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一、我國汽車(chē)制造業(yè)面臨的環(huán)境問(wèn)題
早在20世紀70年代,人們逐漸開(kāi)始認識到傳統的工業(yè)發(fā)展模式給人類(lèi)的生存所帶來(lái)的危機,開(kāi)始尋找適合人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展模式。在傳統工業(yè)中汽車(chē)制造業(yè)是重要組成部分,而汽車(chē)制造業(yè)本身來(lái)講,它也是一個(gè)龐大的制造系統工程,在原材料利用、產(chǎn)品制造和報廢處理等諸多環(huán)節中都伴隨著(zhù)大量的資源消耗,對環(huán)境造成了嚴重的影響。因此,我國的汽車(chē)制造企業(yè)理應在汽車(chē)制造過(guò)程中充分考慮資源和環(huán)境的因素,為我國經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展做出應有的貢獻。
自20世紀90年代以來(lái),我國的汽車(chē)生產(chǎn)量和銷(xiāo)售量一直呈現持續地高增長(cháng)態(tài)勢。到2009年我國汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)雙雙超過(guò)1200萬(wàn)輛,中國已成為世界汽車(chē)生產(chǎn)國。雖然,我國汽車(chē)生產(chǎn)和銷(xiāo)售勢頭均良好,但實(shí)際上我國汽車(chē)制造過(guò)程中廢氣、廢液、粉塵等污染處理技術(shù)較 水平相比存在著(zhù) 的差距,各地相繼出現由于汽車(chē)制造過(guò)程產(chǎn)生的廢氣、廢液和粉塵未及時(shí)合理地處理,導致環(huán)境污染、人身傷害等事件頻發(fā)。由此可見(jiàn),汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染已不容忽視,急需對其進(jìn)行系統的治理和規劃。
汽車(chē)制造業(yè)的工藝流程中,汽車(chē)涂裝工藝在整車(chē)、零配件生產(chǎn)等工藝中均要使用,所以在汽車(chē)制造過(guò)程中,涂裝工藝是工藝流程技術(shù)復雜程度高的環(huán)節之一,也是目前公認的汽車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生三廢排放多的環(huán)節之一,是汽車(chē)行業(yè)排污系數研究中的。
二、汽車(chē)涂裝工藝環(huán)節的污染產(chǎn)生
汽車(chē)制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染,主要來(lái)源于生產(chǎn)工藝流程中大量使用的化學(xué)品材料。在汽車(chē)制造整個(gè)環(huán)節中,汽車(chē)噴涂工藝包括前處理、電泳、油漆噴涂等工序,這些工序中均要使用大量的化學(xué)品材料,這也導致了污染的產(chǎn)生。噴涂工藝中產(chǎn)生的污染從污染治理技術(shù)的角度出發(fā),根據物理化學(xué)狀態(tài)可以分為廢氣、廢水、固體廢棄物三大類(lèi),各類(lèi)污染依據所使用的材料和工序不同又具有不同的特點(diǎn)。
三、汽車(chē)噴涂工藝中廢氣的產(chǎn)生
