浅谈涂装清洁生产

浅谈涂装清洁生产

胡卫华  尹春梅

（奇瑞汽车股份有限公司  安徽  芜湖  241009）

摘要:对新旧涂装清洁生产标准进行了介绍，并针对清洁生产的各项指标要求以汽车厂为例阐述涂装车间应采取的相应措施。

关键词:清洁生产，汽车涂装，VOC 

0  引言

当前我国以臭氧、细颗粒物（PM2.5）和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出，空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多。面对严峻的环境污染形势，为保护生态环境，控制各个地区固定污染源、污染物排放，国家及各地方环保部门纷纷出台相应的政策、法规及控制标准，并加大力度对大型企业进行了清洁生产强制审核，从源头上控制污染物的产生。

1  涂装清洁生产介绍

清洁生产（Cleaner Production）是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

目前涂装行业中正在执行的标准主要是HJT293-2006《清洁生产标准 汽车制造业涂装》；标准中主要对生产工艺与设备要求、原材料指标、资源能源利用指标、污染物产生指标、 环境管理指标进行了国际先进水平、国内先进水平、国内基本水平三级技术指标分类要求。但目前国内企业按照标准严格执行的单位较少，而且由于标准中存在很多的名词、参数定义不清和指标数值与实际值结果出入很大的问题，导致清洁生产工作在推行中落实度较差。例1：指标计算方法中涂覆总生产面积，标准中指所有涂装工艺涂料所覆盖的实际面积总和，这个实际面积有的理解为电泳面积，有的理解为计算机辅助设计系统设计的钣金钢板面积。例2：耗电量计算中，针对封闭厂房空调送风，计算中要求不计入，但是汽车涂装车间的厂房空调通常都不采用循环风，采用的都是新风，此空调耗电量占用比例还较大，严重影响指标计算结果。

根据收集的多个汽车厂数据计算分析，参照HJT293-2006老标准得出清洁生产指标数据，发现大部分企业涂装车间的耗电量、耗新鲜水量、废水产生量等都高于国际清洁生产水平几十倍，从侧面反应了此标准指标值设置的不合理。（见表一）。因此涂装行业清洁生产评价指标完善更新势在必行，必须紧跟行业发展需要。2015年发改委、环境保护部联合工艺信息化部门共同推行了《涂装行业清洁生产评价指标体系》的更新，向全国各涂装企业单位进行标准的更新建议内容征询。新标准指标体系主要针对汽车及其零部件、机电、家具（铁质）、工程机械等行业的有序涂装生产，将清洁生产指标分为五类，即生产工艺及设备要求、资源和能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标和清洁生产管理指标等，在原有标准的基础上，新标区分了汽车车身、化学前处理、机械（物理）前处理、喷漆（涂覆）、喷粉、公用指标等几个板块，每个板块都进行了详细的规定，很多模糊概念的名称都进行了定义，定性及定量指标也更切合目前行业实际现状，更能有效的指导各企业清洁生产提升实施的操作。

面对新的要求，很多企业对应HJT293-2006《清洁生产标准 汽车制造业涂装》要求已达标的现状，则可能会变成不达标，则就需要企业不断更新完善企业清洁生产水平。

表1 清洁生产资源能源利用指标、污染物产生指标值对比

按100┫/台车估算

评价指标名称

清洁生产指标要求（旧标）

（二级国内先进水平）

清洁生产指标要求（新标）

（二级国内先进水平）

行业平均指标数据

（传统水性漆）

行业平均指标数据

（传统溶剂性漆）

耗新鲜水量

200 l/m2

10 l/m2

10.65 l/m2

18 l/m2

耗电量（kwh /┫ ）

（3C3B）

23

/

/

1.807

废水产生量

0.18 m3 /┫

单位面积CODcr产生量8g/m2；

单位面积的总磷产生0.4g/m2

0.006 m3 /┫

0.017 m3 /┫

VOC产生量（g/┫）

（3C3B）

60

25

/

87.7

VOC排放量（g/┫）

（3C3B）

35

(国家十二五规划要求)

