01 船舶涂装VOCs排放量分析
在船厂中涂装作业是VOCs等危害物排放的主要源头。根据对国内各行业固定源VOCs排放量调查统计,船舶涂装VOCs的占比达6.5%,如图1所示。
涂料在线。针对船舶建造整个流程的统计分析可知:在不同阶段,VOCs等危害物的排放量存在较大差异,其中:分段涂装车间危害物排放量占比最高,达54%;预处理流水线和码头次之,达17%和14%。船厂VOCs排放量分布如图2所示。
在船舶涂装现场和船舶涂装车间共检测到VOCs组分63种,其中:芳香烃为主要排放种类,达91.6%,如图4所示。主要芳香烃组分包括间/对二甲苯、邻二甲苯、乙苯和三甲苯,这4种组分占比达76.5%。
船厂常用油漆品种的VOCs排放系数如表2所示。船用涂料中的溶剂化学成分(质量分数)分布情况如表3所示。
2.3 VOCs末端治理技术
2.3.1 末端治理技术汇总
吸附技术:利用固态吸附剂对气体中的组分选择性吸附,分离气体混合物。
蓄热式热氧化RTO/热氧化TO技术:燃烧温度控制在700℃以上,大部分的有机物被分解为CO2和H2O,去除率可在90%以上。
蓄热式催化氧化RCO/催化氧化CO技术:利用催化剂在较低温度下将有机物氧化分解。
生物净化技术:生物法最早用于废气脱臭,近年来在生物菌种培育、生物填料和生物净化工艺等方面均取得进展。
2.3.2 船坞作业区部分船厂施工措施
船坞作业区部分船厂在施工时采用全遮蔽形式和高空车加罩形式,如图6所示。
工作原理:利用履带式永磁间隙吸附的爬壁机器人搭载滚刷,采用电机驱动、地面供料,附于钢质表面进行涂装作业,解放工人高空作业,使工人远离漆雾污染;增加VOCs防护封闭装置,实现之字形刷涂,轨迹全覆盖无碾压。
优点:附壁灵活、可靠性高。
缺点:重心时变,在施工时存在一定振动;采用滚刷作业,与高压无气喷涂相比,难以保证高质量涂装;在面临大曲率复杂船体曲面时,附壁难、行走难;智能化程度不够高,远程操作、远程监测存在困难。
(2)奥地利PalfingerHTC-CD轨道框架涂装机器人,该型机器人如图8所示。
工作原理:利用高架车搭载喷涂设备,附于钢质表面进行涂装作业,解放工人高空作业;高空车在坞内移动,喷涂执行机构沿外板表面喷涂,地面遥控作业喷涂执行机构;采用密闭式漆雾回收罩,可大幅收集在喷涂中排放的VOCs。
优点:可模拟人工手持喷枪往复作业,实现之字形喷涂。
缺点:船坞剩余空间紧凑,高架车移动难,车体底盘与喷涂机构约束少,不利于轨迹控制;喷涂执行机构的喷头与船体外板距离控制难,造成漆膜控制困难;真空回收防护罩密封圈与船体外板距离控制难,造成真空压力建压难、空气流通难。
(4)韩国DMMI智能爬壁喷涂机器人,该型机器人如图10所示。