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上海船舶制造业率先推动水性涂料应用

http://www.pf.hc360.com2017年11月08日18:14 来源:中国船舶报T|T

    慧聪表面处理网讯:进入秋冬季节,每一天的空气质量都牵动人的神经。经过多年的洗礼,不少国人能够脱稿解释PM2.5和PM10的区别、可以得心应手地挑选不同等级的防毒口罩、还会从多个角度发表自己对雾霾成因的看法……随着国家和地方对大气污染防治工作的进一步推进,又有一个专业术语将进入更多人的视线,那就是——挥发性有机物(VOCs)。

    VOCs指参与大气光化学反应的有机化合物,是形成臭氧和PM2.5污染的重要前体物。船厂是产生VOCs的大户,大型船厂一年的排放量基本都在100吨以上。在上海,这个全国VOCs治理的前沿阵地,当地船厂正积极摸索适合本行业的VOCs治理方法,多个治理工程纷纷上马。从记者近日走访的情况来看,船厂在VOCs末端治理环节的设备设施建设都取得了一定的进展。同时,各方对政策、技术路线方面的疑虑、争论也在继续。

    前有政策后有船东船企说了不算

    当前,我国以PM2.5和臭氧为特征污染物的大气复合污染形势依然严峻。今年9月14日,环境保护部、国家发展和改革委员会、财政部、交通运输部、国家质量监督检验检疫总局、国家能源局正式发布《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》(以下称《方案》),其中指出,《大气污染防治行动计划》实施以来,全国环境空气质量持续改善,但PM2.5浓度仍处于高位,同时,重点区域臭氧浓度呈现上升趋势,尤其是在夏秋季已成为部分城市的首要污染物。从PM2.5和臭氧的前体物控制来看,近年来,全国SO2、氮氧化物(NOx)、烟粉尘控制取得明显进展,但VOCs排放量仍呈增长趋势,对大气环境影响日益突出。VOCs污染防治工作刻不容缓。

    场内喷涂作业、场外喷涂作业、钢板预处理作业是船舶工业产生VOCs的主要来源。为加大工业涂装VOCs治理力度,《方案》提出:在船舶制造行业,推广使用高固体分涂料,机舱内部、上建内部推广使用水性涂料;优化涂装工艺,将涂装工序提前至分段涂装阶段,2020年底前,60%以上的涂装作业实现密闭喷涂施工;推广使用高压无气喷涂静电喷涂等高效涂装技术。强化车间废气收集与处理,有机废气收集率不低于80%,建设吸附燃烧等高效治理设施,实现达标排放。

    在《方案》发布一周后的9月21日,上海市环保局污防处召开“上海清洁空气行动计划”船舶行业咨询会,上海市环科院、各船舶修造企业、油漆厂商等派员参加会议。会上,上海市清洁空气行动计划(2018-2022)文件讨论稿中关于船舶修造行业的相关要求分发到了各代表手中,具体内容为:

    船舶制造及维修行业推广使用低挥发性涂料。到2018年,机舱内部、上层建筑内部水性涂料使用比例达到70%以上,分段涂装阶段、码头涂装阶段水性涂料使用比例达到30%以上,钢板预处理阶段,鼓励采用水性环氧底漆等;80%以上的涂装作业实现密闭喷涂施工,船坞增设移动式涂装系统;推进巨型总段建造等绿色造船工艺。

    虽然上海市的行动计划仍未定稿,不过不难看出,下一阶段上海市的环保政策高于国家标准的基调不会变。多部委出台的《方案》主要有两项硬性指标:一、“2020年底前,60%以上的涂装作业实现密闭喷涂施工。”增加密闭喷涂的比例、减少室外的无组织排放是降低VOCs的基本思路,但上海地区的船厂普遍反映,从企业的厂房资源、施工条件、建造流程等多方面考虑,上海市在讨论稿中提出的80%的比例过高,建议降至仍高于国家标准的65%。二、“有机废气收集率不低于80%。”这方面,上海市已于2015年开始“引逼结合”敦促包括船企在内的当地企业投入建设高效治理工程,有机废气的收集率超过80%的国标不是问题。另外,上海市对水性涂料的使用比例等方面进一步提出了硬性指标,在船厂间引起了不小的反弹。

    最紧迫的是时间问题,上海市目前讨论稿的要求是在2018年完成水性涂料的大面积应用。然而,船厂2018年的生产任务已经排定,油漆类型已经制定确认,这个指标是不可能完成的。

