探究船舶涂裝方面的VOCs現(xiàn)狀及治理措施

張俊杰

摘 要：船舶行業(yè)VOCs處理現(xiàn)狀，對VOCs凈化處理工藝進行了探討，分析了揮發(fā)性有機廢氣凈化工藝手段，根據(jù)船舶涂裝VOCs的處理現(xiàn)狀與工藝手段，重點分析船舶涂裝方面的有機廢氣凈化處理設(shè)施、船舶VOCs排放工藝，活性炭吸附+催化燃燒方式等方式手段。

關(guān)鍵詞：船舶涂裝;有機廢氣凈化;船舶VOCs排放工藝

中圖分類號：U671? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0079-03

船舶涂裝上較為關(guān)鍵的工藝手段，在施工過程中會產(chǎn)生大量的VOCs，造成了較為嚴重的污染與影響?，F(xiàn)階段，在船舶分段、碼頭、船臺、船塢涂裝等方面，均會產(chǎn)生不同程度的VOCs。VOCs主要成分就是甲苯、二甲苯等。

1 船舶行業(yè)VOCs處理現(xiàn)狀與特點

在船舶的型鋼及鋼板的預(yù)處理中，通常是采用流水線方法進行作業(yè)、控制。而分段的涂裝是在車間里施工，是有組織的排放區(qū)域模式。而在碼頭、船臺等涂裝，其施工空間是開放的，屬于無組織的排放區(qū)域。

然而，在船舶涂裝的VOCs處理方面，仍存在很多問題：

首先，涂裝車間空間大，而且在設(shè)備處理時，過程中風(fēng)量較大，一般狀況之下風(fēng)量為每小時100000m3/h左右;第二，涂裝中產(chǎn)生的VOCs濃度會受到實際狀況的影響而出現(xiàn)不同程度的波動狀態(tài)，常規(guī)狀況之下晚上3點～7點進行噴漆施工，3～5小時之后油漆固化，整個作業(yè)時間在一天的時間內(nèi)，噴涂總體濃度1000mg/m3;固化的時間減少，總體的廢棄濃度所噸的是遞減的情況;第三，涂裝作業(yè)過程中，具有較為顯著的間歇性的特征，在過程中間隔時間約在1～2天左右。對此，在行業(yè)中并沒有成熟、精細的末端處理方案可以提供參考與借鑒。

2 船舶涂裝方面的有機廢氣凈化處理設(shè)施

2.1有機廢氣預(yù)處理技術(shù)

2.1.1濕式凈化法

濕式凈化法是一種相似相溶的基礎(chǔ)性原理，通過利用溶劑吸收原理、化學(xué)吸收為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對噴漆廢氣中油漆的凈化以及吸收處理。在實踐中常用的濕凈化方式主要可以分為水簾凈化、無泵水幕凈化、水旋凈化、文丘里凈化方式。而在不同的凈化方式其在性能、效率以及維護等各個領(lǐng)域均存在一定的不同與差異性，在整體上來說效果顯著。但是在應(yīng)用過程中要配合應(yīng)用化學(xué)絮凝劑。

2.1.2干式凈化方式

通過濾層阻留在噴漆廢氣中存在的顆粒物以及漆霧，常用的原料有玻璃纖維棉、爐渣等等，可以有效的去除大部分的漆霧。此種方式五污染，也不會產(chǎn)生廢水，但是鍋爐不徹底，可以吸收少量的有機物，很容易出現(xiàn)堵塞等問題。

2.2 凈化處理有機廢氣

漆霧處理之后，噴涂廢氣含有揮發(fā)性的一些有機物質(zhì)，主要處理技術(shù)是新型以及傳統(tǒng)的凈化技術(shù)。

2.2.1傳統(tǒng)凈化技術(shù)

2.2.1.1吸附法

吸附法是較為典型的傳統(tǒng)凈化技術(shù)手段。將有機廢氣利用有機廢氣裝滿吸附劑填充床，達到減少、降低空氣污染的效果。在應(yīng)用過程中要合理的選擇吸附劑，通過高性能的吸附劑可以提升吸附的容量，保障其吸附的均勻性，具有良好的易再生的優(yōu)勢。不同吸附工藝裝置有著不同的優(yōu)缺點，其具體如表1。

