涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層，是產(chǎn)品表面保護和裝飾采用的最基本的技術(shù)手段。涂裝工藝可以簡單歸納為：前處理→噴涂→干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化（磷化）工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求，除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝，也在不同行業(yè)的不同部門按需擇用。
隨著涂裝技術(shù)的飛速發(fā)展，涂裝自動化生產(chǎn)有了明顯的進步，靜電噴涂、電泳涂漆、粉末噴涂技術(shù)得到了應(yīng)用推廣。但是，目前涂裝所采用的還都是屬于有機溶劑型涂料。
根據(jù)涂裝生產(chǎn)工藝，涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：前處理過程中產(chǎn)生的粉塵或酸霧，噴漆時產(chǎn)生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發(fā)時產(chǎn)生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發(fā)性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產(chǎn)線上，其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發(fā)生源。
２.涂裝廢氣處理措施
涂裝廢氣的治理可分為防、治兩條途徑。防主要是減少廢氣的排放，治主要是對不可避免的排放氣體進行凈化治理。
2.1減少廢氣排放
2.1.1源頭控制，減少有機溶劑的使用
為了減少涂裝過程中的廢氣排放，可從源頭著手，不用或少用含有有機溶劑的涂料，如采用粉末涂料、水性涂料、高固體成分涂料等。粉末涂料不使用有機溶劑，涂裝過程中除產(chǎn)生涂料粉塵外，基本上不排放有害廢氣，因此，近年來發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍大幅增加。水溶性涂料和高固體成分涂料同樣可有效減少涂裝過程中的有害廢氣排放，是涂料行業(yè)的發(fā)展趨勢。在涂裝過程中，選擇高固體成分涂料或不用有機溶劑的涂料，雖然涂料價格較貴，但卻減少了有機溶劑的排放，降低了廢氣處理的難度和處理設(shè)施的規(guī)模，符合清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的要求。
2.1.2提高涂料利用率，減少使用量
在涂裝生產(chǎn)中，噴涂是常用的方法。但噴涂產(chǎn)生的漆霧較多，涂料會以漆霧形式揮發(fā)到空氣中。
涂覆效率受到很多因素的影響，涂裝大面積工件時，這些涂裝方法的涂覆效率都很高。但只有大容量低壓空氣噴槍（HVLP）和靜電噴涂才能滿足60％的涂裝效率。另外，采用機械手噴涂和旋轉(zhuǎn)霧化方式，都能夠提高涂料的利用率。
2.2排放廢氣的治理
對于涂裝排放的廢氣，可采用適當?shù)姆椒ㄟM行凈化治理。凈化治理存在兩條途徑，一條是將廢氣中的有機溶劑回收利用，另一條是將廢氣中的有機溶劑分解為CO2和H2O。
2.2.1有機溶劑的回收利用
涂裝過程中產(chǎn)生的漆霧和揮發(fā)的有機溶劑，可進行回收利用的主要是有機溶劑�；厥辗椒ㄓ谢钚蕴课椒�、液體吸收法和冷凝法。
（1）活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積（500-1200m2／g）大，具有優(yōu)異的吸附性能，使有機溶劑蒸氣吸附其表面，當加熱烘干吸附介質(zhì)時，被吸附的氣體解析出來，經(jīng)冷卻成為液態(tài)，再經(jīng)分離達到回收溶劑的目的。
活性炭吸附法，需設(shè)置過濾器和冷卻器進行預(yù)處理，除去廢氣中的漆霧，并將廢氣降低至適當?shù)臏囟龋员ＷC活性炭不被堵塞，不會因廢氣溫度過高而導致燃燒。由于活性炭吸附有機溶劑后，其吸附力將逐漸降低，為了保證吸附效率，需要脫附，使活性炭重新恢復(fù)活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法，脫附后的混合氣體進入冷凝器冷卻成液體，再進入分離器，使溶劑和水分離，達到回收溶劑目的，而分離水需經(jīng)處理后才能排放。當前，活性炭吸附法有了新的發(fā)展，即以活性炭纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭，其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內(nèi)也出現(xiàn)了以活性炭纖維（ACF）作為吸附介質(zhì)，回收有機溶劑的裝置。對于回收的溶劑有兩種利用方法：重新分餾利用或燃燒產(chǎn)生熱量。前者要視企業(yè)自身情況，可增加設(shè)備，自行分餾利用或委托溶劑生產(chǎn)廠家分餾利用。
