來源:《現(xiàn)代涂料與涂裝》 作者:王卉 渠毅
摘要：總結了不同國家地區(qū)對VOCs的定義及理解,介紹了國內涂料行業(yè)在汽車原廠、汽車修補、家具制造、工程機械、船舶制造等應用領域的VOCs排放現(xiàn)狀及相關政策法規(guī),并對可行性減排方案進行了分析,同時就國內相關政策法規(guī)中相關VOCs的限量與其他國家進行了對比,提出了涂料行業(yè)VOCs控制未來發(fā)展方向.
引言
21世紀以來，中國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，2011年正式超過日本成為全球GDP第二高的國家，中國創(chuàng)造的經(jīng)濟奇跡讓世界驚嘆。但是在光環(huán)背后還是有諸多隱憂，其中以環(huán)境問題較為嚴重。針對環(huán)境問題，我國加強了對各行各業(yè)環(huán)境污染的監(jiān)督和控制力度，并且制定和推行了一系列相關的政策法規(guī)作為堅實的理論依據(jù)與法律保障。對于我國工業(yè)發(fā)展的重要行業(yè)之一，涂料行業(yè)在不斷推動我國生產(chǎn)制造行業(yè)向前發(fā)展邁進的同時，其龐大的污染量也一直成為國家的心病，希望本文的總結及對比分析能對國家進一步制定相關政策起到積極作用。
1、VOCs定義
目前國內對于VOCs的管理分為不同角度，從物理特性角度有蒸氣壓（0.01kPa）和沸點（250℃或260℃）2種表述方式，主要應用于工業(yè)界，對VOC產(chǎn)品（如涂料、油墨等）進行描述或測試。從環(huán)境保護角度有狹義（如光化學反應性、健康毒性、臭味等）和廣義（全部氣態(tài)有機化合物）2種表述方式，主要應用于環(huán)境界，VOCs作為污染物，反映它們的健康和環(huán)境效應。從檢測方法角度有NMHC（HJ/T38—1999非甲烷總烴測量方法）和TVOC（GB/T18883—2002），側重可操作性，測量確定的有機化合物。
1.1美國VOCs定義
除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物或碳酸鹽、碳酸銨外，任何參與大氣光化學反應的碳化合物。定義附有7條補充條款，需要排除光化學反應活性可忽略的有機化合物，如甲烷、乙烷、二氯甲烷、丙酮、四氯乙烯等52種（不斷更新中）。
1.2歐盟VOCs定義
在標準壓力101.3kPa下初沸點小于或等于250℃的全部有機化合物（2004/42/EC）。
1.3世衛(wèi)組織TVOC定義
熔點低于室溫而沸點在50~260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱（殺蟲劑除外）（WHO1989）。
2、現(xiàn)階段我國涂料行業(yè)的發(fā)展及VOCs情況
2016年1—6月，我國涂料制造規(guī)模以上型企業(yè)產(chǎn)量達841.49萬t，同比增長6.43%。與《涂料工業(yè)行業(yè)年度報告（2015版）》排名情況對比，前三位依然是：廣東省，產(chǎn)量146.91萬t，同比增長1.88%；江蘇省，產(chǎn)量109.79萬t，同比增長2.54%；上海市，產(chǎn)量91.68萬t，同比增長0.16%。而涂料行業(yè)在不斷蓬勃發(fā)展的同時，也帶來了巨大的VOCs排放量，當前我國涂料行業(yè)中近六成為溶劑型涂料，而在生產(chǎn)過程中溶劑型涂料將會揮發(fā)大量的有毒物質，在涂裝過程中一半以上的VOCs將會直接排放到大氣當中。
3、涂料各應用領域VOCs排放現(xiàn)狀、適用法規(guī)及減排可行性技術方案
3.1汽車原廠涂料
