1、广东省表面涂装汽车制造业挥发性有机废气治理技术指南粤环号环境保护技术文件广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机废气治理技术指南目次前言 I1总则 11.1适用范围 11.2编制依据 11.3术语和定义 22涂装工艺及VOCs排放 22.1涂装工艺 22.2VOCs产生与排放 43表面涂装（汽车制造业）VOCs防治技术推荐 53.1源头控制 63.2生产过程控制 63.3废气治理 73.4治理技术监管要求 10前言为贯彻执行中华人民共和国环境保护法，加快建设环境技术管理体系，确保环境管理目标的技术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术进步和环保产
2、业发展，广东省环境保护厅组织制定污染防治治理指南等技术指导文件。本指南可作为汽车制造行业建设项目环境影响评价、工程设计、竣工验收及运营管理等环节的技术依据，是提供各地市环保部门、治理企业以及汽车制造企业使用的指导性技术文件。本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。本指南起草单位：广东环境保护工程职业学院。本指南由广东省环境保护厅解释。1总则1.1适用范围本指南适用于广东省内使用或部分使用溶剂型涂料进行表面涂装的汽车制造企业（含汽车零部件生产企业）。生产工艺与汽车生产工艺的类似有轨电车或地铁车厢制造企业，可参照本指南相关要求执行。1.2编制依据2013年国务院发布大气污染防治
3、行动计划，提出要推进挥发性有机物污染治理，适时提高排污收费标准，将挥发性有机物纳入排污费征收范围。同年环境保护部发布了挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策，提出VOCs污染防治应遵循源头和过程控制与末端治理相结合的综合防治原则，根据涂装工艺的不同，鼓励使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化（UV）涂料等环保型涂料；推广采用静电喷涂、淋涂、辊涂、浸涂等效率较高的涂装工艺；应尽量避免无VOCs净化、回收措施的露天喷涂作业。2014年广东省发布了大气污染防治行动方案（20142017年）提出要实施典型行业挥发性有机物排放治理，深化印刷、家具、表面涂装（汽车制造业）、制鞋、集装箱制造、电子
4、设备制造等行业挥发性有机物排放达标治理工作。强化污染源监督性监测工作，把典型行业挥发性有机物排放企业等纳入监督性监测范畴，试点实施重点企业挥发性有机物在线监测。广东省汽车制造业发展迅速，产量居全国第一，VOCs排放量大。针对汽车制造行业VOCs污染，编制广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机废气治理技术指南（以下简称“指南”）用于指导汽车制造行业VOCs控制。本指南以汽车制造行业VOCs排放特征为基础，充分考虑现有治理技术的发展水平、适用范围和实际应用情况，结合我国现有VOCs污染防治技术政策、广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准和地方相关政策，严格按照指导文件编制。本指南编制
5、过程中，参考了如下规范性文件，具体包括：1广东省大气污染防治行动方案（2014-2017年）2广东省珠江三角洲大气污染防治办法3关于珠江三角洲地区严格控制工业企业挥发性有机物（VOCs）排放的意见4广东省珠江三角洲地区大气污染防治“十二五”规划2013年度实施方案5重点区域大气污染防治“十二五”规划6挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策7吸附法工业有机废气治理工程标准规范（HJ20262013）8催化燃烧法工业有机废气治理工程标准规范（HJ20272013）9环境保护产品技术要求工业废气吸附净化装置（HJ/T386-2007）10环境保护产品技术要求工业废气吸收净化装置（HJ/T387-2
6、007）11环境保护产品技术要求湿法漆雾过滤净化装置（HJ/T388-2007）12环境保护产品技术要求工业有机废气催化净化装置（HJ/T389-2007）13汽车涂料中有害物质限量（GB24409-2009）14涂装作业安全规程涂漆工艺安全及其通风净化（GB6514-2008）15涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定（GB144442006）16涂装作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定（GB201012006）17涂装作业安全规程涂层烘干室安全技术规定（GB144432007）18涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定GB14444200619涂装作业安全规程浸涂工艺安全（GB17750-20
