汽車VOC現(xiàn)狀及減排措施王錫春.ppt

2015年10月,汽車涂裝VOC現(xiàn)狀及其減排措施 一汽 王錫春 李文剛,2015汽車涂裝技術交流會(重慶）,2015汽車涂裝技術交流會,2,內 容 前言 一、VOC的定義及其檢測方法 二、汽車涂裝VOC的相關環(huán)保法規(guī) 三、關于修訂汽車涂裝VOC排放限值及評價方法的建議 四、涂料耗用量和VOC排放量的計算 五、VOC減排技術措施 六、結束語,2015年汽車涂裝技術交流會,3,前言,我國連續(xù)6年成為全球第一的汽車產(chǎn)銷大國（2014年我國生產(chǎn)汽車2372.29萬輛，銷售汽車2349.19萬輛。汽車工業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟的重要支柱?？墒菍ζ囍圃斓耐垦b公害（VOC、CO2、廢水和廢棄物等污染物）的防治關注不夠。VOC、CO2排放量遠高于國際當前平均水平。當今70%的汽車廠的涂裝線的VOC排放量仍100g/m2 。 我國涂料產(chǎn)量2014年1648.19萬噸，有機溶劑型涂料約占60%左右。 美國有機溶劑型涂料僅占40%左右，日本占3540%，德國僅占30%。 按2014年涂料產(chǎn)量和涂裝工藝用（調漆、清洗）VOC量估算涂料涂裝行業(yè)產(chǎn)生的VOC量約600800萬噸/年，并且95%以上是在涂裝過程中排放，污染環(huán)境和大氣。,2015年汽車涂裝技術交流會,4,一、VOC的定義及其檢測方法 VOC（揮發(fā)性有機化合物）其定義、標準和檢測方法在各國（地區(qū)）有所不同。 我國涂料行業(yè)的定義：在101.3Kpa標準大氣壓下，任何初沸點250的有機化合物。 在涂裝領域VOC產(chǎn)生源來自以下幾方面： 所選用涂料中所含的VOC量； 涂裝工藝所用（調漆、清洗）的有機溶劑； 涂膜烘干固化過程中產(chǎn)生的低分子有機化合物的失重（即加熱減量）。,2015年汽車涂裝技術交流會,5,VOC的檢測方法： 基本是熱失重法和氣相色譜法兩類。 我國涂料申請免消費稅產(chǎn)品的VOC檢測方法： 可任選以下三種檢測法之一 GB/T23985-2009色漆和清漆揮發(fā)性有機物（VOC）含量的測定-差值法 GB/T23986-2009色漆和清漆揮發(fā)性有機物（VOC）含量的測定-氣相色譜法 涂料產(chǎn)品國家國家標準或行業(yè)標準中規(guī)定的檢測方法 按涂裝行業(yè)的實況，作者認為測定原漆和施工狀態(tài)下涂料的揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量，采用熱失重法（差值法），即測定涂料中不揮發(fā)物（NV或固體份）含量方法較實用，可操作性好。,2015年汽車涂裝技術交流會,6,二、與汽車涂裝VOC相關的環(huán)保法規(guī) 在歐美早在上世紀九十年代就制定大氣凈化法（CAA：Clean Air Act）環(huán)境保護法，排放防止法（TA-Lult），規(guī)定了限制VOC排放標準和VOC減排目標值（見表1、表2）。,表1 美國汽車涂裝工程VOC排放限值,2015年汽車涂裝技術交流會,7,表2 歐盟（EU）汽車涂裝總VOC排放界限值,注：摘自理事會指令1999/13/EC（歐盟）（1999年3月）。 當新的轎車車身涂裝的溶劑耗量低于上表中的值場合，參照轎車修補涂裝部分。,2015年汽車涂裝技術交流會,8,德國的VOC排除限制值：1985年現(xiàn)源為45g/m2；新源為35g/m2，到2000年現(xiàn)源和新源都要達到35g/m2 。 