3.1.1汽車原廠涂料使用情況及VOCs治理現(xiàn)狀工業(yè)和信息化部2011年11月4日發(fā)布了《乘用車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》，要求乘用車生產(chǎn)企業(yè)符合清潔生產(chǎn)的要求，具有必要的環(huán)境保護和職業(yè)安全衛(wèi)生設備、設施。國務院2012年9月27日批復實施的《重點區(qū)域大氣污染“十二五”規(guī)劃》（環(huán)發(fā)[2012]130號）針對涂料及涂裝行業(yè)提出把VOCs污染控制作為建設項目環(huán)境影響評價的重要內容，采取嚴格的污染控制措施：新建機動車制造涂裝項目，水性涂料等低VOCs含量涂料占總涂料使用量比例不低于80%，小型乘用車單位涂裝面積的VOCs排放量不高于35g/m2[2]。因此近幾年汽車原廠涂料的水性化及水性緊湊型工藝得到了大力發(fā)展，除罩光清漆外，底漆、中涂、色漆都可實現(xiàn)水性化。在涂裝工藝中，烘干部分大都采用RTO、TAR裝置或四元燃燒器，而涂裝部分則大部分直接排放，少部分企業(yè)采用濃縮轉輪加燃燒法收集處理。
3.1.2汽車原廠涂料VOCs相關法規(guī)其限值
汽車原廠涂料VOCs相關法規(guī)及限值見下圖。
3.1.3減排可行性技術方案
源頭控制與過程管理相結合，對新建汽車涂裝生產(chǎn)線，選擇高固含3C1B、水性3C1B、水性免中涂等具有達標排放能力的涂裝工藝。已建汽車涂裝生產(chǎn)線實施改造升級，改造成高固含3C1B工藝是經(jīng)濟可行的方案，改造周期短，施工簡單，投資運行成本低，具有達標排放的能力。提高噴涂自動化，增加機器人內板噴涂以提高涂著效率。深化溶劑型涂料噴涂環(huán)節(jié)VOCs末端治理，建設溶劑回收系統(tǒng)，建立廢氣VOC處理系統(tǒng)。
3.2汽車修補涂料
3.2.1汽車修補涂料使用情況及VOCs治理現(xiàn)狀
雖然汽車修補涂料在整個涂料市場占比份額不大，但是由于汽車修補施工過程大部分為無組織排放，且其為民生工程，因此汽車修補行業(yè)產(chǎn)生的VOCs對環(huán)境的影響不容小覷。汽車修補涂料中色漆水性化比較成熟，中涂、底漆及清漆由于涂料技術及施工便捷性的影響依然以溶劑型為主。
3.2.2汽車修補涂料國內外法規(guī)對比分析
主要地區(qū)汽車修補涂料VOCs法規(guī)限值見表2。
由于在不同的法規(guī)中對是否去除水來計算VOCs方法不一，造成有些法規(guī)限值相差較大。北京、深圳的地方標準中VOCs限值的規(guī)定在借鑒國外相關法規(guī)的同時，考慮了中國的國情并充分聽取了國內企業(yè)的意見，這點值得提倡。后續(xù)希望對特殊涂料領域如亞光清漆、底盤涂料、瑕疵修復涂料完善相關法規(guī)。
3.2.3減排可行性技術方案
為了達到降低VOCs的目的，色漆可以實現(xiàn)水性化，中涂和清漆則可以通過改用高固含涂料來實現(xiàn)。高固含涂料的使用與溶劑型涂料相同，無需噴涂工藝上的改變，但是為了配合水性色漆的升級換代，需要對設備、施工工藝進行調整。增加噴涂設備如帶氣壓表的水性漆專用噴槍和專用吹風裝置，改善施工環(huán)境，對基材進行前處理，嚴格調配比例，使用正確的調槍方法和靈活的噴涂手法。
3.3家具涂料
3.3.1家具涂料使用情況及VOCs治理現(xiàn)狀
國務院2012年9月27日批復實施的《重點區(qū)域大氣污染“十二五”規(guī)劃》（環(huán)發(fā)[2012]130號）中指出：家具等行業(yè)新建涂裝項目，水性涂料等低揮發(fā)性有機物含量涂料占總涂料使用量比例不低于50%，禁止生產(chǎn)、銷售、使用揮發(fā)性有機物含量超過700g/L的溶劑型木器家具涂料。
