汽车涂装VOCs的回收与消除技术

汽车涂装面临的挑战源于相关环境法规和用户的   高需求。   标准化组织发布的ISO14040和ISO14044，旨在推动降低产品的生产与消费中可能带来的对环境的影响。
　　生命周期评估(LCA)概念已经开始用于评价汽车的环境兼容性，对汽车生产、汽车燃料生产、汽车使用和报废处理全过程中CO2排放、资源消耗和引起的环境负担进行评价。汽车工厂(涂料和装配)中，油漆车间的能耗占60%，VOC排放占，CO2排放占60%。汽车生命周期内，生产阶段能耗占20%，但单位时间内的能耗，生产阶段要比使用阶段高得多。目前，汽车涂装水性化技术已经越来越成熟，在世界范围内越来越普及，除清漆大多仍采用双组分溶剂型涂料外，车身涂装的其他涂料已经全部实现水性化，涂装的VOC排放   可以满足苛刻的法规要求(35g/㎡)。然而，由于水和溶剂物化特性有较大差别，相对溶剂型涂料，水性涂料施工能耗增加很多，CO2排放增加；应用水性涂料无论是材料成本、管理成本、设备投资和能源成本都高于溶剂型涂料。汽车生产者不能简单地将由于应用水性涂料增加的成本转嫁给用户，   不能给生态环境增加负担(消耗的资源和排放的温室气体   多)。
　　为减少汽车使用的燃料消耗，世界各国强制实施汽车燃料消耗限值法规，汽车结构的轻量化越来越受重视，钢板、铝合金、镁合金、碳纤维塑料等轻质材料的应用在增加，单一材料制造车身已逐步被多种材料混合制造车身所取代。众所周知，化学活性不同的金属接触会形成电化学腐蚀，多种材料混合的车身给涂装的带来了   大的难题。另外，有的冲压件往往需要靠涂装过程实现热处理以提高零件的强度，要统一金属和塑料件面漆的颜色一直是一件比较困难的事。
　　随着汽车市场竞争的日趋激烈，为满足用户对汽车制造质量和服务及时性等方面的需求，汽车产品制造、销售的化发展已经成为必然趋势，对涂装生产的管理提出了挑战性课题，需要在技术标准的统一和满足地区性特点需求方面适应发展的要求。
　　针对VOCs的性质以及浓度分布的不同，目前广泛应用于VOCs治理的措施基本分为两大类：一类是以改进工艺技术、   换设备、防止泄漏乃至   VOCs排放为主的预防性措施；另一类是以末端治理为主的控制性技术。末端处理技术又具体分为两种：一种是通过物理方法回收VOCs，即回收法；另一种是通过生化方法将VOCs氧化分解为   或是低毒产物的破坏性方法，即法。
　　一、VOCs的回收技术
　　回收技术是通过物理方法，在   温度、压力下，用选择性吸收剂、吸附剂或选择性渗透膜等分离VOCs，目前常用的方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法等。
　　1、冷凝法
　　冷凝法是利用VOCs在不同温度和压力条件下具有不同的饱和蒸气压这一性质，采用提高系统压力或降低系统温度的方法，使处于蒸气状态的污染物从气相中分离的过程。冷凝法需要较高的压力和较低的温度才能较高的回收率。因此，运行费用高，适用于高沸点和VOCs的回收。该法常与吸收法、吸附法等联合使用。
　　2、吸收法
　　吸收法是以液体作为吸收剂，通过洗涤吸收装置使废气中的成分被液体吸收，从而达到净化的目的，其吸收过程是气相和液相之间进行的气体分子扩散或者是湍流扩散的物质转移。该法适用于浓度较高、温度较低和压力较高情况下的气体污染物的处理，去除率可达~。吸收法的关键是吸收剂的选择，根据物种类及生产工艺条件的不同，选择溶解度大、不易挥发、的吸收剂，如水、液体石油类物质。
　　液吸收法是在传统吸收法的基础上提出的一种新的吸收法{门。该法采用复合吸收液(成分为水、无苯柴油、添加乳化剂MOA的邻苯二甲酸二丁酯和多肤DH27)处理低浓度苯类废气，处理好于传统吸收液，提高了吸收效率，使低浓度苯类废气的净化处理效率达到87.5%，且该项技术投资少，运行成本低，净化，易操作，具有很好的推广应用价值。
　　3、吸附法
　　吸附法是活性炭吸附设备利用某些具有吸附能力的物质，如活性炭、硅胶、多孔粘土矿石、高聚物吸附树脂等吸附剂，吸附物质而达到污染的目的，一般用于处理中、低浓度的气相污染物。吸附效果取决于吸附剂性质、气相污染物种类以及吸附系统的操作温度、湿度、压力等因素。近几年，出现一些新的吸附工艺和设备，如吸附-热   -催化燃烧净化工艺、吸附-水蒸气   -溶剂回收净化工艺等，对VOCs的去除效果较为明显。
　　二、VOCs的技术
　　技术是通过化学或生物反应等，在光、热、催化剂和微生物等作用下将物转化为H2O和CO2，这种方法对于中等浓度或者浓度<1000mg/m³的低浓度VOCs具有较好的处理效果。目前，常用的方法主要有燃烧法、低温等离子体分解法、生物法等。
　　1、燃烧法
　　燃烧法是利用VOCs易燃性质进行处理的一种方法，经过充分的燃烧后，然后的产物是CO2和H2O，由于燃烧时放出大量的热，排气的温度很高，所以可以回收热量。该法在化工、喷漆和绝缘材料等行业广泛使用。若VOCs中含有硫、氮和卤素等成分，还应考虑对燃烧后废气的处理，以免造成二次污染。
　　催化燃烧法是采用一些催化金属，在低温下可以进行燃烧的方法，该法具有去除率高、无二次污染等优点，并且可操作性较好。近年来，   对催化剂的研制多集中于非贵金属催化剂。用于催化燃烧净化含丙烯腈废气的金属氧化物一贵金属、金属氧化物、非贵金属3种类型的催化剂的研究制备，初步评价了其对丙烯腈的催化氧化效果，并与现有的国产负载贵金属催化剂进行了比较，实验结果表明，所制备的催化剂对丙烯腈废气净化具有较好的催化氧化性能。
　　2、低温等离子体分解法
　　低温等离子体技术又称为非平衡等离子体技术，是在外加电场的作用下，通过介质放电产生大量的   粒子，其与污染物分子发生一系列复杂的等离子体物理一化学反应，从而将污染物降解为   物质。该法适用于各类VOCs的治理，处理，无二次污染物产生、易操作，特别适用于对气体流量大、浓度低的废气的处理。利用电子束照射20种VOCs，研究发现，通过化学结构可以推算出90%处理率时所需的电子束能。对于芳香族、脂环族、脂肪族、甲醇和三氯乙烯，电子束照射的处理效果很好。配备一个带防护罩的加速器(电压为300kV)可以处理的VOCs气体流量达30000Nm³/h。
　　利用非热等离子体法处理VOCs，研究结果表明，等离子体的氧化性能比0：强，同时提出，等离子体技术实际应用的关键是过程的性、等离子体的能量效率和净化后气体的后续处理条件等。