后者需要在設(shè)備中增加催化燃燒室及熱風循環(huán)系統(tǒng)，將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒，并為設(shè)備的運行提供能量，因此不再需要蒸汽脫附有機溶劑，并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。
現(xiàn)在國際上最新的發(fā)展，是采用活性炭纖維布（ACFC）作為吸附介質(zhì)，通電加熱脫附回收有機溶劑。
這種方法具有的優(yōu)點：有機溶劑在固相和流體相之間的質(zhì)量轉(zhuǎn)移快，比粒狀活性炭快2-20倍；ACFC使用壽命長；ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附，因而操作和維護簡便，脫附的有機溶劑不需要除水，可以直接應(yīng)用，并且不存在廢水處理問題。
（2）液體吸收法是以液體作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達到凈化的目的。液體吸收法的關(guān)鍵是吸收劑的選擇。一般采用水作為吸收劑來處理水溶性涂料廢氣，采用柴油吸收涂裝生產(chǎn)烘干過程的有機溶劑廢氣。水作為吸收劑，存在廢水處理的問題，柴油作為吸收劑，因其本身易揮發(fā)、易燃，存在二次污染和安全風險，并且再生和處理也存在一些問題。因此，液體吸收法的應(yīng)用不廣泛。
（3）冷凝法是通過采用低溫，使有機物組分冷卻至露點以下，進行液化回收。其適用于處理高濃度廢氣，特別是含有害物單純組分的廢氣；可作為燃燒與吸附凈化的預(yù)處理；可處理含有大量水蒸汽的高溫廢氣。該法所需設(shè)備和操作條件比較簡單，回收物純度高，但是，對廢氣的凈化程度受冷凝溫度的限制，要求凈化程度高，或處理低濃度廢氣時，需要將廢氣冷卻到很低的溫度，經(jīng)濟上不合算。
2.2.2有機溶劑分解
是指把有機溶劑分解成CO2和H2O。分解有機溶劑的方法有燃燒法、催化燃燒法、紫外線－臭氧法和微生物分解法。
�。�1）燃燒法：采用燃燒法處理涂裝廢氣時，當廢氣中混合溶劑的濃度較高時，從安全考慮，需用空氣稀釋到混合溶劑爆炸下限濃度的1／4-1／5，才能進行燃燒處理。燃燒法需將含有的有機溶劑廢氣加熱到700-800℃，使其燃燒或氧化分解為CO2和H2O。廢氣在燃燒室停留0.5-1.0s，碳氫化合物等廢氣在較高溫度下完全燃燒，同時產(chǎn)生光化學煙霧物質(zhì)NOx。NOx的產(chǎn)生與燃燒品種、燃燒溫度、裝置結(jié)構(gòu)和燃燒時所需空氣量有關(guān)，其中最重要的是燃燒溫度。為避免產(chǎn)生大量的光化學煙霧物質(zhì)NOx，燃燒溫度應(yīng)控制在800℃以下。
廢氣經(jīng)燃燒處理后可達標排放。由于燃燒后的氣體溫度達500-600℃，可設(shè)置熱交換器，將熱能回收利用于廢氣燃燒前的預(yù)熱，以減少燃料用量。或者將廢氣用于發(fā)電，如福特汽車公司引進了吸收涂料VOC發(fā)電設(shè)備，用以吸收涂裝車間揮發(fā)的有機溶劑作為發(fā)電能源。
（2）催化燃燒法是將含有機溶劑的廢氣加熱到200-320℃，然后和催化劑接觸，進行無火焰的催化燃燒，生成CO2和H2O。催化燃燒的技術(shù)性較強，在選擇催化溫度前，必須了解有機廢氣中的有機成分，否則很容易造成不完全氧化，使有機溶劑的微粒吸附在催化劑載體表面，久而久之，使催化劑的活性下降，影響凈化率。其實，只要控制得當，這種現(xiàn)象完全可以避免。
用于催化燃燒的催化劑，以貴金屬Pt、Pd最多，還有稀土金屬催化劑。
�。�3）紫外線－臭氧法：紫外線－臭氧法的優(yōu)點是，氧化過程中不產(chǎn)生CO和NOx，而且可以同時除去漆霧顆粒和有機溶劑，但其缺點是設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)臭氧的成本高、需要處理吸收用水，而且不適合廢氣排量大的場合。
�。�4）微生物分解法：微生物分解法已經(jīng)在減少臭味和除去一些有機溶劑上得到成功應(yīng)用。
其優(yōu)點是，不產(chǎn)生NOx，而且處理過程中消耗的能量很少，但該法需要的空間大、微生物處理系統(tǒng)維護比較復(fù)雜。
3.結(jié)語
通過采用新型涂料、減少有機溶劑用量、提高涂料利用率、減少涂料使用量，可以減少涂裝廢氣的排放。涂裝廢氣治理時，針對有機溶劑的回收利用或分解，可分別采用活性炭吸附法、液體吸收法、冷凝法、燃燒法、催化燃燒法、紫外線－臭氧法、微生物分解法。上述方法中，各有各的應(yīng)用特點，其中，活性炭吸附法、催化燃燒法、燃燒法、吸收法應(yīng)用較多。實際應(yīng)用中，還可采用幾種方法的組合，使廢氣治理取得更好的效果。 |