7、12）20涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全及其通风净化（GB76922012）1.3术语和定义1.3.1汽车由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆，载运人员和/或货物；牵引载运人员和/或货物的车辆；其他特殊用途的车辆。1.3.2表面涂装为保护或装饰车体，在其表面覆以膜层的过程。1.3.3挥发性有机化合物在101325Pa标准大气压下，任何沸点低于或等于250的有机化合物，简称VOCs。1.3.4烘干室加热、烘烤使车体表面涂料产生聚合、干燥或固化的场所。1.3.5流平室密闭、清洁的、有一定空气流速的室内空间，使喷漆后涂装表面漆滴摊平，溶剂挥发的场所。2涂装工艺及VOCs排放2.1
8、涂装工艺2.1.1轿车、商务车涂装工艺轿车、商务车一般采用流水线生产方式，在现代化的涂装车间进行整车涂装。汽车车身的涂膜由底漆层、中间涂层（简称中涂）、面漆涂层（简称面涂）等组成，涂层的总厚度一般为80120m。(1)底漆层汽车底漆是直接涂敷在经过表面预处理工件表面上的第一道漆，是整个涂层的基础。当前广东省轿车底漆涂装基本采用环保型水性阴极电泳涂料进行阴极电泳浸涂。载重车、客车等则大多采用溶剂型底漆进行手工喷涂。(2)中涂、面涂层汽车中涂、面涂工艺传统是“3C2B”工艺，近几年开发了“3C1B”涂装工艺以降低汽车涂装成本和VOCs的排放量，另有新的涂装工艺，将正常的中涂层取消，采用免中涂的2C
9、1B工艺。三种工艺流程及各涂层的厚度如图1所示。图1轿车涂装工艺部分企业中涂采用水性涂装工艺，由于水性溶剂挥发慢，其工艺与油性漆涂装稍许不同，主要在“3C1B”工艺中涂之后或者是“2C1B”工艺底色漆1之后增加一段闪干工段（闪干室）加快水性涂料的干燥，车间温度6080。2.1.2载重车、客车涂装工艺载重车、客车等涂装工艺以底漆、面漆两层涂装为主，但已逐渐趋同于轿车涂装，目前主要的涂装工艺流程有三种，如图2所示。(a)(b)(c)图2载重车、客车等涂装工艺2.1.3涂装技术我省轿车制造的中涂、面漆涂装过程大致相同，车身内表面多采用人工喷涂；车身外表面采用自动静电喷涂，个别先进的生产线车内外表面均
10、采用机器人喷涂，少数产量相对小的企业内外表面仍采用全人工喷涂。载重车、客车等以手工静电或空气喷涂方式为主。静电喷涂涂料利用率高，约为6070%，人工空气喷涂涂料利用率约为3040%。2.1.4汽车制造其他工序汽车制造喷涂过程中还设置维修喷涂，对部分漏喷的车身进行补喷。汽车在原厂的维修喷涂和补漆工艺主要为漆前表面处理、补灰、喷漆和补漆、烘干。2.2VOCs产生与排放涂装过程需用到涂料、稀释剂、固化剂、清洗剂等含VOCs原辅材料，在涂装、烘干过程中有机溶剂挥发出来污染环境，如图3所示。另外还包括车身的后续补漆和塑料件加工的涂漆工序。图3汽车制造VOCs来源各涂层采用的涂料类型有油性涂料、水性涂料和
11、粉末涂料等。油性涂料可分为低固体分（20-45%）、中固体分(接近46-59%)和高固体分(60%或以上)。高固体分即用状态下VOCs含量约30-40%，中低固体分约为40-80%。水性涂料VOCs含量10%。目前我省汽车制造业涂料使用概况如表1所示。表1各涂层涂料使用概况涂料功能类型主要用漆类别应用情况底漆阴极电泳漆水性阴极电泳漆轿车、商务车基本使用水性电泳漆、少部分载重车也有使用。油性底漆环氧树脂漆等、醇酸环氧氨基载重车、客车等使用。中涂油性漆聚酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂等载重车、客车等使用，国内品牌车、中小企业采用，部分中外合资轿车生产企业采用。水性漆双组份聚氨酯、
12、丙烯酸氨基树脂等外资、中外合资轿车生产企业基本都采用水性漆。粉末涂料环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型等目前应用较少。底色漆油性漆聚氨酯、丙烯酸树脂、氨基醇酸树脂、氨基树脂、聚酯氨基树脂等载重车、客车等使用，国内品牌车、中小企业采用油性漆。水性漆双组份聚氨酯、丙烯酸氨基树脂等外资、中外合资轿车生产企业基本都采用水性漆。粉末涂料环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型等目前应用较少。罩光清漆油性漆丙烯酸氨基树脂、聚氨酯、等不同类型车基本都采用油性漆。水性漆双组份聚氨酯等目前应用较少。粉末涂料环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸型等目前应用较少。修补漆油性涂料聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧
13、树脂等载重车、客车等使用，国内品牌车、中小企业采用油性漆。水性涂料丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等外资、中外合资轿车生产企业基本都采用水性漆。汽车涂装过程VOCs的产生量主要由涂料种类，涂装设备工艺水平和企业溶剂管理决定。中涂、面涂过程中，约80-90%的VOCs在喷漆室和流平室排放，10-20%的VOCs随车身涂膜在烘干室中排放。溶剂型涂料体系的VOCs主要来源于底色漆，其次来源于清漆和中涂，还有少量来源于清洗溶剂。一般来说，对于中低固体分的涂料体系而言，色漆VOCs占总VOCs的50%左右、清漆占35%、中涂占15%。表面积为80m2左右的普通轿车用单位涂装面积排出的VOCs量（g/m2）表示，平
14、均为125gVOCs/m2。当涂装生产线为水性涂料化时，电泳、中涂、底色涂采用水溶性涂料涂装，仅罩光清漆采用溶剂型涂料，VOCs可大量降低，达到30gVOCs/m2以下，最低可降到1213gVOCs/m2。喷漆、流平室产生的是常温有机废气，风量大、浓度低；烘干室产生的有机废气风量小，浓度高，为高温气体。我省汽车制造业涂装工序VOCs废气特点及收集方式如表2所示。表2汽车制造业涂装工序VOCs废气特点及收集方式工序废气特点及收集方式电泳漆浸涂常温、常压气体，整个工序封闭，跟外界换气涂装工序油性底涂(载重车、客车等)整个工序封闭，通过抽风机排出，常温常压废气，流水线长，废气排放量大，在15万-70
15、万m3/h，废气浓度低中涂底色漆罩光清漆烘干工序电泳烘干密闭式，通过抽风系统集中排放，废气温度140左右，废气排放量小，在3000-60000m3/h，废气浓度相对较高中涂烘干罩光清漆后烘干汽车制造业涂装工序产生VOCs成分与所使用的原辅材料直接相关，主要包含芳香烃类、醇类、酯类、醇醚类，还有少量的酮类。3表面涂装（汽车制造业）VOCs防治技术推荐表面涂装（汽车制造业）属于溶剂产品使用源，VOCs污染防治可从源头控制、过程控制、末端治理三方面着手。3.1源头控制源头控制主要指低VOCs原辅材料的使用，可行技术及主要技术指标见下表3。表3表面涂装（汽车制造业）VOCs源头控制可行技术涂层可行技术
16、潜在可行技术应用范围（或要求）底漆水性电泳漆适用于所有汽车。高固分底漆适用于暂时无法使用水性电泳漆的车型，需安装废气治理设施。中涂水性中涂漆适用于所有汽车。粉末涂料适用于所有汽车。高固分中涂适用于暂时无法使用水性中涂漆的车型，需安装废气治理设施。底色漆水性底色漆适用于所有汽车。粉末涂料适用于所有汽车。高固分底色漆适用于暂时无法使用水性底色漆的车型，需安装废气治理设施。清漆高固分罩光清漆适用于所有汽车，需安装废气治理设施。粉末涂料适用于所有汽车。水性清漆适用于所有汽车。修补漆水性修补漆适用于所有汽车。密封胶PVC胶适用于所有汽车。备注：粉末涂料指VOCs含量0.5%的涂料，高固分漆指即用状态下V
17、OCs含量30%，水性电泳漆指即用状态下VOCs含量1%，水性中涂漆、底色漆、清漆指即用状态下VOCs含量10%。3.2生产过程控制生产过程控制包括生产工艺改进、提高废气和漆雾的捕集率。3.2.1生产工艺改进汽车制造业表面涂装工艺改进的可行技术如表4所示。表4生产工艺改进可行技术可行生产工艺应用范围（或技术要求）水性3C1B工艺所有汽车类型。水性免中涂2C1B工艺油性3C1B工艺适用于暂时无法使用水性涂装工艺的车型，需安装废气治理设施。油性免中涂2C1B工艺3.2.2废气收集为减少无组织排放，最大限度的控制VOCs排放量，需做好有机废气收集工作。(1)应规范涂料、稀释剂、固化剂、密封胶、清洗剂
18、等含VOCs原辅材料的使用，限定区域存放。选用密封式调漆罐调漆，通过压力泵、管道输送涂料到喷漆位，否则在调漆点安装废气收集系统。生产过程及生产间歇均应保持盛放含VOCs原辅材料的罐密封；(2)清洗过程中产生的废溶剂宜密闭收集，有回收价值的废溶剂经处理后回用，其他废溶剂应妥善处置；(3)涂装工艺线（所有的喷漆、喷胶、修补环节）应密封，换气风量根据车间大小确定，一般手工喷涂区段风速为0.350.50m/s，自动静电喷涂区段风速为0.250.30m/s，擦净间风速为0.200.30m/s。因涂装工艺线距离长、风量一般为几十万立方米，抽风能耗高，若中小型企业操作困难，可采用分区段收集废气，但均应保证V
