涂料项目VOCs排放量估算及控制研究

文 菁

（江苏科易达环保科技有限公司 江苏盐城 224000）

引言

我国是涂料生产、消费大国。据国家统计局公布的数据显示，2018 年我国1336 家规模以上工业企业涂料总产量达1759.8万吨，较2017 年增长了5.9%。大量涂料在生产过程中会产生挥发性有机化合物（VOCs），VOCs 也是涂料行业在生产环节主要工业废气。VOCs 属有毒有害气体，吸入体内会直接危害人的身体健康。为此，在对涂料化工项目环评过程中，VOCs 估算成为其中的主要内容之一。

1 涂料项目VOCs 排放概述

1.1 排放类型

涂料加工生产过程所产生的VOCs 包括项目的点源排放，以及项目生产、场内运输环节的无组织溢散排放。其中，以无组织排放为主，且对涂料厂区周边产生较重的异味。

1.2 主要特点

涂料加工项目VOCs 组分复杂，持续时间较长，其主要组分为苯系物、己烷等，具有较强挥发性，有毒有害。

1.3 评价因子

根据环境标准、监测方法，以及涂料项目VOCs 组分的毒性及其对环境影响来综合确定。就涂料加工项目而言，则主要依据《大气污染物综合排放标准》《固定污染源排气中非甲烷总烃气相色谱法》《大气污染物综合排放标准详解》 等，分析污染源强时，还需结合苯系物、VOCs、NMHC（非甲烷总烃）。

2 涂料项目VOCs 环评中排放量估算方法

2.1 工艺废气排放

涂料化工项目生产环节的VOCs 有组织排放可通过现场监测获取。无组织VOCs 排放量则可通过估算获得，或比较同类项目进行估算。根据《有机溶剂挥发量之估算方法》（赵焕平），在有机溶剂饱和蒸汽压（95.3-1.4mmHg），无风，温度（25℃左右）条件下，采用VOCs 估算公式：E工艺＝。

其中，E工艺为待估算的涂料项目VOCs 排放量；P 为一定温度条件下有机溶剂饱和蒸气压；F 为涂料生产环节容器与大气解除的表面积；M 为有机溶剂分子量。应用该公式估算时，若温度无法控制于25℃附近的，还需要对有机溶剂饱和蒸气压进行适当修正。

2.2 储罐挥发损耗

储罐是常用的涂料液体储存方式，涂料储罐呼吸损失成为涂料VOCs 重要排放源。针对储罐发挥损耗的估算方法，主要有EPA 推荐的估算方法及其对应的TANK4，欧盟则采用的是TANK软件进行精确计算。在涂料项目环评时的储罐挥发损耗实际应用中可采用TANK 软件进行排放量估算。

2.3 设备管道泄漏

涂料项目生产的产品还需要使用到各种设备及管道，由于设备及管道密封存在失效等问题，容易导致其中的物料逸散至大气中，给周边大气环境产生VOCs 逸散。涉及到的设备管道包括搅拌器、泄压设备、阀门、仪表等。具体估算时可采用美国国家环境保护局推荐的平均泄漏系数（见表1）对主要设备管道的VOCs 泄漏量进行估算。估算时，应根据涂料设备管道的使用年限对相关的排放系统进行相应的修正。

表1 平均泄漏系数

2.4 废水处置逸散

涂料项目在生产、储存和运输处置过程中产生大量的生产废水，这些废水中的VOCs 也会直接向周边的大气逸散。涂料项目生产环节产生的废水中的VOCs 逸散量估算主要采用的方式有美国国家环境保护局推荐的WATER9 对石化企业废水VOCs挥发量的估算方法。也可以利用系数法对废水中的VOCs 逸散量进行估算。

如：E废水=。式中，E废水表示涂料项目在统计期中因废水处置所逸散出的VOCs 总量。EFi表示涂料处置环节废水收集/处理设施i 产污系数；Qi表示涂料项目统计期中废水收集/处理设施i 废水流量。根据美国EPA 推荐的估算方法，其中废水收集/处理设施VOCs 的产污系数主要分为：废水收集系统及油水分离方面的产污系数为0.6；废水处理厂-废水处理设施领域的产污系数则为0.005。

2.5 案例分析

以某溶剂型涂料生产企业的涂料车间为估算对象，该企业年生产2.5 万吨聚氨酯漆，物料包括颜料、甲苯、醇酸树脂、固化剂，制漆分散缸、分散剂、灌装机，经现场调查，废气主要来自投料、调漆、灌装等各道工序。依据《合成革与人造革工业污染物排放标准》（GB21902-2008）推荐的要求对该车间的VOCs 排放量进行估算。经对工业废气有组织排放VOCs 现场监测、储罐挥发损耗、设备管道泄漏、废水处理环节挥发，以及其他方式挥发，经计算得出：有组织工业废气VOCs 现场监测为22t/a，无组织排放VOCs 量为2.578t/a，其中：TANK 法估算储罐挥发量为0.256（t/a）；平均系数法估算设备管道泄漏为1.112（t/a）；系数法估算废水处理挥发为0.125（t/a）；物料衡算法估算实验废气、散逸量为1.085（t/a）。可见，该涂料项目的VOCs 主要来自有组织排放，占整个项目排放量的89.51%。

3 涂料项目VOCs 控制对策

针对涂料项目VOCs 主要产生的环节，应从涂料生产过程、末端控制和储罐储存等环节做好项目的VOCs 控制，最大限度的降低项目对周期环境的影响。

3.1 生产及运输过程控制

要从管道、设备输送、密闭等方面加强涂料项目VOCs 生产、运输过程的泄漏控制。如，可通过计量泵管道对主要原料输送，针对拉缸或桶装液体物料输送可在生产单元间采取泵入或其他等效技术转移；选用反应釜密闭技术进行加盖、密封，并做到定期检查更换阀门；设置防风罩于投料、包装、采样等环节，最大限度地降低VOCs 逸散。

3.2 末端控制

目前，主要采用吸附、吸收、燃烧、冷凝、膜分离技术对涂料生产环节产生的VOCs 进行末端控制。其中，最常见的采用活性炭吸附，如“沉流式除尘+活性炭吸附”工艺，集合活性炭脱附再生装置，可有效去除VOCs，并做好活性炭去除台账保存。

3.3 储罐等挥发损耗控制

采用浮顶罐等对涂料项目的有机溶剂进行储存。如采用固定顶罐式储存罐的，可对其进行冷却降低小呼吸气排放。还可以将呼吸气收集至废气处理系统或用平衡管回到槽罐车系统等做好大呼吸气控制。

结语

涂料生产为工业、家装、汽车等行业提供原材料，但在此过程中会产生大量的VOCs，为有效降低涂料项目对环境的影响，应选择合适的方法提前对项目投产后的VOCs 产量进行估算，并根据VOCs 排放量的估算结果提前做好防控，最大限度地降低项目对环境的影响，努力实现经济效益与环保效益的共赢。