    就长远看,水性涂料的实施并非船厂一家说了算。“水性涂料在技术上的固化需要时间,这些产品的全面铺开还需要获得各船级社的型式认可证书、兼容性证书。在机舱工作舱室、船员住宿的上层建筑使用的水性涂料,还需要获得证明涂料阻燃性能的低播焰证书,很多厂商目前都没有。”江南造船(集团)有限责任公司江南研究院主要从事涂装设计工作的陆信浩表示,不同于集装箱、港机等产品的生产厂商,船厂的施工条件、施工要求更严苛,水性涂料推广应用的阻力不小。“比如在冬天,码头温度非常低,水性涂料的溶剂是水,零度以下就会结冰,作业非常困难。即使我们在舱内加装了通风、加温设备,但是船舱内外温差过大,对同一块船板的涂装质量也是会有影响的。”据了解,目前,船厂采用水性涂料的比例很低,国内外船东尝试使用的意愿都不高。

    无先例投资大末端治理先行先试

    以源头减排为核心,过程控制为重点,末端治理为手段。这是各行业对VOCs治理达成的基本共识。船舶工业未来采用更多替代涂料且尚需时间,目前最立竿见影的方法就是抓好末端治理,上海市政府和各船厂目前的工作重心也在于此。

    在江南造船,针对钢材预处理线及涂装棚的VOCs治理设备改造工程正在紧锣密鼓的推进。江南造船联合中船第九设计研究院对“沸石转轮+RTO”的VOCs设备改造技术进行了深入研究。据悉,上述两项改造工程加上油漆间、油漆储存间等配套设施改造,江南造船在本轮VOCs治理方面的资金投入预计将达到上千万元。

    环保是一个成本工程,其收益是不能单用经济数据来衡量的。目前横亘在企业面前的问题是:无前人经验可循,市面上的处理技术到底哪种更适合船厂?

    据悉,结合上海市VOCs治理技术指引及与设计院、环保部门的多次调研、研讨意见,江南造船目前已选择了RTO技术路线在钢材预处理线上试点应用,期望收到良好的环保治理效果。“在上海市当前环保工作的要求下,企业最看重的是:设备的除净率和达标排放的稳定性。”江南造船的项目管理人员表示,“涂装间VOCs活性炭吸附技术已经很难适用于新的环保标准,RTO治理技术在汽车化工等行业的应用相对成熟,但这种治理技术在船企却没有过先例,各项试点工作需要摸索前行。”

    业内对市面上的各类技术都有不少顾虑。“蜂窝活性炭(活性炭纤维)+催化燃烧虽然投入成本低,但运行一段时间后,减排效果不达标,且安全性差。”“颗粒活性炭+氮气脱附安全性高,但处理设备体积大,脱附后产生的VOCs液体同样为危废。”“沸石转轮+RTO处理效果好,但投入高,运行成本大;仅适用于高浓度连续性生产;针对涂装间VOCs浓度波动大,适应性差。”……各技术路径有长有短,企业只能权衡取舍,摸索寻求最适合自己的方案。

    “上海沪临重工有限公司选择了一条中间道路。”由沪东重机有限公司牵头、其子公司上海沪临重工有限公司、国内知名院校联合承研的“大型涂装工艺挥发性有机物(VOCs)处理关键技术集成与示范项目”已于2017年8月22日通过了上海市科委的项目中期评审。沪临重工总经理王敏介绍,经过大半年的时间,三方联合开发了新型的吸附浓缩+催化燃烧技术,研发制作了VOCs处理集成试验装置1.0和2.0,形成了“VOCs高效收集——漆雾有效处理——VOCs高效净化”一体化解决方案,VOCs处理效果达到并超过了预期指标。

    在沪临重工的涂装车间,VOCs处理集成试验装置2.0正在稳定运行,显示器上标示着处理设备的进口浓度、预过滤浓度和出口浓度,体型稍大的试验装置1.0已经完成历史使命杵在一边。该项目负责人李晓东表示,船厂涂装车间的VOCs治理有负荷不均衡、排风量大、运行成本高等特点,针对这些,沪临重工选用了新型的VOCs吸附材料,能耐较高温且使用寿命在5年以上;针对船厂涂装车间每天4~6个小时的VOCs浓度特别高的情况,采用了二次过滤、负荷缓冲技术,起到削平波峰的作用,大大提高了后续处理装置的效能和使用寿命。在进气口,针对废气中含有的大量漆雾,沪临重工开发了具备自净功能的新式漆雾过滤装置,零耗材、零危废,且有通畅排风的效果。试验装置2.0采用流体力学计算模拟技术,实现风量的优化分配,在高负荷作业工段,选择高风量送排风方案;在无人员参与的低浓度挥发阶段,选择小风量的智能送风方案。此外,该设备还采用了余热回收再利用技术,大大降低了运行成本;采用集成及自动化控制技术,可实现24小时全程监控无人值守。

    与VOCs斗法的上海地区船厂,面临着政策、技术路线的诸多不确定,但迈着的是履行企业社会责任、探索最优治理方案的坚定步伐。随着VOCs治理在全国范围内的铺开,相信这些探索、纠结都是值得的。

责任编辑:肖丹萍推荐

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