19、OCs废气捕集率不低于95%；(4)闪干室、流平室、烘箱应密封，换气风量根据车间大小确定，流平室及连接烘干室的防尘通道一般风速为0.1-0.2m/s，保证VOCs废气捕集率不低于95%；(5)废气收集经漆雾处理后需进入治理设施，可分车间单独处理，也可多车间废气集中到同一治理设施处理；(6)废气收集系统应保证与生产同时正常运行；(7)废气收集系统材质应防腐防锈，定期维护，存在泄漏时需及时修复；(8)废气捕集率评价方法：按照车间空间体积和60次/小时换气次数计算新风量，以有组织排放的实际风量与车间所需新风量的比值作为废气捕集率。当车间实际有组织排气量大于车间所需新风量时，废气捕集率以100%计。3
20、.2.3漆雾捕集系统喷漆室的除漆雾（尘埃）效果应达到：(1)除去效率：95%以上；(2)颗粒物排出量：10mg/m3，若后处理设施有相关标准要求，按标准要求；(3)目测见不到排风管的排气色（即排风管出口风帽不被所喷涂料着色）；(4)湿式漆雾捕集系统应对水进行循环利用，减少耗水量，废水需处理后达标排放，漆渣（HW12，HW49）应统一收集后交由有资质的危险废物处理公司处理。漆雾捕集装置一般设置在喷漆室的格栅底板下或喷漆室一侧的排风通道中，包括干式和湿式漆雾捕集装置，可行技术见表5。表5漆雾捕集系统可行技术可行技术名称应用范围（或技术要求）干式漆雾捕集系统过滤棉、无纺布等适用于涂料用量少的涂装线。
21、石灰石为滤料静电漆雾捕集装置适用于涂料用量大的大批量生产涂装线。湿式漆雾捕集系统湿式漆雾捕集装置3.3废气治理3.3.1废气采样口建设要求治理设施应在废气处理前后设置永久性采样口，采样口的设置应符合气体参数测量和采样的固定位装置（HJ/T1-92）要求。采样口应优先设置在垂直管道，避开烟道弯头和断面急剧变化的部位，距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道，其当量直径D=2AB/(A+B)，式中A、B为边长。采样口所在断面的气流速度最好在5m/s以上。若现场条件有限很难满足上述要求时，采样口所在断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍。采样平
22、台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便的操作。平台面积应不小于1.5m2，并设有1.1m高的护栏和不低于10cm的脚部挡板，采样平台的承重应不少于200kg/m2，采样孔距平台面约为1.2m1.3m。3.3.2治理技术推荐VOCs治理技术种类较多。传统的有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法，联用技术有吸附-冷凝回收、吸附浓缩-催化燃烧。新技术主要有低温等离子体技术、光催化氧化、生物法、膜分离技术等。从方法原理与应用实例来看，以上技术均有一定的治理效果。关键是治理设施技术参数符合设计要求、与企业工况匹配、后期运行管理规范合理。表面涂装（汽车制造业）VOCs废气可分为两部分，一部分为烘干废气，温度在
23、140左右，风量在3000-60000m3/h，属于中小风量高浓度废气。另一部分为喷涂废气，为常温常压，风量在15万-70万m3/h，属于大风量低浓度废气。废气成分复杂，主要为芳香烃、醇醚类、酯类、醇类，还有少量的酮类，无回收价值。根据表面涂装（汽车制造业）有机废气排放特点及治理技术的适用性，本指南推荐表6中的治理技术。优先选择蓄热式直接焚烧法（RTO）技术进行高浓度废气的处理、吸附浓缩-（催化）燃烧法进行低浓度废气的处理。吸附法处理废气不能单独使用，需与其他可行的技术进行联合应用，吸附剂需定期更换，保证处理效率。对于吸附法，包括联用技术中采用吸附法，除有配套脱附装置，都应安装VOCs在线监测
24、仪器，以便实时监测吸附剂的饱和更换情况。表6表面涂装（汽车制造业）VOCs治理技术推荐治理技术单套装置适用气体流量范围（m3/h）适用VOCs浓度范围（mg/m3）适宜废气温度范围（）适用生产工艺蓄热式直接焚烧法（RTO）10000010001/4LEL800适用于烘干室、闪干室废气。蓄热式催化燃烧法（RCO）500010001/4LEL350吸附浓缩-（催化）燃烧法10000-180000100-200045适用于喷涂、流平室废气。吸附法10006000020045对上述治理技术进行经济成本和环境效益分析，结果如表7所示。表7典型治理技术的经济成本和环境效益分析治理技术单位处理能力初次投入万