含有VOCs噴漆廢氣引入到特定的吸附區(qū)域中，利用與吸附劑的接觸，通過熱空氣、高溫蒸汽間的接觸，與氣體一起流出了，而吸附劑則會再生。通過冷卻區(qū)開展降溫處理，做好下一次吸附準備。如圖1所示。

2.2.1.2吸收法

運用噴漆廢氣VOCs氣體，其特點是高溶解性的，是通過高沸點和低蒸汽壓油溶解性吸收凈化的凈化方式。吸收法主要可以分為物理與化學(xué)吸收兩種形式。物理吸收是較為常見技術(shù)手段。

2.2.1.3燃燒法

燃燒法就是氧化VOCs的方式，將其轉(zhuǎn)化為沒有害的特點，實現(xiàn)廢氣的凈化效果。燃燒法分成直接、催化、勢力、蓄熱燃燒的方法。

2.2.1.4冷凝法

冷凝回收法是一種將有機廢氣導(dǎo)入到冷凝器中，通過在VOCs不同的溫度下，產(chǎn)生的蒸汽分壓也是不一樣的，把VOCs一步一步冷凝轉(zhuǎn)成為液態(tài)的回收方法。

不同傳統(tǒng)凈化技術(shù)有著不同的優(yōu)點與缺點，其對比如表2。

2.2.2新型的凈化技術(shù)

2.2.2.1沸石轉(zhuǎn)輪+蓄熱式氧化爐（RTO）

這一工藝通過沸石轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)中，存在著VOCs，而在常溫下，對其開展凈化的處理，可直接在大氣中做好排放的處理，運用轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)動做好處理，在將其代入到脫附區(qū)域中，通過吸附—脫附—濃縮進行處理，在轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)中，可以實現(xiàn)氣體間脫附、轉(zhuǎn)輪二次處理。在通過濃縮處理氣體，進入至RTO，通過燃燒，可分解為二氧化碳、水。

2.2.2.2顆粒活性炭吸附+熱氮氣脫附+冷凝回收

這一項工藝，把含有VOCs廢氣，通過顆粒性的活性碳做好凈化處理，在大氣中可以直接做好排放，在吸附到一定程度上，通過熱氮氣進行脫附處理，通過冷凝回收，VOCs則提供液態(tài)的形式存儲回收。

2.2.2.3低溫等離子法

通過介質(zhì)阻擋放電技術(shù)而產(chǎn)生的一種低溫等離子體利用活性粒子對工業(yè)廢氣進行處理，進而激活、裂解工業(yè)廢氣中的各式組分，開展分解和氧化的復(fù)雜化學(xué)的反應(yīng)，實現(xiàn)VOCs的無毒化、低毒化處理。

2.2.2.4光催化氧化法

光催化氧化法處理有機廢氣，是現(xiàn)階段一種新型的技術(shù)手段。主要就是在光的作用之下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以將在廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的化學(xué)物，可以有效地降低有機物廢氣污染性，在實踐中選擇合適催化劑的狀況之下，可以達到70%～80%，效果顯著。

2.3活性炭吸附+催化燃燒技術(shù)

在現(xiàn)階段的工業(yè)應(yīng)用中，活性炭吸附+催化燃燒是一種較為有效的技術(shù)手段，此種手段工藝成熟、結(jié)構(gòu)較為簡單，相對較為安全，但是在實踐中運行成本相對較高。如圖2所示。

活性炭吸附+催化燃燒一體化設(shè)備在船舶有機廢氣處理中可以提升處理效率與質(zhì)量。通過活性炭吸附以及催化燃燒脫附兩個基本原理為基礎(chǔ)，利用活性炭對廢氣實現(xiàn)物理性吸附，這樣可以有效的降低有機廢氣的濃度，在活性炭達到飽和狀態(tài)的時候，通過熱氣流沖刷脫附，則可以恢復(fù)活性，實現(xiàn)循環(huán)利用，可以將脫附下的高濃度有機廢氣進行加熱燃燒處理。

