陈维族

(福建高科环保研究院有限公司，福建 泉州　362000)



浅谈涂料行业VOCs废气的环境影响评价要点

陈维族

(福建高科环保研究院有限公司，福建 泉州362000)

【摘要】随着对环境质量要求不断提高，挥发性有机化合物(VOCs)的排放日益引起人们的关注。在开展涂料制造项目环境影响评价的实际工作基础上，总结出针对涂料行业VOCs的评价方法供参考，提出在环评工作中如何识别VOCs作为评价因子和如何计算排放量，并对VOCs的控制措施进行了论述。

【关键词】挥发性有机化合物(VOCs)；排放量估算；控制措施

我国是涂料生产和消费的大国，2015年我国涂料总产量达1711万吨。涂料在生产过程中用到大量的有机溶剂，由此产生的挥发性有机化合物(简称为VOCs)是涂料行业主要的工艺废气。按照世界卫生组织的定义，VOCs是指沸点在50～250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压大于133.32Pa，在常温下以蒸汽存在于空气中的一类有机物[1]。VOCs在国内两大空气质量难题(PM2.5和臭氧)中扮演着关键角色，而且大约有30%的种类属于有毒空气污染物，直接危害人体健康[2]。本文主要论述涂料制造项目开展环境影响评价时，如何识别VOCs作为评价因子和计算排放量以及提出相应的控制措施。

1评价因子的筛选

评价因子的选择，应从各挥发性有机物组分的毒性和对环境的影响，以及现有的环境标准和法定监测方法综合考虑。我国大气污染物排放标准体系的现状是综合排放标准和行业排放标准并行，目前除了北京、上海等地区有地方大气污染物排放标准外，大部分地区仍执行国家制定的《大气污染物综合排放标准》，由于该标准没有规定VOCs排放限值，因此采用非甲烷总烃(简称为NMHC)作为评价因子可以弥补不足。VOCs所涵盖的范畴大于NMHC，《固定污染源排气中非甲烷总烃 气相色谱法》中将NMHC定义为“指除甲烷以外的碳氢化合物(其中主要是C2～C8)的总称。在本标准规定的条件下所测得的NMHC，是于气相色谱火焰离子化检测仪器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计”。

涂料企业生产过程所用的溶剂为《大气污染物综合排放标准详解》所列的污染物必须作为有机废气的评价因子。对于该标准没有列出的，可以参考地方标准或国外相应的标准，但应作出说明，并报环保主管部门批准后执行。在污染物源强分析时，还应注意苯系物、NMHC、VOCs的相互关系。

2涂料行业VOCs排放量估算方法

涂料业生产过程中VOCs产生来自于物料生产、输送和加工等过程。主要VOCs的排放源项有：工艺废气排放；有机液体储存挥发损失；设备动静密封点泄漏；废水集输、储存、处理处置过程逸散；实验室废气排放等。针对涂料生产企业开展环境影响评价时，提供VOCs排放估算可供参考的计算方法。

2.1工艺废气排放

涂料生产过程中的有组织工艺废气排放源可以采取实测，即通过测定排放口气体流量乘以浓度进行计算，同时应注意排风净化装置的捕集效率，估算出无组织散逸的VOCs排放量。在涂料制造项目开展环境影响评价时，还可以通过与同类型厂家的类别调查分析进行估算，但往往类比数据取得较为不易，且不同的涂料企业产品中原料组成差别也较大，因此采用公式法进行估算是比较可行的。

涂料工艺废气VOCs排放量公式法可采用中原大学生物环境工程学系赵焕平编制的《有机溶剂挥发量之估算方法》，在有机溶剂饱和蒸汽压介于95.3～1.4mmHg范围内，且在无风之条件与温度趋近于25℃时，可用下式估算其挥发量：