溶剂型中涂、清漆有VOCs 净化设施，净化效率≥90%

30.8

79.9

漆渣产生量（g/┫）

50

160

40

58

CO2排放量（KgCO2/┫ ）

/

/

2.91

2.568

能耗（kgce/┫ ）

/

1.1  kgce/┫

1.1  kgce/┫

0.85  kgce/┫

注：以轿车涂装车间3C3B工艺，机器人外表面喷涂为例。

目前国内很多汽车公司的轿车车身涂装工艺水平和涂装质量已与国际水平全面接轨，涂装工艺装备世界一流，但与国外先进水平相比，在环保、节能减排、清洁生产方面远落后于国际平均水平。大多数汽车车身涂装线的涂装公害严重，资源利用率低；每台车身的VOC排放量、涂装能耗、CO2排放量、耗水和废水排放量等是国际先进值的2~3倍，甚至更多。在设备招标中往往无能耗环保清洁生产的目标值，且个别指标要求也十分落后，新的《涂装行业清洁生产评价指标体系》将为企业以后的环保改造提供了参考依据。

2  涂装清洁生产改善措施

要达到涂装清洁生产各项要求指标要求，就必须采取各种改善措施，从涂装涂料、涂装工艺、涂装设备等多方面进行了优化改善，提高清洁生产指标水平。

2.1  VOC

目前，国家及各省市对VOC排放的要求都越来越严格，相关的国家行业标准也都陆续出台针对VOC排放量的限制，这些数值都比涂装行业现状低很多，这也就要求各企业必须进行改造，降低指标数据，才能保证车间生产。

分类

行业现状

国家十二五规划

上海

北京

广东

VOC排放量g/┫

≈100

≤35

≤35

≤45

≤20

因此，现在很多企业都从工艺、涂层、设备等方面展开研究，引进新技术、新工艺、新设备等重点降低VOC排放量。

类别

措施

适用范围

预计效果

工艺

采用传统水性漆涂料生产工艺

新建/改扩建车间

降低VOC产生量、排放量；投资成本高，运行能耗高。

采用高固体份涂料生产工艺

改扩建车间

提高油漆固体份，减少VOC的挥发量；设备改动量小，改造投资小。

免中涂工艺/B1B2工艺

新建/改扩建车间

较传统水性漆工艺投资少，运行成本低。

涂层

涂层优化，优化喷涂区域；

所有车间

减少油漆消耗量，降低VOC挥发量；

设备

废气焚烧处理

所有车间

降低VOC排放量；改造投资较大；

静电喷枪

所有车间

提高油漆利用率，减少VOC的挥发量；

机器人喷涂

新建/改扩建车间

提高油漆利用率，减少VOC的挥发量；

2.2 废水产生量

清洁生产新标未规定废水产生量，但是却限制了CODcr和总磷量，这两个数据指标跟废水产生量密切相关，只有减少涂装车间的废水产生量、废水浓度才能起到降低废水CODcr值和总磷量。

涂装车间产生的废水主要集中在前处理电泳区域，目前较为成熟的措施有：

1) 取消钝化，大力推动无磷化工艺；

2) 对脱脂、磷化、电泳浓淡溶液分开排放处理，并针对废水排放频率进行研究，在满足工艺要求的情况下减少排放次数；

3) 提高进入涂装车间的白车身洁净度，增加前处理脱脂过滤设备过滤精度；

4) 引进新设备新技术延长脱脂清洗液使用时间，明确废水排放浓度标准，根据检测数据进行排放；

5) 清洗水再利用技术应用等。

2.3废渣产生量

涂装车间最主要的固体危废就是磷化渣和废漆渣；前处理电泳采用无磷化工艺能减少磷化渣的产生；废漆渣可考虑采用优化涂层及工艺，消减涂料用量；采用静电喷涂机器人，对人工内表面喷涂采用静电喷枪等，提高油漆附着率等，以达到减少废渣产生量的目的。

2.4综合能耗

综合能耗是新涂装清洁生产标准中要求的指标，能耗高，CO2排放量也高；在车间建设与应用中，综合能耗也是所有单位比较关注的点，它决定了设备运行成本。目前较为普遍的降耗措施有：大功率设备采用变频控制、循环风空调；余热回收；采用清洁能源等。（注：新标准考虑到全国各地的环境不一致，特意备注调节温度用的空调能耗不计算在内，而此处的能耗占整个车间比例的1/4，此处的能耗范围定义目前还在讨论中。）

3  结语

对于生产型企业，可以将清洁生产简单地理解为：在生产过程当中提高资源、能源利用效率，减少废弃物产生量。根据国内地方标准及国家对污染物排放的要求，推行企业的清洁生产势在必行，行业相关标准也将会加快修订，有效的起到指导和控制作用。相应的企业单位也将针对国标要求进行提升改造，如在限期内未完成改造的，有面临被关停风险，同时可能会影响到新产品的申报。因此需在标准出台之前，应提前做好应对措施。

（详见《现代涂料与涂装》2017-1期）

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