其前端設(shè)置2級的過濾裝置，一級過濾則屬于漆霧過濾器，二級為初效過濾棉，通過過濾處理之后在有活性炭構(gòu)成的吸附箱中處理廢氣，截流VOC。在應(yīng)用一段時間之后，活性炭達到飽和狀態(tài)的時候停止吸附，通過熱氣流脫附，再生活性炭。將脫附下的有機物在催化燃燒室中進行電加熱處理，排出CO2以及H2O。

在有機廢氣濃度達到上限數(shù)值的時候，有機廢氣的催化床可以維持自燃狀態(tài)，無需外加熱燃燒，在燃燒之后的尾氣一部分會通過煙囪排出大氣，而剩余部分則就會在吸附床中進行處理，實現(xiàn)活性炭的脫附再生，繼而保障其滿足燃燒以及脫附的熱能需求。

為了實現(xiàn)節(jié)能減排的效果，再生之后的活性炭可以進行下次吸附處理，在脫附的時候通過凈化操作可以實現(xiàn)連續(xù)或者間斷操作，此種處理工藝比較適用于目前的船舶涂裝的分段涂裝階段，效果顯著。

3 控制船舶VOCs排放的手段與途徑

在船舶建造過程中，要想有效地控制VOCs排放問題，就要優(yōu)化流程，改進工藝手段，進而促進涂裝工序前移，降低污染物無組織排放，這是較為關(guān)鍵的工藝手段。

3.1船舶涂裝工藝優(yōu)化

優(yōu)化設(shè)計船舶涂裝工藝手段，科學(xué)合理的安排生產(chǎn)工藝，通過必要的涂層保護手段，可以達到降低分段二次涂銹的效果。

3.2船舶涂料選型

基于防腐要求為基礎(chǔ)，選擇、應(yīng)用綠色涂料，避免海洋生物附著，避免海洋污染等問題的出現(xiàn)。

在進行（鋼材預(yù)處理流水線和分段涂裝工場）VOCs污染治理過程中，要根據(jù)實際狀況制訂科學(xué)合理的方案內(nèi)容，在實踐中要做到以下幾點：

（1）源頭預(yù)防，在耐高溫車間中要推廣應(yīng)用底漆掃砂工藝，根據(jù)根據(jù)PSPC要求，保留完整的車間底漆，通過掃砂工藝進行處理控制。

（2）過程控制。大包裝雙組份噴涂設(shè)備屬于一種低VOCs排放數(shù)字化涂裝設(shè)備，可以實現(xiàn)油漆自動攪拌處理、混合以及動態(tài)熟化的處理，在施工中無需添加額外的有機溶劑。

3.3無組織排放區(qū)域VOCs污染治理方案

進行無組織的（船塢，船臺，碼頭，廢油漆桶廢溶劑堆場）VOCs污染治理過程中，要基于以下幾點開展：

（1）通過局部或者整體應(yīng)用遮蔽系統(tǒng)的方式可以實現(xiàn)對涂裝區(qū)域的臨時性哲別，加強對VOCs排放處理的有效控制。

（2）推廣應(yīng)用水性可剝離涂料，這是一種具有地附著能力以及具有強內(nèi)聚能力的臨時性防護涂料技術(shù)，在船舶涂層保護中應(yīng)用效果顯著，材料并不會產(chǎn)生VOCs。

4 結(jié)束語

為了有效地控制船舶噴漆中污染物的排放，要根據(jù)實際狀況強化監(jiān)督控制，加強堵源頭、控過程等技術(shù)手段;合理應(yīng)用現(xiàn)代化的工藝手段，要靈活應(yīng)用船舶涂裝方面的有機廢氣凈化處理設(shè)施、船舶VOCs排放工藝，活性炭吸附+催化燃燒方式等方式，進而在根本上降低污染，推動船舶工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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