2000年日本汽車工業(yè)協(xié)會自主限制VOC排放量60g/m2；2005年5月日本政府頒布修訂的大氣污染防治法和189號政令，限制VOC排放濃度：汽車制造（涂裝）噴涂設備排風機（排風能力10萬m3/h以上）排出VOC的基準，原有的700ppm，新設的400ppm。 從表1、2可看出，當初國外在制定VOC排放限值時考慮到現(xiàn)有涂裝線、新建涂裝線、時段、污染物質的年排放量、汽車的產(chǎn)量和車型等諸多因素，國內在制定VOC排放限值時也考慮了上述因素，還增加了涂層組成和地區(qū)等因素,2015年汽車涂裝技術交流會,9,在中國與汽車涂裝VOC相關的環(huán)保法規(guī)有HJ/T 293-2006清潔生產(chǎn)標準-汽車制造業(yè)（涂裝），其規(guī)定的VOC限值。2007年以來部分省市起草制定的汽車制造清潔生產(chǎn)-涂裝VOC排放標準和2015年1月26日國家財政部與稅務局聯(lián)合發(fā)布“關于對電池、涂料征收消費稅的通知”。,表3 汽車清潔生產(chǎn)的VOC產(chǎn)生量指標（g/m2）,2015年汽車涂裝技術交流會,10,表4 國內汽車制造清潔生產(chǎn)-涂裝VOC排放標準（限值g/m2）,注：北京市20132017年清潔空氣行動計劃的限值。 表中（ ）為征求意見稿或過時標準中的限值。 時段：北京：2010年前，2012.1.1起，新源按第時段標準執(zhí)行。 廣東：2012年前，2013.1.1起，VOC限值20g/m2. 江蘇省：2014年前，2015.1.1起 重慶市征求意見稿，分一、二類地區(qū)，設不同VOC限值。,2015年汽車涂裝技術交流會,11,上述國內外VOC排放限值標準，除德國和天津市規(guī)定的VOC排放限值外，其他都存在限值指標過多，考慮的因素過多（可操作性差）。 車身的總涂裝面積是以電泳涂裝打底面積為基準，而中涂、底色漆、罩光清漆的噴涂面積分別占車身總涂裝面積的15%和20%左右，因此當按車身總面積（電泳涂裝面積）計算VOC排放量時，可不考慮35層的多涂層涂裝面積，實際上相當于兩層涂裝（2C2B），涂層平均厚度50m左右。 現(xiàn)今汽車車身（包括轎車車身、駕駛室、貨箱、客車車身等）等涂裝工藝趨向同質化。如商用車駕駛室涂裝工藝轎車化，其VOC排放限值和乘用車車身差別不大。 另外，VOC對大氣污染是無邊界的，隨風漂移，甚至是跨國性的，不宜按區(qū)域劃分。,2015年汽車涂裝技術交流會,12,三、關于修訂汽車涂裝VOC排放限值及評價方法的建議 從國內外發(fā)展趨勢來看，環(huán)保壓力不斷增大，VOC排放限值越來越小，要求不斷減少VOC的使用和排放。歐洲今年建成的綠化涂裝車間的VOC排放量由傳統(tǒng)的水性涂裝工藝（4C4B）的30.8g/m2，經(jīng)采用更綠化的涂裝工藝技術及用材后的VOC排放量降低到10g/m2 。 在今年3月的兩會上，李克強總理說：“環(huán)境污染是民生之患，民心之痛，要鐵腕治理”，習近平主席強調：“對破壞生態(tài)環(huán)境的行為，不能手軟，不能下不為例”。筆者理解為對大氣污染問題，要重拳出擊，“”容忍。 年初涂料消費稅的出臺和即將征收VOC排污費是發(fā)揮政策調節(jié)作用，促進環(huán)保、推動涂料涂裝行業(yè)的轉型升級。也就是促進涂裝企業(yè)少用和不用有機溶劑型涂料，推動低VOC型涂料（如水性涂料、高固體份涂料、無溶劑涂料、粉末涂料等）的發(fā)展。 