探究船舶涂裝方面的VOCs現狀及治理措施

張俊杰

摘 要：船舶行業VOCs處理現狀，對VOCs凈化處理工藝進行了探討，分析了揮發性有機廢氣凈化工藝手段，根據船舶涂裝VOCs的處理現狀與工藝手段，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? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0079-03

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

1 船舶行業VOCs處理現狀與特點

在船舶的型鋼及鋼板的預處理中，通常是采用流水線方法進行作業、控制。而分段的涂裝是在車間里施工，是有組織的排放區域模式。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，而且在設備處理時，過程中風量較大，一般狀況之下風量為每小時100000m3/h左右;第二，涂裝中產生的VOCs濃度會受到實際狀況的影響而出現不同程度的波動狀態，常規狀況之下晚上3點～7點進行噴漆施工，3～5小時之后油漆固化，整個作業時間在一天的時間內，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施

2.1有機廢氣預處理技術

2.1.1濕式凈化法

濕式凈化法是一種相似相溶的基礎性原理，通過利用溶劑吸收原理、化學吸收為基礎，實現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。但是在應用過程中要配合應用化學絮凝劑。

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，噴涂廢氣含有揮發性的一些有機物質，主要處理技術是新型以及傳統的凈化技術。

2.2.1傳統凈化技術

2.2.1.1吸附法

吸附法是較為典型的傳統凈化技術手段。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勢。不同吸附工藝裝置有著不同的優缺點，其具體如表1。

含有VOCs噴漆廢氣引入到特定的吸附區域中，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吸收兩種形式。物理吸收是較為常見技術手段。

2.2.1.3燃燒法

燃燒法就是氧化VOCs的方式，將其轉化為沒有害的特點，實現廢氣的凈化效果。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入到冷凝器中，通過在VOCs不同的溫度下，產生的蒸汽分壓也是不一樣的，把VOCs一步一步冷凝轉成為液態的回收方法。

不同傳統凈化技術有著不同的優點與缺點，其對比如表2。

2.2.2新型的凈化技術

2.2.2.1沸石轉輪+蓄熱式氧化爐（RTO）

這一工藝通過沸石轉輪吸附區中，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，運用轉輪、轉動做好處理，在將其代入到脫附區域中，通過吸附—脫附—濃縮進行處理，在轉輪旋轉中，可以實現氣體間脫附、轉輪二次處理。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則提供液態的形式存儲回收。

2.2.2.3低溫等離子法

通過介質阻擋放電技術而產生的一種低溫等離子體利用活性粒子對工業廢氣進行處理，進而激活、裂解工業廢氣中的各式組分，開展分解和氧化的復雜化學的反應，實現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，是現階段一種新型的技術手段。主要就是在光的作用之下產生化學反應，可以將在廢氣中的有害物質轉化為無害的化學物，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

在現階段的工業應用中，活性炭吸附+催化燃燒是一種較為有效的技術手段，此種手段工藝成熟、結構較為簡單，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+催化燃燒一體化設備在船舶有機廢氣處理中可以提升處理效率與質量。通過活性炭吸附以及催化燃燒脫附兩個基本原理為基礎，利用活性炭對廢氣實現物理性吸附，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的時候，通過熱氣流沖刷脫附，則可以恢復活性，實現循環利用，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成的吸附箱中處理廢氣，截流VOC。在應用一段時間之后，活性炭達到飽和狀態的時候停止吸附，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值的時候，有機廢氣的催化床可以維持自燃狀態，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。

為了實現節能減排的效果，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連續或者間斷操作，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，這是較為關鍵的工藝手段。

3.1船舶涂裝工藝優化

優化設計船舶涂裝工藝手段，科學合理的安排生產工藝，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，選擇、應用綠色涂料，避免海洋生物附著，避免海洋污染等問題的出現。

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

（1）源頭預防，在耐高溫車間中要推廣應用底漆掃砂工藝，根據根據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備屬于一種低VOCs排放數字化涂裝設備，可以實現油漆自動攪拌處理、混合以及動態熟化的處理，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用遮蔽系統的方式可以實現對涂裝區域的臨時性哲別，加強對VOCs排放處理的有效控制。

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

4 結束語

為了有效地控制船舶噴漆中污染物的排放，要根據實際狀況強化監督控制，加強堵源頭、控過程等技術手段;合理應用現代化的工藝手段，要靈活應用船舶涂裝方面的有機廢氣凈化處理設施、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，推動船舶工業的持續發展。

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