25、元/(10000m3/h)处理单位气体年运行费用万元/(10000m3/h)可达治理效率（%）吸附浓缩-（催化）燃烧法30601295蓄热式直接焚烧法（RTO）801201295蓄热式催化燃烧法（RCO）801201295吸附法100120（包含VOCs自动在线监测系统）20355090在不产生二次污染，治理效率高，能耗低的基础上，也鼓励新的治理技术的开发应用。3.3.3各类治理技术的应用要求为持续保证设备的治理效率和使用寿命，需严格要求治理设备的设计、安装、施工及管理。（1）热力氧化法（RTO、RCO）治理技术应用要求RTO治理技术的安装与运行可参考催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（H
26、J2027-2013），RCO治理技术的安装与运行符合催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ2027-2013）。RTO与RCO应用需满足如下要求：1)应根据废气的组成浓度，确定废气起燃温度、炉内停留时间，混合气体按照起燃温度最高的组分确定，确保有机废气燃烧完全；2)蓄热体的使用寿命应大于24000h，换热效率达到90%以上；3)换向阀的泄漏量能够控制在3%以下；4)助燃燃料为清洁能源，燃烧过程中不产生二次污染，能根据炉内燃烧气体温度自动调节燃料用量，以节省燃料；5)有机废气经处理后，排烟温度低于100；6)实现PLC自动控制，具有实时监控系统、预警系统，具有防火防爆的安全措施；7)RC
27、O装置应明确催化剂的更换周期和后处理方式；8)装置净化效率不得低于97%，废气排放达到广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准（DB44/816-2010）的规定。（2）吸附浓缩-（催化）燃烧法治理技术应用要求治理技术的安装与运行需满足吸附法工业有机废气治理工程技术规范（HJ2026-2013）和催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ2027-2013）。吸附装置的应用要求同吸附法。配套的原位再生手段（脱附）设施，应有规范的管理制度，明确再生周期，并有相应的记录。（催化）燃烧法需满足如下要求：1)需给出与废气浓度、吸附剂再生周期相适应的催化剂使用寿命，更换周期；2)根据废气成
28、分明确（催化）燃烧装置的起燃温度，确保废气温度达到起燃温度并燃烧完全；3)燃烧过程产生的热量应进行回收，热能回收效率不得低于35%；4)根据废气浓度、废气排放量、吸附剂的使用量以及企业的生产时间，明确吸附剂的再生周期，定期进行吸附剂再生；治理设施能实现自动控制，安装有警报防火防爆装置，有应急处理方案；5)吸附浓缩-（催化）燃烧装置的净化效率不得低于97%，废气排放达到广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准（DB44/816-2010）的规定。（3）吸附法治理技术应用要求吸附法治理技术的建设应符合吸附法工业有机废气治理工程技术规范（HJ2027-2013）的规定。吸附法应用需满足如
29、下要求：1)具备完整的治理技术设计方案，保证吸附材料的正常可靠实用，注明所用吸附材料的吸附容量；2)需给出与废气排放相适应的吸附材料使用寿命，明确吸附材料的更换周期，同时安装VOCs在线监测仪器，实时监测吸附剂的饱和更换情况；3)为吸附法治理设施设定专门的管理人员（部门），确保吸附材料按时更换；4)吸附饱和后被更换的吸附剂归为危险废物（HW12、HW49），需移交有资质的危险废物处理公司处理，应有规范的危险废物转移记录，便于核查；5)吸附装置的净化效率不得低于90%,废气排放达到广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准（DB44/816-2010）的规定。（4）其他治理技术应用要求
30、有机废气的处理方法仍在不断更新与改进，应用于汽车制造行业VOCs的治理也将可能出现以上所列方法之外可用的方法，如考虑溶剂回收，对于这些方法，同样需在设计方案、运行维护记录、是否产生二次污染、二次污染处理处置等方面提出具体明确的规范，以保证企业持续稳定的达标排放。对于治理效率随耗材消耗降低过快的治理设备需安装VOCs在线监测仪器。3.4治理技术监管要求3.4.1企业管理要求治理设施（包括漆雾捕集系统）的管理应纳入生产管理中，配备专业管理人员和技术人员，并对其进行培训，使管理和运行人员掌握治理设备及其它附属设施的具体操作和应急情况下的处理措施。企业应根据实际生产工况和治理设施（包括漆雾捕集系统）的设计标准，建立相关的各项规章制度以及运行、维护和操作规程，明确耗材的更换周期和设施的检查周期，建立主要设备运行状况的台账制度，保证设施
