该企业 VOCs 产生量为 15.82 t/a。根据现场实测和实验室分析的方节能环保31DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.11.061LOW CARBON WORLD 2022/11法，检测得出废气治理设施进口污染物的产生速率，进而得出企业有组织收集的 VOCs 总量（以非甲烷总烃计）为 0.85 t/a，实际 VOCs 收集率仅为 5.36%，大量 VOCs 未经收集处理。2.3治理设施技术水平落后该企业涂装废气经收
7、集后，采用“干式漆雾颗粒净化+吸附氧化+光裂解冷燃烧废气净化”等多级处理的工艺。该钢管企业的防腐生产线中各污染物进出口浓度及去除率如图 1 所示，该设施的非甲烷总烃去除效率仅为 50%左右。根据设备厂家提供的技术参考资料和实际运行操作规范来看，吸附氧化+光裂解冷燃烧废气净化工艺实际上为“湿式细颗粒吸附+光催化”装置，仅有少量 VOCs 降解，且剩余VOCs 可能存在转移至液相吸收液后伴随细颗粒和水汽一同排出烟囱的风险。现有废气中多项污染物浓度已近于福建省 2018 年颁布实施的 工业涂装工序挥发性有机物排放标准（DB35/17832018）中的规定限值，收集改进后，该处理设施能否为更高浓度有机
8、废气处理需进一步评估判断。2.4废气检测数据不能反映真实排放现状企业定期委托有资质的第三方机构监测有机废气排放情况，以该数据作为环保执法的重要依据。然而，由于喷涂过程为间歇式作业，导致该行业现有检测数据缺乏有效性，主要问题表现为：工况不稳定，企业风机功率在检测与实际生产时设置有所变化。原辅料不一致，检测时使用含量较少甚至不含VOCs 的原辅料，造成废气进口浓度偏低。废气进出口数据与逻辑有偏差，可能存在出口浓度大于进口浓度、出口风量远大于进口风量等情况。2.5台账信息不完整进行 VOCs 整治前，该企业缺乏专班负责台账的管理工作，导致部分台账信息缺失。在原辅料方面仅记录了 VOCs 原辅料采购信
9、息，未进一步梳理原辅料使用时间和用量；生产设施管理信息未标注产品具体生产时间和订单完成时间；污染防治设施运行管理方面，未标注设备启停时间和运行时间，未有效统计吸附剂再生/更换周期和更换量、光催化灯管更换时间等关键参数。3促进工业涂装行业整治提升的思考及建议3.1构建产品产量与原辅料消耗量比例关系管控体系各企业生产过程中，产品与原辅料之间存在一定的比例关系，该关系可直接反映企业的实际生产状况，便于提高环保部门检查和执法的工作效率，但数据容易与企业的生产保密环节相互冲突，导致在核查过程中往往得不到准确的数据进行核对。企业应根据实际工作需要，建立并完善原辅料台账管理记录，以某一特定时间段或特定型号产
10、品为记录信息的台账管理体系，整合产品规格及生产量、原料采购量、原辅料消耗量等关键信息进行统计分析，最终汇总成可方便核查的台账记录，加强企业环保体系的管理。3.2有效提高废气收集率（1）落实“应收尽收”原则。坚持 VOCs 原料加盖并置于封闭环境，调漆、配料等过程尽量采用密闭的设备进行，确需人工处理的，应在封闭的操作室内完成，未来将储存室、调漆房和废料暂存间进行废气收集集中管控。对于企业特殊的生产环节，如喷标过程等，应从流程上进行优化，可转移至喷漆房内干化处理后进行。（2）改进收集方式，强化局部收集。优化喷漆房布局，单一生产线配单独的喷漆房，避免多生产线共用一个喷漆房，从而减少废气总量。针对喷涂
11、过程间歇式作业的特点，在物料进出喷房时，保持喷房处于图1该钢管企业的防腐生产线中各污染物进出口浓度及去除率污染物浓度/（mg m-3）污染物浓度/（mg m-3）废气去除率/%节能环保32LOW CARBON WORLD 2022/11技术方法类型原理适用情景优点缺点吸附法活性炭、碳纤维、沸石转轮利用吸附剂将气体混合物的某种或某几种组分积聚在吸附剂表面，从而完成分离低浓度低湿度条件下效果较好吸附饱和需更换吸附剂，不适用高浓度有机废气治理燃烧法热氧化炉高温条件下通过供给足够的氧气将 VOCs 氧化分解成二氧化碳和水等无机物高浓度处理比较彻底投资高、运行成本高催化反应器利用催化剂，在较低温度下将