筆者建議：作為涂裝行業(yè)清潔生產(chǎn)的主要評價指標-VOC排放限值，僅設兩個限值，分為兩個時段，即2015年現(xiàn)源45g/m2 ，新源35g/m2 ，到2020年，現(xiàn)源35g/m2 ，新源20g/m2或現(xiàn)源和新源均為20g/m2 。在特種車輛或厚膜涂裝（不包括膩子層）場合，VOC排放限值可隨涂層增厚，適當調整提高。,2015年汽車涂裝技術交流會,13,VOC排放限值的評價方法： 辦法是源頭預防、過程控制、綜合施治、分期實現(xiàn)； 采用VOC總量控制法為主，VOC濃度控制為輔，建立健全的VOC監(jiān)控體系。如統(tǒng)計每月（或單位時間）的涂料耗用量（采購量）和有機溶劑耗用量，每月（單位時間）的涂裝面積（或合格品的車身數(shù)量），按下式計算VOC排放值。 VOC濃度控制和檢測僅用于作業(yè)環(huán)境的VOC衛(wèi)生濃度和設備（作業(yè)區(qū)）中的VOC消防安全測定。因采用濃度限值為主的考核方式存在一定的技術缺陷，容易通過稀釋實現(xiàn)達標排放，即所謂的“達標性污染”。 VOC排放限值的考核應是獨立體系，不宜與其他涂裝清潔生產(chǎn)考評指標混雜在一起考核。,2015年汽車涂裝技術交流會,14,四、涂裝耗用量和VOC排放量的計算 在涂裝工程設計和建設過程中進行環(huán)保評估時，可按一下公式計算涂料的耗用量和VOC的排放量。,2015年汽車涂裝技術交流會,15,五、VOC減排技術措施 以轎車涂裝為例，從涂料、涂裝、末端處理三個方面和7個分體系推薦12項VOC減排措施和22條已獲得工業(yè)應用的具體減排技術。,圖2 降低VOC排出量的綜合措施,2015年汽車涂裝技術交流會,16,降低VOC排出量的主要技術措施是選用低VOC型涂料、提高涂裝效率和涂裝一次合格率。 在涂裝領域提高涂著效率是提高資源利用率、削減VOC排放量，減少廢棄物和降低成本等的最有效措施之一。 涂著效率（TE）是指涂裝所使用的涂料與實際附著在被涂物上的涂料之比（以%表示），或以未附著造成的涂料損失為其概念，用數(shù)值化表示涂裝損失為涂著效率。,圖3涂裝效率和涂著有效率,2015年汽車涂裝技術交流會,17,請注意：被涂物所需膜厚的涂料外所損耗的涂料都屬于涂料損失，它包括漆霧反彈未附著在被涂面上的涂料損失，為涂膜均一所必須的面積損失，為確保規(guī)定的膜厚產(chǎn)生的超值膜厚損失等。涂著效率（TE）和涂裝效率都包含超值膜厚損失，超值膜厚對涂裝質量可能有一定的正面作用，可是從資源利用率、削減VOC排放量和降低成本角度考慮起負面作用，因而超值膜厚應控制的越薄越好。 總之，想方設法杜絕一切浪費，提高涂著效率（TE）是把握涂料有效利用率的關鍵一步，如果涂著效率（TE）提高10%，則可削減15%VOC排出量，效果十分顯著。,2015年汽車涂裝技術交流會,18,涂著效率（TE）與所選用的涂裝方法及裝備和操作人員熟練程度密切相關，當今普遍采用杯式自動靜電噴涂法替代手工噴涂。汽車車身中涂、面漆噴涂內、外表面采用機器人杯式自動靜電噴涂能比手工噴涂提高涂著效率30%左右，僅外表面自動靜電噴涂，能削減VOC25%以上，如果內外表面均采用機器人自動靜電噴涂，則可削減VOC30%以上。,圖4 Robot和ESTA兩種靜電自動杯式靜電噴涂機,2015年汽車涂裝技術交流會,19,結束語： 1、涂裝行業(yè)無論涂裝企業(yè)大小必須立即行動起來，轉型升級，按涂裝清潔生產(chǎn)的要求和綠色涂裝理念，綠化創(chuàng)新，依靠進步，不斷減少VOC的使用和排放。 2、凡涂裝企業(yè)（所有涂料