式中：E工艺为有机溶剂挥发量，g/min；P为25℃温度下有机溶剂饱和蒸汽压，mmHg；M为有机溶剂分子量，g/mol；F为容器与大气接触之表面积，m2。

2.2储罐挥发损耗

有机液体储存通常采用储罐，储罐呼吸损失是涂料企业VOCs重要的排放源之一。目前，国际上得到广泛认可的定量方法是EPA推荐方法及其对应软件TANK4，美国EPA建议其国内各级管理部门、咨询公司和企业采用该软件估算储罐VOCs的排放量，体现了该方法的权威性。欧盟广泛使用TANK软件进行排放量的精确计算；澳大利亚在建立本地气象模型的基础上利用TANK软件计算澳大利亚排放清单(NPI)列出的有机污染物质。

在涂料制造项目开展环境影响评价时，推荐采用TANK软件方法对储罐挥发的VOCs进行排放量估算。

2.3设备、管道的泄漏

设备、管道泄漏是指设备组件密封点的密封失效致使内部物料逸散至大气中，造成VOCs排放的现象。设备组件密封点通常指泵/搅拌器、压缩机、泄压设备、放空阀或放空管、阀门、法兰及其连接件或仪表等动、静密封点。

在涂料制造项目开展环境影响评价时，推荐采用美国EPA平均排放系数法计算设备、管道VOCs泄漏，如表1所示。

表1　平均泄漏系数

由于设备服务年限对泄漏排放系数有一定的影响，且国内外设备情况差距较大，可以通过实测运行设备VOCs的泄漏情况进行修正。

2.4废水集输、储存、处理处置过程逸散

在废水集输、储存、处理处置过程中，废水中VOCs会向大气中逸散。目前国内外主要采用美国EPA推荐软件WATER9对石化企业废水处理中VOCs的挥发量进行估算。WATER9依托气体挥发、生物降解、化学吸附、光化学反应和水解作用等一系列理论模型以及少量经验公式编制而成。

此外，还可以采用系数法进行估算：

式中：E废水为统计期内废水环节的VOCs产生量，kg；EFi为废水收集/处理设施i的产污系数，kg/m3，见表2；Qi为统计期内废水收集/处理设施i的废水流量，m3。

表2　废水收集/处理设施VOCs产污系数

3某涂料制造企业VOCs排放情况调查实例

以福建省某涂料制造企业溶剂型涂料车间为核查对象，年产聚氨酯漆2.2万吨(包括主漆和稀释剂)，主要物料有醇酸树脂、乙酸丁酯、环己酮、颜料、固化剂、甲苯、二甲苯、助剂等，生产设备包括制漆分散缸、反应釜、分散机、灌装机等，有机溶剂采用固定顶罐储存。车间反应釜均配有冷凝回收系统，工艺废气主要来源于投料、调漆、灌装等工序，每条生产线配一套封闭式负压排风系统，年生产作业300天，每天10小时。

目前我国关于固定源的VOCs的测定方法尚未确立。对工业污染源的VOCs采用GC-MS方法测定，定量的物种多(约可以到102种)，比较全面，但测定需要的仪器价格昂贵，且标准气体获得比较困难。本次VOCs检测方法按GB21902-2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》附录C要求，监测结果见表3。

表3　某涂料制造企业聚氨酯漆车间工艺废气VOCs监测结果

根据上述介绍的计算方法结合调研企业开展的清洁生产审核统计资料，计算出聚氨酯漆产品生产过程VOCs排放量见表4。

该企业生产过程基本能做到密闭，并配有完善的集气设施。从核算各环节的VOCs的排放统计情况看，主要的有机溶剂挥发来自于涂料生产车间，其中有组织VOCs排放量占总排放量88%。

表4　某涂料制造企业聚氨酯漆生产VOCs排放量统计(t/a)

4VOCs主要控制措施

4.1过程控制措施

(1)管道输送：针对使用量比较大的液体原料采用管道输送。对主要原料通过计量泵管道输送至分散釜外，针对小批量的拉缸作业实施了管道输送至计量环节，实施自动计量配料，拉缸实施全封闭。