汽車(chē)噴涂工藝制造過(guò)程產(chǎn)生的廢氣主要來(lái)源于噴涂過(guò)程中散發(fā)的漆霧和溶劑揮發(fā)的蒸氣。尤其溶劑蒸氣是一種毒性很大的氣體物質(zhì),一般液態(tài)涂料中溶劑含量占50%~60%硝基涂料甚至高達80%),這些溶劑在涂裝過(guò)程中全部都能揮發(fā)成氣體,從而對工作人員和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的危害。涂裝廢氣在汽車(chē)制造過(guò)程中主要產(chǎn)生于3個(gè)環(huán)節中:(1)噴漆室的排氣中。為了維持噴漆室內的作業(yè)環(huán)境,噴漆室內的換氣風(fēng)速一般都控制在0.25~1.0m/s。因此噴漆過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要集中噴漆室的排氣中。(2)晾干室的排氣中。晾干室的作用是使被涂物在涂裝后,烘干或強制干燥前,使涂膜中的一部分溶劑揮發(fā)而形成良好的涂膜。因此這種廢氣中僅含有溶劑蒸氣,幾乎不含有漆霧。(3)烘干室的排氣中。烘干室的作用是是使被涂物表面的涂層,經(jīng)過(guò)烘干或者干燥,能夠形成良好的涂層。因此從烘干室排出的廢氣中,一般含有涂料系統排出的和燃料系統排出的廢氣。
四、汽車(chē)涂裝工藝污染物的治理措施
許多制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生大氣污染,這些大氣污染物不能簡(jiǎn)單地直接排放到大氣中,不能用處理廢液和廢渣的方法處理,也不能直接送到公共處理廠(chǎng)集中處理,這些氣態(tài)污染物 場(chǎng)內控制。同樣地,汽車(chē)制造過(guò)程中涂裝工藝環(huán)節產(chǎn)生的廢氣,也需場(chǎng)內控制,以防其擴散到大氣中導致進(jìn)一步污染。通常汽車(chē)涂裝工藝中產(chǎn)生的廢氣,可以采用以下方法進(jìn)行治理。
(1)活性碳吸附法。這種方法是采用活性碳作為物理吸附劑,利用其毛細管的凝聚作用和分子間的引力,把物質(zhì)吸附在活性碳表面,使廢氣凈化。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:可回收溶劑,可凈化低濃度、低溫的廢氣,不需加熱。缺點(diǎn)是:需要預處理除去漆霧、粉塵、煙、油等雜質(zhì),高溫廢氣需要冷卻。
(2)觸媒燃燒法。這種方法是將含溶劑的氣體加熱至200~400℃,此時(shí)將氣體通過(guò)觸媒層,進(jìn)行氧化反應,這樣可以在較低溫度下燃燒,熱能消耗少。其優(yōu)點(diǎn)是:裝置較小、燃料費用低、NOx生成少。缺點(diǎn)是:需要良好的預處理,催化劑和設備價(jià)格較貴等。
(3)直接燃燒法。直接燃燒法是將含溶劑的氣體加熱至600~800℃,使其直接燃燒,進(jìn)行氧化反應,分解為二氧化碳和水。優(yōu)點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)單、養護容易,不需預處理,物可 燃燒,有利于凈化廢氣;燃燒熱可作為烘干室的熱源,綜合利用。缺點(diǎn)是:當NO排氣增大,當單獨處理時(shí),燃燒費用較大。
(4)采用低VOC或無(wú)VOC的環(huán)保型涂料(高固體分涂料、水性涂料、粉末涂料等)替代溶劑型涂料。這種方法能夠較 地解決VOC(揮發(fā)性化合物)對大氣的污染,可以說(shuō)是一種治本措施。低VOC或無(wú)VOC的環(huán)保型涂料在涂料方面不是簡(jiǎn)單地減少溶劑的用量,而是保持施工性能(如施工勤度)基本不變的情況下,重新設計或調整配方,采用新型樹(shù)脂的涂料,采用水性涂料和粉末涂料替代溶劑型涂料,從而達到降低VOC的效果。
(5)提高涂著(zhù)效率,尤其是提高噴涂作業(yè)場(chǎng)合的涂著(zhù)效率。具體的方法為:①將手工空氣噴涂實(shí)現低壓化、靜電化(用空氣靜電噴槍替代一般的空氣噴槍);②克服人為因素,例如操作工人的熟練程度、責任心和身體狀況等,采用自動(dòng)靜電噴涂替代手工噴涂;③采用機器人自動(dòng)杯式靜電噴涂替代往復式自動(dòng)杯式靜電噴涂,以及噴涂條件合理化和控制智能化等措施來(lái)減少過(guò)噴涂,提高涂著(zhù)效率。