2014年3月31日國家環(huán)保部修訂了HJ/T201—2005《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》發(fā)布了對水性涂料新的環(huán)境標志產(chǎn)品的技術要求HJ2537—2014《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求水性涂料》，這些都大大推動了家具涂料的轉型升級，各個涂料生產(chǎn)企業(yè)為了提高產(chǎn)品競爭力，對產(chǎn)品中VOCs及限制物質又做了進一步改進以滿足客戶對于不同國家法規(guī)或綠色環(huán)保產(chǎn)品的要求。
同時也應該看到，家具制造企業(yè)80%以上為小型企業(yè)，集中度低，涂裝工藝差異較大，僅有部分大中型家具企業(yè)采用水性涂料與收集后處理裝置，小型企業(yè)家具制造過程中的排放比較無序，缺乏監(jiān)管。
3.3.2家具涂料VOCs相關法規(guī)及其限值
家具涂料VOCs相關法規(guī)及限值見表3。
3.3.3減排可行性技術方案
對于平面板式木質家具，推廣使用UV涂料、水性涂料等低VOCs含量的涂料，配套使用輥涂等高效涂裝技術。對于形狀不規(guī)則的木質家具，可實施部分或全部水性化，溶劑型涂料應密閉噴涂，配套建立有機廢氣收集及燃燒、吸附、吸收等末端處理裝置。
3.4工程機械涂料
3.4.1工程機械涂料使用情況及VOCs治理現(xiàn)狀
工程機械制造企業(yè)集中度高，以大型企業(yè)為主，但是目前普遍采用溶劑型涂料，且多數(shù)構件形狀不統(tǒng)一，無法實現(xiàn)自動化涂裝。部分處于環(huán)保嚴格地區(qū)的企業(yè)實現(xiàn)有組織收集后處理，并試用高固含涂料。
3.4.2減排可行性技術方案
由于工程機械制造廠自動化程度較低，涂裝環(huán)節(jié)較汽車涂裝差，水性化不是非常適用，而升級使用高固含涂料從設備到施工工藝都不需要進行大的改造，更適合工程機械涂裝行業(yè)。
3.5船舶制造涂料
3.5.1船舶制造涂料使用情況及VOCs治理現(xiàn)狀
船舶制造企業(yè)規(guī)模較大，涂裝VOCs排放集中度高，但是船舶涂料均為溶劑型涂料，分段涂裝所用涂料量占比較大，不同船舶分段數(shù)量與大小不同，船舶越小分段越少，單位噸位排放量越大。
3.5.2船舶制造涂料國內法規(guī)要求
國內船舶制造涂料VOCs相關法規(guī)及限值見表4所列。
3.5.3減排可行性技術方案
在鋼板預處理、車間底漆等生產(chǎn)工序，實施密閉式自動化噴涂，加裝有機廢氣收集系統(tǒng)和處理裝置，推廣使用水性無機富鋅車間底漆技術。在分段、整船涂裝等生產(chǎn)階段，大幅度提高船舶分段涂裝率，提高涂料的固含量，推廣使用高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂等高涂著效率噴涂技術，分段涂裝工序力爭做到密閉作業(yè)，加裝有機廢氣收集系統(tǒng)和處理裝置。
4、結語
目前，國內新發(fā)布的VOCs排放標準特點為：管控項目大幅增加，重點區(qū)域增設了特別排放限值，無組織排放受到極大重視。2016年7月8日，工信部財政部發(fā)布了《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物消減行動計劃》，根據(jù)該計劃制定的目標，到2018年工業(yè)行業(yè)VOCs排放量比2015年消減330萬t以上，低（無）VOCs的綠色涂料產(chǎn)品比例達到60%以上。在涂料行業(yè)的主要任務是原料替代工程，在涂裝領域實施生產(chǎn)過程封閉化、連續(xù)化、自動化技術改造，實施回收及綜合治理工程，真正做到“源頭控制，過程管理，末端治理”。