(2)桶泵或者其他等效技术：桶泵技术在国外得到了较为广泛的推广，中国台湾、德国等地区都有成熟的成品。针对桶装液体或者拉缸之间的物料输送，则其在生产单元之间的转移应该采取泵入或其他等效的方式。

(3)密封、加盖技术：反应釜的密闭技术已经毋容置疑，对于比较新的企业来说，大部分都使用密闭性比较好的反应器，但针对预混合器、搅拌、分散、中间槽等容器的密闭系统则看似简单，做到100%密闭性却有很大的难度；对易造成泄漏的、阀门经常检查，定时更换。

(4)投料、包装以及采样过程的吸风装置：投料、包装以及采样等各个环节都需要设置吸风罩，在研磨机上方也设置吸风罩，还包括侧向的吸风罩。吸风罩的集气效果决定了VOCs的控制水平，也决定了无组织排放的强度。同时企业可以通过自动化包装机可以有效地降低VOCs的散发。

4.2末端VOCs控制技术

目前国内外采用的VOCs废气治理技术常见的有：燃烧处理技术、吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术等。对涂料生产过程产生的VOCs大多数企业都是活性炭吸附的处理方法。本次调研的涂料企业VOCs采用“沉流式除尘+活性炭吸附”的处理方式，并配有活性炭脱附再生装置，监测结果分析VOCs去除率达90%以上。

据调查了解，目前有些地区的环保部门对VOCs采用活性炭吸附工艺并不认可，主要原因部分中小型企业没有对活性炭进行定期更换或采取脱附再生，加上VOCs检测限制和监管上比较困难。因此，企业采取活性炭吸附处理工艺设计的，须按照HJ2006-2013《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》要求执行，并按要求建立VOCs台帐，保存相关记录。

4.3储罐挥发损耗控制

储存有机溶剂的储罐应尽量采用浮顶罐。现状大多数涂料企业采用的是固定顶罐，采用冷却储罐的方法可降低小呼吸气的排放；储罐大呼吸气的控制，一是将呼吸气体收集后排入废气处理系统；二是平衡管回到槽罐车系统。但由于平衡系统受制于槽车是否安装的现状，因此平衡系统的利用率不高。大部分选择的是氮封后不处理，或者是引入到专门的处理措施或者引入到集中处理设施。

5结束语

涂料企业生产过程中大量有机溶剂的使用是VOCs的主要产生源。正确科学地对VOCs进行评价是涂料制造项目环境影响评价工作中的重点，它关系到大气环境影响评价等级和评价范围的确定，决定了大气环境防护距离和卫生防护距离的划定，还是环境影响评价结论的重要依据。本文从VOCs评价因子的筛选、排放量估算方法及控制措施进行了探讨，对今后开展涂料制造项目环境影响评价具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]陈敏敏.佛山市涂料行业挥发性有机物(VOCs)排放特征调查与分析[J].广东化工，2012，39(6)：179-180.

[2]齐祥昭，鲁文辉，牛长睿.涂料行业VOC污染控制政策法规研究[J].中国涂料，2015，30(2)：9-13.

作者简介：陈维族，本科，国家注册环评工程师，长期从事环境影响评价工作

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)04-0136-03

Discussion on Main Points of Environmental Impact AssessmentofVOCsWasteGasinCoatingIndustry

CHEN Weizu

(Environmental Research Institute of Fujian Gaoke，Quanzhou 362000，Fujian，China)

Abstract：In practice basis for the paint manufacturing project environmental impact evaluation，summed up for the Evaluation of the coatings industry VOCs for reference，proposed in the EIA work，how to identify VOCs as evaluation factors and how to calculate emissions，and VOCs control measures discussed.

Keywords：Volatile organic compounds (VOCs)；Emissions estimates；Control measures

引用文献格式：陈维族.浅谈涂料行业VOCs废气的环境影响评价要点[J].环境与可持续发展，2016，41(4)：136-138.