12、VOCs 氧化分解中浓度处理比较彻底投资高、运行成本适中表1 VOCs吸附法和燃烧法比较微负压状态。在喷涂钢管内壁时，可考虑在管状末端设置局部集气罩，加强废气收集能力。3.3选择合适的治理技术工业涂装行业的 VOCs 具有大风量、中低浓度的特点，低温等离子、光催化、光氧化等技术已不适用于该行业的废气治理。表 1 为 VOCs 吸附法7和燃烧法8比较，对于大型高污染的企业，单一治理工艺难以稳定达标，宜采用多种技术的组合工艺。结合工业涂装行业废气治理现状和已有的经验，依据“吸附浓缩+燃烧清洁”的理论，对钢管生产、造船厂等大型防腐生产企业，可考虑采用“漆雾过滤+除湿+沸石转轮吸附+催化反应器/热氧化
13、炉”工艺进行废气治理9。3.4提升检测数据的有效性多数涉 VOCs 排放企业因废气收集率较低，工况与实际不符，导致实际检测失真。因此，改善基础检测环境，提升检测数据的有效性是十分必要的。（1）正常工况下进行废气采集与检测。现场采样与检测前，企业应提前制定当日生产状况备案表，废气检测机构应根据实际生产的台账记录情况，在正常生产状况下进行废气采样与检测工作，认真核对和剖析数据的合理性，包括风量、风速、废气进出口浓度、烟温、湿度等关键因素。（2）增加在线监测设备。在线监测设备有利于实时监控废气排放情况，在成功收集废气的基础上，规范烟囱检测口设计要求，实现对污染物的有效监控。（3）企业自主配备便携式检
14、测仪器。企业环保管理部门可自主配备便携式 VOCs 检测仪，将有机废气日常管理纳入企业工作任务之一，有助于及时了解污染排放状况。3.5加强环境管理能力VOCs 成分较复杂，不同行业、企业、项目的产排情况各不相同，从原料到产品各生产环节甚至可能存在 VOCs 转化的问题。因此，在治理过程中需要加强环境管理能力：精准梳理不同行业、具体企业VOCs 排放清单。加强区域管控，完善技术支撑。促进服务与环境管理模式相结合。4结语综上所述，福州市仍存在 O3污染的风险，针对VOCs 的综合整治工作仍需持续进行。针对工业涂装行业间歇式作业的特点，以及该行业大风量、中低浓度的废气特征，福州市采取了多项整改措施，
15、细化全过程管控要求。本文以福建省某钢管企业的防腐生产线为例，全面剖析 VOCs 整治过程中遇到的常见问题，并从源头削减、过程控制和末端治理等角度进行分析，提出科学合理、具备可操作性的对策建议，以期为今后进一步推进 VOCs 整治工作，切实提升VOCs 治理能力提供思路。参考文献1 LIU Y F,QIU P P,LI C L,et al.Evolution and variations ofatmospheric VOCs and O3photochemistry during a summerO3event in a countylevel city,Southern China J.Atm
16、ospheric environment,2022,272:118942.1-118942.14.2MAO J Y,YAN F H,ZHENG L M,et al.Ozone controlstrategies for local formationand regional transportdominantscenarios in a manufacturing city in southern ChinaJ.Scienceof the total environment,2021,813:151883.3 SUN J,SHEN Z X,WANG R N,et al.A comprehensivestudy on ozone pollution in a megacity in North ChinaPlain during summertime:observations,source attributionsand ozone sensitivity J.environment international,2021,146:106279.4 孟凡飞，王海波，刘志禹，等.工业挥发性有